Lagerutmattningsbrott: Hur rullkontaktspänning leder till sprickor och splittring

Utmattningsbrott är fortfarande den främsta orsaken till förtida lagerskador och står för över 60 % av alla haverier i industriella tillämpningar. Rullningslager – som består av en innerring, en ytterring och rullningselement (bollar eller rullar), och en bur – arbetar under cyklisk belastning, med rullande element som kontinuerligt överför krafter mellan ringarna.

På grund av den lilla kontaktytan mellan rullkroppar och löpbanor blir den resulterandeHertzisk kontaktspänningär extremt hög, särskilt under höga hastigheter eller tunga belastningsförhållanden. Denna koncentrerade stressmiljö leder tillstresströtthet, vilket manifesterar sig som ytgropar, sprickor och så småningom flagnande.

Vad är stresströtthet?

Stresströtthet avserlokaliserad strukturell skadaorsakad av upprepad cyklisk belastning under materialets draghållfasthet. Medan huvuddelen avlagerförblir elastiskt deformerad, upplever mikroskopiska zoner plastisk deformation över tid, vilket så småningom initierar brott. Processen utvecklas vanligtvis i tre progressiva steg:

1. Initiering av mikrosprickor

• Förekommer på underjordiska nivåer (0,1–0,3 mm under löpbanan).

• Orsakas av cykliska spänningskoncentrationer vid mikrostrukturella defekter.

2. Sprickutbredning

• Sprickor växer gradvis längs banor med maximal skjuvspänning.

• Påverkad av materialdefekter och driftsbelastningscykler.

3. Slutlig fraktur

• Ytskador blir synliga närsplittring or gropfrätning.

• När sprickorna når en kritisk storlek lossnar materialet från ytan.

• 

Trötthetsöverväganden för tunga elfordon

In stora lastbilar (LGV)ochtunga lastbilar(Tunga lastbilar)—särskilt elektriska varianter—är utmattningsbeständighet ännu viktigare på grund av:

• Bredare varvtalsområdeElmotorer arbetar över bredare hastighetsområden än förbränningsmotorer, vilket ökar de cykliska belastningsfrekvenserna.

• Högre vridmomentutgångTyngre momentöverföring kräver lager med förbättrad utmattningshållfasthet.

• Batteriets viktpåverkanDen ökade massan hos dragbatterier ökar belastningen på drivlinans komponenter, särskilthjul- och motorlager.

• 

Viktiga bidragsgivare till stresströtthet

√ Alternerande belastningar

Lager i dynamiska system utsätts ständigt för varieranderadiella, axiella och böjbelastningarNär rullande element roterar förändras kontaktspänningen cykliskt, vilket skapar höga spänningskoncentrationer över tid.

√Materialfel

Inneslutningar, mikrosprickor och hålrum i lagermaterialet kan fungera somstresskoncentratorer, vilket påskyndar utmattningsinitieringen.

√Dålig smörjning

Otillräcklig eller försämrad smörjning ökarfriktion och värme, vilket minskar utmattningshållfastheten och accelererar slitage.

√Felaktig installation

Feljustering, felaktiga passningar eller överåtdragning under installationen kan orsaka oväntad belastning och försämra lagrets prestanda.

Att förstå och mildra spänningsutmattning är avgörande för att säkerställa lång livslängd i krävande applikationer – särskilt elektriska tunga fordon. Medan framsteg inom material och simuleringsteknik har förbättrat utmattningsbeständigheten, är korrektlagerval, installation och underhållär fortfarande nyckeln till prestanda och tillförlitlighet.

Samarbetar med erfarna lagertillverkarekan tillhandahållaoptimerade lösningar skräddarsyddaför din specifika tillämpning. Om ditt projekt kräver högpresterande, utmattningsbeständigalager, vårt team finns här för att hjälpa till medteknisk support och produktrekommendationer.

Om du behöver merlagerinformation och lagerförfrågan, välkommenkontakta ossFå offert och teknisk lösning!