01 Importance du test de fatigue de roulement

• Vérifier la conception et la théorie: utiliser les données d'essai pour valider l'exactitude et la fiabilité des calculs de la résistance des roulements (tels que la résistance au contact et la résistance à la fatigue au roulement) basés sur des normes telles que l'ISO,ABMA, et JIS.
• Évaluer les matériaux et les procédés: comparer l'impact des différents matériaux (par exemple, GCr15, acier à roulement à carbon), des procédés de traitement thermique (par exemple, étanchage et trempage, carburation et étanchage),et procédés de fabrication (e.g., broyage, superfinition) sur la durée de vie des roulements.
• Mettre en place des bases de données de base: obtenir des courbes S-N fiables (courbes stress-durée de vie) et des courbes P-S-N (courbes probabilité-stress-durée de vie) pour fournir des données brutes précieuses pour la conception ultérieure des roulements.
• Contrôle et comparaison de la qualité: Servir à l'inspection finale de la qualité du produit ou pour comparer les performances des produits de roulement de différents fournisseurs.
• Mécanismes d'échec de la recherche: réaliser une observation et une analyse approfondies de l'ensemble du processus d'initiation, de propagation et de fracture finale de la fissure de fatigue afin de fournir des indications pour l'amélioration de la conception.

02 Conception des roulements standard

Principales caractéristiques de conception des roulements standard

• Paramètres géométriques normalisés:
  • Dimensions de base: adopter des valeurs standard telles que le diamètre intérieur (d), le diamètre extérieur (D) et la largeur (B) conformément aux normes ISO ou nationales.
  • Paramètres des éléments roulants: normaliser le nombre, la taille et la forme (par exemple, sphériques, cylindriques) des éléments roulants afin d'assurer une répartition uniforme de la charge.
  • Aucune modification spéciale: évitez toute modification structurelle telle qu'optimisation des profils de piste ou amélioration de la conception de cage.le retour des conditions d'essai à l'état de fonctionnement le plus élémentaire et le reflet direct des performances intrinsèques des matériaux et des technologies de traitement.
   
• Contrôle strict des matériaux et des procédés:
  • Parties de matériaux uniformes: les roulements du même essai doivent être en acier à la même température pour assurer une composition chimique uniforme.
  • Traitement thermique constant: tous les roulements sont soumis à un traitement thermique dans le même lot avec les mêmes paramètres de processus, ce qui garantit une grande cohérence dans les indicateurs clés tels que la dureté du noyau, la dureté de la surface,profondeur effective de la couche de durcissement, et la teneur en austénite résiduelle.
  • Fabrication de haute précision: en général, il est nécessaire de respecter la précision de grade 5 ou supérieure spécifiée dans les normes GB ou ISO afin de minimiser l'interférence des erreurs de fabrication sur la répartition de la charge.
   

Types communs de roulements standard

• Les roulements standard ISO: roulements standard universels internationalement reconnus, définissant des paramètres géométriques unifiés (par exemple, roulements à billes à rainures profondes de la série 6200,roulements à rouleaux coniques de la série 30200) et méthodes d'essai. Largement utilisé dans les tests de performance des matériaux et l'évaluation des lubrifiants.
• Les roulements d'essai standard SKF: développés par le fabricant suédois de roulements SKF, avec un contrôle strict du processus et une grande précision dimensionnelle.Généralement utilisé dans les essais avancés de résistance à la fatigue et la vérification de nouveaux matériaux.

03 Types de tests de fatigue

1Test de fatigue par contact de roulement

• Objectif de l'essai: déterminer la capacité du roulement à résister à l'éclatement et à la crevassement de la surface.
• Projet d'essai:
  • Réglage de l'énergie électrique: ce système forme une puissance cyclique à l'intérieur par un dispositif de charge de couple.nécessitant uniquement un moteur externe pour compenser les pertes telles que le frottement, ce qui le rend économe en énergie et performant.
  • Méthode de chargement: appliquer une charge cyclique constante (ratio de contrainte R ≈ -1 ou R ≈ 0,1) au roulement d'essai, en simulant la charge alternée pendant le fonctionnement réel.
  • Critère de défaillance: le point final de la durée de vie est déterminé lorsque la surface d'éclaboussure atteint une proportion spécifiée de la voie de roulement (par exemple, 3% ou 5%),ou lorsque des fosses destructives (grandes et profondes conduisant à une forte augmentation des vibrations et du bruit) se produisent.
   
• Application et sortie:
  • Générer des courbes S-N: en appliquant différents niveaux de contrainte à un groupe de roulements, enregistrer le nombre de cycles jusqu'à l'échec et tracer la courbe S-N de fatigue par contact de roulement.Cette courbe est la base fondamentale pour sélectionner la contrainte admissible dans la conception de roulement.
  • Évaluer les lubrifiants: Cet essai est une norme clé pour évaluer la pression extrême et les performances anti-usure des huiles de roulement.Différentes formulations de lubrifiants ont une influence significative sur la durée de vie des poches des surfaces de roulement.
   

2Test de fatigue dans la cage

• Objectif de l'essai: évaluer la capacité de la cage à résister aux dommages dus à la fatigue sous l'impact cyclique et à la friction.
• Projet d'essai:
  • Équipement d'essai: Utiliser des équipements d'essai spéciaux de fatigue de cage qui simulent l'état réel du mouvement de la cage, y compris la vitesse de rotation, l'impact des éléments roulants et les conditions de lubrification.
  • Méthode de chargement: appliquer des charges d'impact cycliques à la cage à travers des éléments roulants à une vitesse de rotation spécifiée, simulant l'interaction dynamique lors d'un fonctionnement à grande vitesse.
  • Critère de défaillance: déterminer la défaillance lorsque la cage présente des fissures, des déformations ou des ruptures qui affectent le fonctionnement normal du roulement.
   
• Application et sortie:
  • Optimiser la conception de la cage: fournir un support de données pour améliorer la résistance structurelle de la cage, la sélection des matériaux et les processus de fabrication.
  • Vérifier la durée de vie: s'assurer que la cage peut correspondre à la durée de vie globale du roulement dans des conditions de fonctionnement extrêmes.
   

04 Procédures d'essai et analyse

Planification des essais