Утончение материала

Признаки и последствия:

По мере увеличения износа на дорожках каче­ния подшипников появляются видимые (слегка матовые) следы утончения материала, которые часто обозначаются как «точечное выкрашива­ние». Это является симптомом начала язвенной коррозии (питтинга).

Причины:

• Влияние рабочих параметров, таких как вы­сокая частота вращения при низкой нагруз­ке, высокая нагрузка, длительная эксплуата­ция;
• Плохое качество масла, связанное с загряз­нением (истирание материала и т.д.), тер­мическим старением, вязкостью/наличием присадок, не соответствующих специфика­ции.

Следы обдирания/коррозионные язвы (питтинг)

Признаки и последствия:

Материал выкрашивается «комками». Обра­зующиеся коррозионные язвы постоянно увели­чиваются. При далеко зашедшем процессе затра­гивается вся зона приложения нагрузки.

Причины:

• Как при утончении материала.

Закатка

Признаки и последствия:

Закатанные в материал посторонние частицы (показано стрелкой) хорошо заметны. Они мо­гут стать причиной возникновения шумов, какие обычно вызывает наличие задиров или необрабо­танных сварных швов.

Причины:

• Истирание или скалывание материала;
• Наличие инородных тел (частиц грязи), попав­ших вместе с маслом в коробку передач.

Волны

Признаки и последствия:

Ролики подшипника подвижной шестер­ни вызывают появление заметных углублений (в промежутке между роликами). Как следствие образования волн могут возникать отложения по форме пятна контакта на зубчатом венце и повреждения зубьев.

Причины:

• Переменные нагрузки (вибрация), возникаю­щие, к примеру:
• При движении на высшей передаче при слишком низкой частоте вращения;
• При неисправности демпфера крутильных колебаний коленчатого вала;
• При разбалансировке карданного вала;
• Под влиянием узлов двигателя (к примеру, неправильная регулировка ТНВД).

Следы коррозии

Признаки и последствия:

Заваривание материалов под воздействием слишком высоких местных температур. Они мо­гут возникать при недостаточном отведении теп­ла, образующемся в результате трения между игольчатым подшипником и поверхностью каче­ния. Явления износа постоянно нарастают, что в конечном счете приводит к коррозии валов или их блокировке.

Причины:

• Отсутствие смазки или использование непод­ходящей смазки;
• Загрязнение или старение масла;
• Вязкость/используемые присадки не соответ­ствуют спецификации;
• Слишком высокая относительная частота вра­щения, которая может возникать, если кардан­ный вал не был отсоединен при буксировке автомобиля.

Повреждения, вызванные усталостным изги­бающим напряжением

Признаки:

Поверхность излома складывается из поверх­ности усталостного излома с тонкой структурой и зернистой, грубой поверхности долома. Поверх­ность усталостного излома (начало излома) нахо­дится на стороне максимальной нагрузки. Ее доля в общей поверхности излома зависит от степени нагрузки (большая площадь — низкая степень на­грузки, небольшая площадь — высокая степень нагрузки).

Причина:

• Чрезмерная нагрузка, возникающая, к примеру:
• При повреждении других узлов коробки пе­редач или механизма привода/отбора мощности;
• При нарушениях нормального функциониро­вания;
• В процессе производства (рихтовочная тре­щина).

Статический излом из-за скручивания

Признаки:

При статическом изломе из-за скручивания по­верхность излома грубая и часто волокнистая. По краям (цементированный слой) поверхность изло­ма имеет более тонкую структуру. При наличии вала излом чаще всего имеет форму спирали и распола­гается под углом 45 градусов к центральной оси.

Причина:

• Чрезмерная нагрузка, возникающая, к при­меру:
• При блокировке или изломе других узлов коробки передач или механизма привода/отбора мощности;
• При нарушениях нормального функциониро­вания;
• В случае аварии.

Износ

Признаки и последствия:

Боковая поверхность зуба имеет структуру не как после первоначальной обработки, а матово серую. При далеко зашедшем процессе возмож­ны значительные изменения формы зубьев и за­зора между боковыми поверхностями зубьев.

