Характер и величина нагрузки.

В реальном и нестационарно нагруженном подшипнике действующие силы изменяются в зависимости от угла поворота вала, при этом существенно изменяется величина максимальных нагрузок от действия давления газов и от инерционных сил, срок действия которых более продолжителен. Одновременно накладываются статические сжимающие напряжения от затяжки вкладышей и термические напряжения от нагрева, величина которых резко возрастает при большом различии в температурных коэффициентах линейного расширения материала подшипника и постели. Выход из строя вкладышей в большой мере зависит от воздействия инерционных сил.

На образование и последующее развитие трещин существенное влияние оказывают растягивающие напряжения. Они нередко возникают вследствие конструктивных особенностей подшипников, влияния эксплуатационных параметров и др.

Различно действуют на повреждаемость подшипников уровень их нагрева. Для легкоплавких мягких баббитов усталостная прочность резко снижается по мере увеличения температуры. При той же степени нагрева для алюминиевых и медных сплавов снижение усталостной прочности незначительно.

Для биметаллических подшипников изменение температуры нагрева приводит к изменению величины и знака остаточных напряжений в антифрикционном слое.

Учитывая, что рабочие температуры обычно превышают 60⁰ С, в подшипниках, изготовленных из Al и Zn сплавов, будут возникать остаточные сжимающие напряжения.

Изменение температуры в интервале, вызывающем перемену знака напряжений, может способствовать ускорению образования усталостных трещин. Дискретность процесса трения приводит к местным перегревам, на участках которых возникают максимальные контактные напряжения от воздействия внешних сил. В этом случае сумма напряжений может превысить допустимый уровень. Следствием этого может быть образование трещин усталости после небольшого срока службы (малоцикловая усталость).

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОДШИПНИКОВ.

Для усталостной прочности имеет большое значение толщина антифрикционного сплава. Наиболее высокая толщина антифрикционного сплава. Наиболее высокая усталостная прочность реализуется у слоев толщиной в несколько сотых миллиметров. Такие слои мягкого металла относятся к поверхностным покрытиям. Будучи нанесенным на прочный металл, они облегчают приработку и чаще выходят из строя по износу, чем из-за усталостных повреждений. В этом случае усталостная прочность баббита соизмерима с прочностью свинцовой бронзы или Al сплавов.

К выбору конструктивных размеров подшипников (отношение ширины вкладыша к диаметру, конфигурация поверхностей трения, смазочных канавок) подходят с учетом улучшения гидродинамических характеристик. При этом возрастает сопротивляемость подшипника усталостным разрушениям. Стремятся создать такую конструкцию, которая устраняет режим возникновения граничного трения, при этом в подшипнике снижается величина максимальных давлений в смазочном слое.

Возникновение и развитие трещин усталости связано с поверхностными пороками, дефектами изготовления, рисками, вмятинами и другими повреждениями, вызывающими концентрацию напряжений. Последние особенно ощутимо сказываются на подшипниках, имеющих механическое крепление антифрикционного слоя к корпусу. Так, например, при наличии раковин в баббитовом слое вагонных подшипников трещины усталости возникают после двухмесячной эксплуатации.