Вътрешна гривна

Външна гривна

Външна гривна

Дефектна зона

Външна гривна

Изрязани сектори за изследване

B

А

CD

Общ вид на изследвания обект

Недефектна зона

Незакалена зона със затворен

канал

Обр

азц

и

за у

дар

О

бр

азц

и

за о

пъ

н

Образец за спеклтрален

анализ Образец за спеклтрален

анализ О

бр

азц

и

за у

дар

О

бр

азц

и

за о

пъ

н

Макро- и микрошлифо

ве

Сечение в меката зона

Профил в меката

зона

Профил на границата с меката

зона

Сечение на границата с меката зона

ф45

ф45

D/2

Прекъснат

канал в незакалената зона

ф45D/2

ф45D/2

Профил на недефекти

ралата зона

Профил на дефектирала

та зона

Откъртен зак.слой

Сектор от недеформираната

зонна Макрошл

иф

Сечение на шлифа

Макрошлиф

Сектор от деформираната

зонна

Сечение на шлифа

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 10 20 30 40

Rm,N.mm-2

, %

Rm=908

Rp=734

A=18,3 % 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 10 20 30 40

Rm,N.mm-2

, %

Rm=931

Rp=756

A=21 %

№

Измерени стойности на контролираните параметриРазмери

  

mm

Условна граница на провлачане,Rp, N/mm2

Якост на опън, 

Rm, N/mm2

Относително удължение,

 A5, %

Относител -но свиване,

 Z, %

Вътрешен пръстен 6,0х18,1 734 908 18,3 36,0

Външен пръстен6,0х14,5 756 931 21,0 48,8

Изисква се: >550 800-950 >13 >50

№

Изпитвани образци Измерени стойности на контролираните параметри

означение

размерисm

Работа на удара,KV, J

Ударна жилавост,

KCV, J/cm2

Забележка

1-

0,80х0,99 20,6 26,1 -2 0,81х0,99 18,6 23,2 -3 0,79х0,99 21,6 27,7 -

Измерено (средна стойност):

20,3 25,7 -

Изисква се: ≥35 - -

1

3

2

1

2

3

№

Изпитвани образци Измерени стойности на контролираните параметри

означение размерисm Работа на

удара,KV, J

Ударна жилавост,

KCV, J/cm2

Забележка

1 -0,75х0,9

947,1 63,4 -

Измерено (средна стойност):

