Inter Cars

Mikroskopowe badanie powierzchni próbki w trakcie pomiaru twardości metodą Vickersa

Laboratorium Labo-Tech zajmuje się badaniami jakości produktów dostarczanych przez firmę Inter Cars. Od niedawna do jego zadań należy też prowadzenie wielostronnych testów łożysk marki BTA.

Łożyska toczne są tylko z pozoru prostymi mechanizmami, łatwymi do organoleptycznej kontroli. Tymczasem ich prawidłowe działanie i eksploatacyjna trwałość zależą w decydującym stopniu od mikroskopowej dokładności wykonania współpracujących elementów oraz od jakości obróbki cieplno-chemicznej powierzchni roboczych. Wszystkie techniczne parametry tych wyrobów muszą poza tym odznaczać się bardzo dokładną powtarzalnością. W procesie laboratoryjnej kontroli łożysk uwzględnione więc zostały analizy statystycznej częstotliwości typowych uszkodzeń, oparte na tzw. diagramie Pareto, należącym do tradycyjnych narzędzi zarządzania jakością, a także fizyczne pomiary parametrów materiałowych i geometrycznych.

Badania geometryczne

Łożyska toczne charakteryzują się bardzo wąskimi przedziałami tolerancji wykonania. Dlatego do kontroli wymiarów typowych łożysk (np. piasty koła) należy stosować urządzenia działające z dokładnością do tysięcznych części milimetra, czyli mikrometrów.

Stanowisko do kontroli wielkości odchyłek wymiarowych za pomocą elektronicznego czujnika pomiarowego

Geometrycznej kontroli wymaga również chropowatość bieżni łożyska i współpracujących z nią powierzchni elementów tocznych. Błędy ich obróbki, a zwłaszcza niedokładność wykonania ostatnich operacji docierania, mają bowiem istotny wpływ na zwiększenie wewnętrznych oporów tarcia, a w konsekwencji – na podwyższoną temperaturę pracy łożyska i w efekcie – na jego przyspieszone zużycie. Mają też wpływ na cichobieżność łożysk.

Karta pomiarowa badań okrągłości łożysk BTA. Badane łożysko ma prawidłowy (bez gwałtownych uskoków) rozkład nierówności z maksymalną odchyłką 1,84 µm przy dopuszczalnej 5µm (kliknij aby powiększyć rysunek)

Błędy kształtu cylindryczności lub walcowości powodują z kolei zniekształcenia bieżni łożyska, spiętrzenie naprężeń oraz zakleszczanie się jego części tocznych. Prowadzi to również w rezultacie do szybkiego zużycia łożyska. Dlatego w kontroli tych parametrów geometrycznych używane są urządzenia umożliwiające odwzorowanie powierzchni bieżni i elementów tocznych z dokładnością do 0,01 mikrometra! Ich czułość przekracza znacznie wymagania norm, według których odchyłki kształtu powierzchni roboczych typowych łożysk kół nie powinny przekraczać 5 mikrometrów. Normy te spełniają (i to ze znacznym zapasem) także same łożyska BTA, co widać na załączonej karcie pomiarowej.

Komputerowa przecinarka Servocut-A250 do precyzyjnego wycinania próbek materiałów stalowych

Badania materiałowe

Kluczowe znaczenie dla nośności i trwałości łożysk mają: skład chemiczny stali oraz rodzaj jej obróbki cieplno-chemicznej. Wszelkie błędy w procesie wytwarzania łożyska mają wpływ na przyśpieszone zużycie jego roboczych powierzchni. Na przykład nieprawidłowy dobór parametrów szlifowania powoduje powstanie siatki mikropęknięć zewnętrznej, utwardzonej warstwy, co może spowodować spadek żywotności o 50%.

Sprawdzanie zgodności struktury mikrokrystalicznej badanej próbki z wzorcami Polskich Norm

Do wykrywania wszelkich nieprawidłowości struktury stali i efektów jej powierzchniowej obróbki służy w laboratorium Labo-Tech specjalna ścieżka preparatyki elementów części zamiennych. Kontrolne próbki badanych łożysk są z nich wycinane sterowaną komputerowo przecinarką Servocut. Umożliwia ona bardzo precyzyjne cięcie małych elementów, a stosowany w niej płyn chłodzący zabezpiecza przygotowywaną powierzchnię przed skutkami przegrzania. Płaszczyzny poddawane następnie kontroli twardości i mikroskopowym badaniom struktury materiału są dodatkowo wygładzane za pomocą szlifierko-polerki. Odniesieniem do oceny mikrostruktury stali łożyskowych są wzorce określone przez Polskie Normy.

Tweet

Dariusz Zawadka
Laboratorium Labo-Tech, Inter Cars