Entstehung von White Etching Cracks in schlupfbehafteten Zylinderrollenlagern bei torsionaler Drehdynamik

Tarigan, Bramila GND

Mit einem neuen Wälzlager-Prüfstand (PWD4) wurde der Einfluss von kombinierten hochdynamischen Beanspruchungszuständen (Radialkraft- und Drehdynamik) auf die WEC-Bildung untersucht. Die Lagerversuche wurden unter Verwendung eines Windgetriebeöls ohne zusätzliche elektrische Beaufschlagung in Anlehnung an die Versuchsbedingungen bei der Firma Schaeffler AG (NU222) durchgeführt. Auf dem PWD4-Prüfstand wurden die Prüflager (NU215) mit zwei alternierenden Radiallast-stufen und überlagerten hochfrequenten Drehbeschleunigungen der Welle beauf-schlagt. Mit Anwendung eines hochdrehdynamischen Prüfkonzeptes ist die WEC-Bildung durch Wälzkörperschlupf bei geringem Satzschlupf (~ < 1%) am Außenring des Zy-linderrollenlagers Typ NU215 reproduzierbar mit ähnlichen Schadensbildern wie auf dem Lager Typ NU222 erzeugt worden. Bei diesem Lagertyp trat einen großen Satz-schlupf bei der Laststufe mit kleinem Belastungsniveau auf. Diese wälzkörper-schlupfbedingte WEC-Bildung erfolgte durch Verwendung eines Prüflagers mit Kunststoffkäfig (K) und mit geringerem Betriebsspiel (Δs1). Die Aufbringung einer identischen Last auf Prüflager NU215 mit größerem Betriebs-spiel (Δs3) und Verwendung von Messingkäfigen (M) führte nicht nur zu steigendem Wälzkörperschlupf sondern auch zu erhöhtem Satzschlupf. Diese Kombination resul-tierte in einer ausgeprägten WEC-Bildung am Innenring der Prüflager. Dies deutet darauf hin, dass der durch eine drehdynamische Last induzierte Satzschlupf für eine WEC-Bildung am Innenring eine große Rolle spielt.

The influence of dynamic conditions (radial load and rotational acceleration) on the formation of White Etching Cracks (WECs) was studied by using the new test bench PWD4. According to bearing tests carried out by Schaeffler AG WECs were reproducibly generated on the outer bearing rings without any electrical charge. Even under low acceleration levels and low cage slip of less than 1%, WECs could be produced on the outer rings of NU215 bearings with plastic cage and reduced operating clear-ance, resulting in a similar damage pattern to bearings NU222, which were run at elevated cage slip conditions. This indicates that roller slip is the main cause of WEC formation on the outer rings. When applying similar test conditions to bearing type NU215 with brass cage and increased clearance, cage slip went up. Under this combination severe WEC for-mation on the inner ring was observed. This gives evidence that cage slip is an es-sential influence parameter for WEC cause on the inner ring of roller bearings.

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Tarigan, Bramila: Entstehung von White Etching Cracks in schlupfbehafteten Zylinderrollenlagern bei torsionaler Drehdynamik. 2019.

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