Podstawowe wymagania materiałowe łożysk tocznych zależą w dużej mierze od wydajności roboczej łożysk.To, czy materiał łożyska tocznego jest odpowiedni, czy nie, będzie miał duży wpływ na jego działanie i żywotność.Ogólnie rzecz biorąc, głównymi formami uszkodzeń łożysk tocznych są łuszczenia zmęczeniowe pod wpływem naprężeń przemiennych i utrata precyzji łożyska w wyniku tarcia i zużycia.Ponadto występują pęknięcia, wgniecenia, korozja i inne przyczyny nieprawidłowego uszkodzenia łożyska.Dlatego łożyska toczne powinny mieć wysoką odporność na odkształcenia plastyczne, mniejsze tarcie i zużycie, dobrą dokładność obrotu, dobrą dokładność wymiarową i stabilność oraz długą żywotność zmęczeniową kontaktu.Wiele właściwości zależy od materiałów i procesów obróbki cieplnej.Ponieważ podstawowe wymagania materiałowe łożysk tocznych są określane przez postać uszkodzenia łożysk, wymagane jest, aby materiały do produkcji łożysk tocznych miały następujące właściwości po określonej obróbce cieplnej w procesie końcowym:
Wysoka odporność na zużycie
Gdy łożysko toczne działa normalnie, występuje nie tylko tarcie toczne, ale także tarcie ślizgowe.Głównymi częściami tarcia ślizgowego są: powierzchnia styku między korpusem tocznym a bieżnią, powierzchnia styku między korpusem tocznym a otworem kieszeniowym koszyka, powierzchnia styku między koszykiem a krawędzią prowadzącą pierścienia oraz krawędź prowadząca między końcową powierzchnią rolki a krawędzią prowadzącą pierścienia itp.Istnienie tarcia ślizgowego w łożysku tocznym nieuchronnie powoduje zużycie części łożyska.Jeśli odporność stali łożyskowej na zużycie jest słaba, łożysko toczne straci precyzję z powodu zużycia lub wibracje wzrosną, a żywotność łożyska zmniejszy się z powodu zmniejszenia precyzji obrotu.Dlatego stal łożyskowa musi mieć wysoką odporność na zużycie.
Wysoka wytrzymałość zmęczeniowa kontaktu
Główną formą uszkodzenia łożyska jest zmęczenie kontaktu.Podczas pracy łożyska tocznego korpus toczny toczy się między bieżnią pierścienia wewnętrznego i zewnętrznego łożyska. Część stykowa korpusu tocznego jest poddawana okresowym zmiennym obciążeniom, które mogą dochodzić do setek tysięcy razy na minutę. Pod wpływem powtarzającego się działania okresowych naprężeń przemiennych na powierzchni styku następuje pękanie zmęczeniowe.Kiedy łożysko toczne zacznie się odklejać, spowoduje to wzrost wibracji i hałasu łożyska, a temperatura robocza gwałtownie wzrośnie, powodując ostateczne uszkodzenie łożyska. Ta forma uszkodzenia nazywana jest uszkodzeniem zmęczeniowym kontaktowym.Dlatego wymagane jest, aby stal używana na łożysko toczne miała wysoką wytrzymałość zmęczeniową stykową.
Trzy wysokie granice elastyczności
Gdy łożysko toczne działa, ponieważ powierzchnia styku między korpusem tocznym a bieżnią pierścienia jest niewielka, nacisk na powierzchnię styku łożyska jest bardzo duży, gdy przenosi obciążenie, zwłaszcza gdy przenosi duże obciążenie.Aby zapobiec nadmiernemu odkształceniu plastycznemu przy dużym naprężeniu stykowym, które może skutkować utratą precyzji łożyska lub pęknięciem powierzchni, stal łożyskowa musi mieć wysoką granicę sprężystości.