Причина:

Загрязнение масла из-за:

• Износа или усталости поверхностей других узлов коробки передач;
• Песка, ила и т.д., попавшего в коробку пере­дач снаружи.

Глубокие царапины

Признаки:

Углубления в виде черточек, идущие в на­правлении скольжения до начала или конца зоны зацепления. Как правило, они особенно сильно выражены в зоне с максимальной скоростью скольжения (у ножки или головки зуба). В отли­чие от задиров дно царапин гладкое.

Причины:

Глубокие царапины являются свидетельством того, что соответствующие боковые поверхно­сти зубьев подвергаются высоким нагрузкам при скольжении. Мелкие инородные тела и шерохо­ватости на сопряженных боковых поверхностях вдавливаются в боковые поверхности зубьев и за счет скольжения вызывают появление углубле­ний в виде борозд.

Коррозионные язвы (питтинг)

Признаки и последствия:

Плоскостные повреждения боковых поверх­ностей зубьев, возникающие, как правило, в виде зон с коррозионными язвами и имеющие в осно­вании структуру, похожую на ракушку. Общая по­верхность коррозионных язв может быть такой большой, что остальная, неповрежденная поверх­ность уже не может выносить нагрузки и быстро разрушается.

Причины:

Коррозионные язвы связаны с усталостью ма­териала и возникают в результате местного на­рушения допустимых пределов контактной проч­ности. Коррозионные язвы возникают только при смазывании жидкими смазками. Среди других факторов влияния можно назвать вязкость и температуру масла, удельное скольжение, на­рушения формы боковых поверхностей зубьев, шершавость поверхностей и окружную скорость.

Коррозия

Признаки:

Грубые, частично пористые, как будто «разъ­еденные» полосы или поверхности ориентиро­ванные в направлении скольжения. Коррозия возникает, прежде всего, в тех зонах, где, помимо высокого контактного напряжения смятия имеет место высокая скорость скольжения — то есть в основном в непосредственной близости от голов­ки или ножки зуба.

Причина:

При одновременном воздействии высоко­го контактного напряжения смятия и высокой скорости скольжения, а также из-за связанного с этим местного увеличения температуры сма­зочная пленка между боковыми поверхностями зубьев разрывается и металлические поверхно­сти начинают тереться друг о друга. Это может вызвать молекулярную адгезию или заваривание. Из-за постоянного относительного движения эти заваренные участки немедленно разрываются снова, в результате чего возникает такая же кар­тина износа, как при коррозии.

Повреждение краев зубьев

Признаки:

При повреждении краев зубьев (показано на примере зубьев гипоидной шестерни) отламыва­ются кусочки зубьев. Поверхность излома имеет зернистую структуру. Линия излома идет в соответствии с возникающим напряжением — от нож­ки зуба (снаружи) до головки зуба (центр зуба).

Причины:

• Повреждение краев зубьев связано с односто­ронним износом;
• У косозубых цилиндрических шестерен эти по­вреждения могут быть вызваны увеличением зазора в подшипнике подвижной шестерни (возникновение волны).

Повреждения зубьев, вызванные усталост­ным напряжением

Признаки:

Поверхность излома складывается из поверх­ности усталостного излома с тонкой структурой (частично покрытой мелкими линиями или поло сами от усталостного напряжения) и зернистой, грубой поверхности долома. Поверхность уста­лостного излома (начало излома) находится на стороне боковой поверхности зуба, находящейся под нагрузкой. Ее доля в общей поверхности излома зависит от степени нагрузки на сломанные зубья (большая площадь — низкая степень нагрузки, при этом отдельные высокие нагрузки вызва­ли появление трещин; небольшая площадь — высокий или постоянный уровень нагрузки).

Причина:

В результате зацепления отдельных зубьев в области ножек зубьев (место возникновения мак­симальных изгибающих напряжений) возникает динамическая, непрерывно увеличивающаяся нагрузка. Повреждение зуба имеет место, если сте­пень нагрузки превышает пределы усталостной прочности зубчатой передачи.

Повреждение головки зуба

Признаки:

Повреждение возникает над ножкой зуба, ча­сто на уровне центра зуба. При этом оно не всегда распространяется на всю ширину зуба.

