01 Significado do ensaio de fadiga de rolamento

• Verificar a concepção e a teoria: utilizar dados de ensaio para validar a precisão e a fiabilidade dos cálculos da resistência do rolamento (como a resistência ao contacto e a resistência à fadiga de rolamento) com base em normas como a ISO,ABMA, e JIS.
• Avaliação de materiais e processos: comparar o impacto de diferentes materiais (por exemplo, GCr15, aço portador de carbono), processos de tratamento térmico (por exemplo, aquecimento e temperação, carburação e aquecimento),e processos de fabrico (e.g., moagem, superfinitura) sobre a duração do rolamento.
• Estabelecer bases de dados básicas: Obter curvas S-N confiáveis (curvas de estresse-vida) e curvas P-S-N (curvas de probabilidade-estresse-vida) para fornecer dados brutos valiosos para o projeto subsequente do rolamento.
• Controle e comparação da qualidade: Serve como inspecção final da qualidade do produto ou para comparar o desempenho dos produtos de rolamentos de diferentes fornecedores.
• Mecanismos de falha de pesquisa: Realizar observações e análises aprofundadas de todo o processo de início, propagação e fratura final das rachaduras de fadiga para fornecer orientações para melhoria do projeto.

02 Projeto de rolamentos normalizados

Principais características de projeto dos rolamentos padrão

• Parâmetros geométricos normalizados:
  • Dimensões básicas: Adotar valores padrão como o diâmetro interno (d), o diâmetro externo (D) e a largura (B) em conformidade com as normas ISO ou nacionais.
  • Parâmetros dos elementos de rolamento: padronizar o número, o tamanho e a forma (por exemplo, esférica, cilíndrica) dos elementos de rolamento para garantir uma distribuição de carga consistente.
  • Nenhuma modificação especial: evitar quaisquer modificações estruturais, tais como perfis de pista otimizados ou projetos de gaiolas aprimorados.Retornar as condições de ensaio ao estado de funcionamento mais básico e refletir diretamente o desempenho intrínseco dos materiais e das tecnologias de processamento.
   
• Controlo rigoroso dos materiais e dos processos:
  • Batalhas uniformes de material: os rolamentos do mesmo ensaio devem ser feitos de aço da mesma temperatura para assegurar uma composição química uniforme.
  • Tratamento térmico consistente: todos os rolamentos são submetidos a um tratamento térmico no mesmo lote com os mesmos parâmetros de processo, garantindo uma elevada consistência em indicadores-chave como a dureza do núcleo, a dureza da superfície,profundidade efetiva da camada de endurecimento, e conteúdo residual de austenita.
  • Fabricação de alta precisão: Geralmente, é necessário que atenda à precisão de grau 5 ou superior especificada nas normas GB ou ISO para minimizar a interferência de erros de fabricação na distribuição da carga.
   

Tipos comuns de rolamentos padrão

• Rolamentos normalizados ISO: rolamentos normalizados universais reconhecidos internacionalmente, que definem parâmetros geométricos unificados (por exemplo, rolamentos de esferas de sulco profundo da série 6200,rolamentos cônicos da série 30200) e métodos de ensaio. Amplamente utilizado em testes de desempenho de materiais e avaliação de lubrificantes.
• Rolamentos de ensaio padrão SKF: desenvolvidos pelo fabricante sueco de rolamentos SKF, com controlo rigoroso do processo e alta precisão dimensional.Comumente utilizado em ensaios avançados de durabilidade à fadiga e verificação de novos materiais.

03 Tipos de ensaios de fadiga

1Teste de fadiga por contacto de rolamento

• Objetivo do ensaio: Determinar a capacidade do rolamento de resistir à ruptura da superfície e às fendas.
• Projeto de ensaio:
  • Instalação de ensaio: Em geral, adota equipamentos de ensaio de circuito fechado de fluxo de potência.que requerem apenas um motor externo para compensar perdas como o atrito, tornando-a energéticamente eficiente e de alto desempenho.
  • Método de carga: aplicar uma carga cíclica constante (ratio de tensão R ≈ -1 ou R ≈ 0,1) ao rolamento de ensaio, simulando a carga alternada durante o funcionamento real.
  • Critério de falha: o ponto final de vida útil é determinado quando a área de descolamento da superfície atinge uma proporção especificada da pista de corrida (por exemplo, 3% ou 5%),ou quando ocorrem buracos destrutivos (buracos grandes e profundos que conduzem a aumentos acentuados de vibração e ruído).
   
• Aplicação e saída:
  • Gerar curvas S-N: Aplicando diferentes níveis de tensão a um grupo de rolamentos, registar o número de ciclos até à falha e traçar a curva S-N de fadiga por contacto de rolamento.Esta curva é a base fundamental para a seleção de tensão admissível no projeto do rolamento.
  • Avaliação dos lubrificantes: Este ensaio é um padrão fundamental para avaliar a pressão extrema e o desempenho anti-desgaste dos óleos de rolamento.As diferentes formulações de lubrificantes afectam significativamente a vida útil das superfícies dos rolamentos.
   

2Teste de fadiga da gaiola

• Objetivo do ensaio: avaliar a capacidade da gaiola de resistir a danos causados pela fadiga sob impacto cíclico e atrito.
• Projeto de ensaio:
  • Equipamento de ensaio: utilizar equipamentos especiais de ensaio de fadiga da gaiola que simulem o estado de movimento real da gaiola, incluindo a velocidade de rotação, o impacto do elemento de rolamento e as condições de lubrificação.
  • Método de carga: aplicar cargas de impacto cíclicas à gaiola através de elementos de rolamento a uma velocidade de rotação especificada, simulando a interação dinâmica durante a operação a alta velocidade.
  • Critério de falha: Determina-se a falha quando a jaula apresenta rachaduras, deformações ou quebras que afectam o funcionamento normal do rolamento.
   
• Aplicação e saída:
  • Otimizar o design da gaiola: fornecer suporte de dados para melhorar a resistência estrutural da gaiola, a seleção de materiais e os processos de fabricação.
  • Verificar a vida útil: certificar-se de que a gaiola pode corresponder à vida útil global do rolamento em condições de funcionamento extremas.
   

04 Procedimentos de ensaio e análise

Planejamento dos ensaios