Odpowiednia twardość
Twardość jest jednym z ważnych wskaźników łożysk tocznych.Jest to ściśle związane ze stykową wytrzymałością zmęczeniową, odpornością na zużycie i granicą sprężystości materiału, co bezpośrednio wpływa na żywotność łożyska tocznego. Twardość łożyska jest zwykle określana przez sposób i wielkość obciążenia łożyska, rozmiar łożyska i ogólny stan grubości ścianki.Twardość stali łożyska tocznego powinna być odpowiednia, zbyt duża lub zbyt mała wpłynie na żywotność łożyska.Jak powszechnie wiadomo, głównymi formami uszkodzeń łożysk tocznych są uszkodzenia spowodowane zmęczeniem stykowym i utrata precyzji łożyska z powodu słabej odporności na zużycie lub niestabilności wymiarów.Jeśli części łożyska nie mają określonej wytrzymałości, łożysko zostanie uszkodzone z powodu kruchego pęknięcia, gdy zostanie obciążone dużym obciążeniem udarowym.Dlatego konieczne jest określenie twardości łożyska zgodnie z określonymi stanami łożyska i sposobem uszkodzenia.W przypadku utraty precyzji łożyska z powodu pękania zmęczeniowego lub słabej odporności na zużycie części łożyska powinny wybrać wyższą twardość;Konieczne jest zmniejszenie twardości łożyska, aby poprawić wytrzymałość łożyska do przenoszenia dużego obciążenia udarowego (takiego jak łożysko walcarki, łożysko kolejowe i niektóre łożyska samochodowe itp.).
Pewna wytrzymałość na uderzenia
Wiele łożysk tocznych będzie poddawanych w trakcie użytkowania stałym obciążeniom udarowym, dlatego stal łożyskowa musi mieć określoną wytrzymałość, aby zapewnić, że łożysko nie zostanie uszkodzone przez uderzenie.W przypadku łożysk przenoszących duże obciążenie udarowe, takich jak łożyska walcownicze, łożyska kolejowe i inne materiały wymagane do uzyskania stosunkowo dużej udarności i odporności na pękanie, niektóre z tych łożysk z procesem obróbki cieplnej hartowania bainitycznego, inne z materiałem ze stali nawęglanej, mają zapewnić że te łożyska mają dobrą udarność.
Dobra stabilność wymiarowa
Łożysko toczne to precyzyjna część mechaniczna, której precyzja jest liczona w mikronach.W procesie długotrwałego przechowywania i użytkowania rozmiar łożyska będzie się zmieniał w wyniku zmiany struktury wewnętrznej lub naprężeń, co skutkuje utratą precyzji łożyska.Dlatego, aby zapewnić dokładność wymiarową łożyska, stal łożyskowa powinna mieć dobrą stabilność wymiarową.
Dobra odporność na rdzę
Proces produkcji łożysk tocznych jest zróżnicowany, a cykl produkcyjny długi. Niektóre półprodukty lub gotowe części wymagają dłuższego przechowywania przed montażem. W związku z tym pewna korozja części łożysk jest bardzo łatwa do wystąpienia w procesie produkcyjnym lub podczas przechowywania gotowych produktów, zwłaszcza w wilgotnym powietrzu.Dlatego stal łożyskowa musi mieć dobrą odporność na rdzę.
Dobra wydajność procesu
Łożysko toczne w procesie produkcyjnym, jego części przechodzą szereg procedur obróbki na zimno, na gorąco.Wymaga to, aby stal łożyskowa miała dobre parametry technologiczne, takie jak wydajność formowania na zimno i na gorąco, wydajność cięcia, szlifowania i obróbki cieplnej itp., W celu dostosowania do masy łożyska tocznego, wysoką wydajność, niski koszt i wysoką jakość. potrzeby produkcyjne.
Ponadto w przypadku łożyska używanego w specjalnych warunkach pracy, oprócz powyższych podstawowych wymagań, stal musi również spełniać odpowiednie specjalne wymagania eksploatacyjne, takie jak odporność na wysokie temperatury, wysokie prędkości, odporność na korozję i właściwości antymagnetyczne.