Причины:

• Нагрузка на область головки зуба выше, чем на область ножки (при специальной геометрии зубчатого венца);
• Частое изменение нагрузки;
• Последствие повреждения боковых поверхно­стей зубьев.

Статический излом при разовой нагрузке

Признаки:

Вся поверхность излома имеет шершавую структуру и распадается на кристаллы (хрупкий излом) или одна часть поверхности излома имеет гладкий нарост, а другая часть — чашеобразное углубление (наростовый излом).

Причина:

Чрезмерная нагрузка, возникающая, к при­меру:

• При блокировке или изломе других узлов коробки передач или механизма привода/отбора мощности;
• При нарушениях функционирования;
• В случае аварии.

Хрупкий излом возникает при слишком высоком напряжении изгиба/растяжения, а наростовый излом — при слишком высоком напряжении среза в области ножки зуба.

Чрезмерный износ

Признаки и последствия:

Заусенцы от шлифования, присутствующие на рабочих поверхностях деталей подшипников, имеют следы пластической деформации и ча­стично откалываются. Истирание материала ве­дет к возникновению абразивного износа, след­ствием которого могут стать мелкие и глубокие царапины, а также микро язвы. Из-за постоянного увеличения зазора в подшипнике это в итоге может закончиться вытиранием или отслаиванием поверхностных слоев с серьезными вторичными повреждениями.

Причины:

• Плохое качество масла, связанное с истира­нием материала, загрязнением, термическим старением, использованием масла, не соот­ветствующего спецификации;
• Влияние рабочих параметров, таких, как высокая нагрузка или длительная эксплуатация.

Язвенная коррозия

Признаки и последствия:

В испытывающих постоянные нагрузки по­верхностных слоях образуются микротрещины, от которых под углом к поверхности расходятся линии излома. Материал выкрашивается «комками». Образующиеся в результате этого кор­розионные язвы (питтинг) постоянно увеличиваются. Выкрошившиеся кусочки закатываются в поверхность и провоцируют местные чрезмер­ные нагрузки.

Причины:

• Влияние рабочих параметров, таких, как высо­кая нагрузка, высокая температура, длительная эксплуатация;
• Плохое качество масла, связанно с загряз­нением, попаданием инородных тел, термическим старением, использованием масла, не соответствующего спецификации.

Коррозия/блокировка

Признаки и последствия:

Следы коррозии и синеватый оттенок на торце­вых поверхностях роликов или упорных бортиках колец подшипников. В конических роликопод­шипниках это может стать причиной перекашива­ния роликов и блокировки подшипника.

Причины:

• Недостаточное количество масла, в том числе при несоблюдении условий буксировки авто­мобиля;
• Значительные осевые нагрузки (от карданного вала);
• Значительная разница частоты вращения (при несоблюдении условий буксировки автомобиля).

Статический излом при разовой нагрузке

Признаки:

Сломанный упорный бортик колец подшипников

Причина:

Чрезмерная нагрузка, возникающая, к при­меру:

• При блокировке или изломе других узлов коробки передач или механизма привода/отбора мощности;
• При нарушениях функционирования или вли­янии со стороны карданного вала;
• В случае аварии.

Износ молибденового слоя

Признаки:

Сильный (очень низкий профиль резьбы) или полный (профиль резьбы не различается) износ резьбы.

Причины:

• Длительная эксплуатация;
• Использование присадок к маслу, не соответ­ствующих спецификации;
• Постоянное храповое зацепление, к примеру:
• При не до конца разъединенном сцеплении; -при повреждении переднего подшипника первичного вала;

• При использовании масел с неподходящим классом вязкости (особенно при низких темпера­турах);
• Присутствие воды в масле (коррозия молибде­нового слоя — почернение).

Разрушение молибденового слоя

Признаки:

Выкрашивание молибденового слоя, начиная от внешних витков резьбы. Разрушенные зоны имеют крупнозернистую структуру.

Причины:

Постоянное храповое зацепление (см. «Износ молибденового слоя»), вызванное переменными нагрузками на автомобиль, возни­кающими к примеру:

• При движении на высшей передаче при низ­кой частоте вращения;
• При неисправности демпфера крутильных колебаний коленчатого вала;
• При разбалансировке карданного вала.

Потускнение

Признаки и последствия:

Следы потускнения по всему периметру бло­кирующего кольца синхронизатора и на сцепном элементе (в большинстве случаев более заметны на задней стороне блокирующего кольца). Такая картина повреждения также может наблюдаться в связи с нарушениями храпового зацепления на сцепляющих зубьях. Кроме этого, во многих слу­чаях на храповых зубьях блокирующего кольца синхронизатора имеются выбоины и заусенцы. Из-за сильного износа пары трения функция синхронизации не реализуется.

Причины:

• Длительная эксплуатация или ошибки при управлении автомобилем;
• Ошибки при переключении передач (тепловое расширение синхронизатора);
• Переключение передач с применением силы (расклинивание коробки передач).

Износ кулачкового упора

Признаки и последствия:

Повреждения кулачкового упора, такие, как разбивание или отламывание, в самых различ­ных формах (иногда только повреждение краев). Следствием может быть полное разрушение или излом кулачкового упора.

Причины:

Вибрация, вызванная переменными нагрузками на автомобиль, возни­кающими к примеру:

• При движении на высшей передаче при низ­кой частоте вращения;
• При неисправности демпфера крутильных колебаний коленчатого вала;
• При разбалансировке карданного вала;
• Под влиянием узлов двигателя (к примеру, неправильная регулировка ТНВД);
• Постоянное храповое зацепление.

Износ храповых зубьев

Признаки и последствия:

По мере увеличения износа появляется замет­ный уступ. Кроме этого, возможно образование заусенцев в направлении задней стороны зубьев. В результате этого могут возникать проблемы при переключении передач.

Причины:

• Вибрация (см. выше);
• Постоянное храповое зацепление.

Излом блокирующего кольца синхронизатора

Признаки:

Место излома на кулачковом упоре (концен­трация напряжений в надрезе).

Причины:

• Вибрация (как при износе кулачкового упора);
• Переключение передач с применением силы;
• Постоянное храповое зацепление.

Легкий износ

Признаки и последствия:

Легкий износ (следы приработки) на фрик­ционном конусе, не влияющий на нормальное функционирование синхронизатора (коэффици­ент трения). Дальнейшее использование деталей возможно без каких-либо ограничений.

Причина:

• Нормальный износ в рамках приработки.

Зоны с повышенной температурой

Признаки и последствия:

Участки с повышенной температурой на фрикционном конусе, не вызывающие, однако, нарушения функционирования. Дальнейшее ис­пользование деталей возможно без каких-либо ограничений.

Причины:

• Высокие нагрузки;
• Жесткое переключение передач.

Зоны с повышенной температурой и тепловые трещины

Признаки и последствия:

На фрикционном конусе имеются значитель­ные зоны с повышенной температурой и осевы­ми тепловыми трещинами. Тепловые трещины на сцепном элементе могут стать причиной чрезмерного износа блокирующего кольца синхрони­затора.

Причина:

• Чрезмерная нагрузка, возникающая, к примеру:
• При переключении передач с применением силы;
• При ненадлежащем разъединении сцепле­ния;
• При высокой относительной частоте враще­ния, обусловленной ошибками при управлении или неисправностями системы.

Износ зубьев

Признаки:

Видимые следы износа на боковых поверхно­стях зубьев, а также уступы на ножках зубьев, об­разующиеся в результате разбивания.

Причины:

Вибрация, вызванная переменными нагрузками на автомобиль, возни­кающих к примеру:

• При движении на высшей передаче при низ­кой частоте вращения;
• При неисправности демпфера крутильных колебаний коленчатого вала;
• При разбалансировке карданного вала;
• Под влиянием узлов двигателя (к примеру, неправильная регулировка ТНВД).

Износ зубьев

Признаки и последствия:

Значительные сколы на сцепляющих зубьях из-за нарушения храпового зацепления. В результате это­го возникают проблемы при переключении передач.

Причина:

• Постоянное храповое зацепление.