- - -

Изисква се: >35 - -

№Изпитвани образци Измерени стойности на контролираните параметри

означение размерисm

Работа на удара,KV, J

Ударна жилавост,KCV, J/cm2

Забележка

1-

0,80х0,99 16,7 21,1 -2 0,80х0,98 18,6 23,8 -3 0,80х0,99 16,7 21,1 -

Измерено (средна стойност): 17,3 22,0 -Изисква се: ≥35 - -

1

3

2

1

2

3

0

100

200

300

400

500

600

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

Разстояние от повърхността, m

Тв

ър

до

ст,

HV

5 494 534 441 208 220

487 447

218

225

208

524 480 524 208

501 487 473 501

199 252 246 227

227

0

100

200

300

400

500

600

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

Расзтояние от повърхността, m

Тв

ър

до

ст,

HV

5

0

100

200

300

400

500

600

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

Разстояние от повърхността, m

Тв

ър

до

ст,

HV

5

494460423208

509210

210216

241

190225227

237234237

50,9 26,8 31,8 28,7 31,4 27,2 50 50,9

28,828,327,430,132,620,1

20,6

20,3

20,4

20,1

Зона В

Зона А

Зона А

64,4

58,8

59,8

57,3

63,9

Дефектирал участък

Съчма

Щтифт

Зона около щифта

Хим.елементи, % C Si Mn P S Cr Ni Мо V Ti Al CuВъншен венец

0,45 0,23 0,850,01

40,01

71,01

0,14

0,230,00

40,00

40,02

00,01

5Стомана марка 42CrMo4 по БДС EN 10305

0,38-

0,45

До 0,40

0,60-

0,90

До 0,03

5

До 0,03

5

0,90-1,20

-

0,15-0,30

- - - -

Хим.елементи, % C Si Mn P S Cr Ni Мо V Ti Al CuВъншен венец

0,45 0,25 0,860,01

20,01

61,02

0,12

0,240,00

50,00

40,02

50,01

6Стомана марка 42CrMo4 по БДС EN 10305

0,38-

0,45

До 0,40

0,60-

0,90

До 0,03

5

До 0,03

5

0,90-1,20

-

0,15-0,30

- - - -

Табл.1

Табл.2

Окиси

Сулфиди

Окиси Окиси

677753

713

713

358

330

378

310

3612

262

271

613

623

358

362

244

252

Закален слой

Преходен слой

Под слоя

Пукнатина

Пукнатина

Неметални частици Неметални частици

Пукнатини в закаления

слой

Пукнатини в закаления

слой

Откъртен закаления

слой

Пукнатини в закаления

слой

Окислена пукнатина в закаления

слой

Дефект от пренаклеп в

незакалената зона

1.Лагерните пръстени са изработени от подобряема легирана конструкционна стомана, съответствуваща на марка 42CrMo4 по БДС EN 10305.2.Стоманата и за двата пръстена е с повишено количество на неметалните включвания, които са от типа точкови окиси и сулфиди, оценени по БДС 3326 с бал, съответно окиси точкообразни ОТ /скала 2/бал 2÷3, сулфиди С/скала 6а/бал 1а.3. Основната структура на стоманата е отвърнат мартензит, получена от последователна термична обработка (нормализация-закалка-високо отвръщане) с твърдост 28-29 HRC.4.Регистриран е закален слой по тороидалните работни повърхности на пръстените с дебелина 5-8 мм със структура дребнозърнест мартензит и твърдост 49-51 HRC.5.И в двата пръстена са регистрирани незакалени зони с дължина от 50-80 мм („меки точки“),маркирани със символа „S”, като на външния прътен е изработен технологичен отвор за поставяне на съчмите и е затворен с щифт с твърдост 20 HRC, а на вътрешния пръстен в тази зона е затворен масления канал.6.Зъбите на вътрешния лагерен пръстен не са закалени.7.По закалената работна повърхност и на двата пръстена са регистрирани множество микро и макро пукнатини, част от които са окислени, което свидетелствува за ранен етап на тяхното появяване. По дължината на пукнатините са открити неметални частици.8.Установена е макро деформация на вътрешния пръстен в зоната на „меката точка“, изразяваща се в диаметрално нарастване на тороидалната лагерна повърхност, от което следва нарушаване на линейността на лагера и хлабината му.9.В силно деформираната зона на външния пръстен на лагера, която съвпада с максималните огъващи моменти при натоварване на крана, са регистрирани значителни пластични деформации, довели до откъртване на закиаления слой, прегъване на натовареното сечение, деформиране на отворите на болтовете и челата на пръстена.

10.Якостните и пластичните свойства на стоманата и на двата пръстена са в регламентираните в стандарта DIN EN 10083-3:2007-01 изисквания за стомана 42CrMo4 в структурно състояние получено след термична обработка (нормализация-закалка –високо отвръщане). Известно понижение се забелязва на напречното свиване (Z), което свидетелствува за понижена пластичност на стоманата.11. Ударната жилавост на стоманата при 200С е в стандартните изисквания, но при -200С е по-ниска от изискванията, което определя известна склонност към студена крехкост на стоманата.12. Стоманата и на двата пръстена с твърдост 27-30HRC.13. Закаленият слой и на двата пръстена е с дебелина от 5 до 8 мм (замерена в изследваните зони и сечения), като твърдостта варира между 450 и 550НV (45-54 HRC). (Дебелина на закаления слой от 8 мм за този вид и размер на лагерни пръстени е прекалено голяма, което окрехкостява като цяло пръстена, особенно в тънките сечения. По литературни и каталожни данни се препопръчва дебелина от 3 до мах 5 мм закален слой).14. Щифтът, затварящ технологичния отвор в външния пръстен не е закален и е с твърдост 20HRC.15. Съчмата е с твърдост 58-64 HRC, което отговаря на изискванията за лагерни съчми. Дефектиралата диаметрална ивица на съчмата е следствие на интензивно триене от плъзгане по не тороидална повърхност, което се е получило в напреднала фаза на деформация на лагерните пръстени.

Направление на

стрелата на крана

Сили от товара

Сили от теглото на

крана

Огъващ момент от

товара

Опасно сечение

Зони на свръхнатоварване с

натискови напрежения

ЩифтПрекъснат

канал

S

Незакалена (мека)

зона

Незакалена (мека)

зона

Разрушаването на лагера не е еднократен акт, а продължителен Разрушаването на лагера не е еднократен акт, а продължителен процес на проява, активизиране и изостряне на процес на проява, активизиране и изостряне на

скрити дефекти в материала и конструкцията му по време на неговата експлоатация. Крайният етап на неговото скрити дефекти в материала и конструкцията му по време на неговата експлоатация. Крайният етап на неговото

окончателно разрушаване се предхожда с едно непрекъснато зараждане и развитие на пукнатини в закаления слой, с окончателно разрушаване се предхожда с едно непрекъснато зараждане и развитие на пукнатини в закаления слой, с

което се създават условия за макропластична деформация на работните повърхности на двата му пръстена, което се създават условия за макропластична деформация на работните повърхности на двата му пръстена,

нарушаване на линейността му и нарастване на хлабината му. Тези изменения в лагера са условия за динамично и нарушаване на линейността му и нарастване на хлабината му. Тези изменения в лагера са условия за динамично и

анормално разпределение на натоварването, нарушено търкаляне и плъзгащо триене на съчмите, които особености анормално разпределение на натоварването, нарушено търкаляне и плъзгащо триене на съчмите, които особености

са се проявявали и задълбочавали при нормалната му експлоатация. са се проявявали и задълбочавали при нормалната му експлоатация.

Установено е, че наличието на незакалена зона (мека точка) във вътрешния пръстен, равно вероятно попадаща Установено е, че наличието на незакалена зона (мека точка) във вътрешния пръстен, равно вероятно попадаща

под въздействие на максималните и минималните натоварвания , е предпоставката запод въздействие на максималните и минималните натоварвания , е предпоставката за локално деформиране на локално деформиране на

пръстена в тази зона. Като се има предвид и влошеното и смазване , поради прекъсването на смазващия канал в нея, пръстена в тази зона. Като се има предвид и влошеното и смазване , поради прекъсването на смазващия канал в нея,

може с голяма вероятност да се твърди, че именно в тази зона се е получила първата деформация на лагера, което е може с голяма вероятност да се твърди, че именно в тази зона се е получила първата деформация на лагера, което е

провокирало понататъшното му дефектиране. провокирало понататъшното му дефектиране.

Локалната деформация на вътрешния пръстен в зоната на меката точка предизвиква моментни динамични и Локалната деформация на вътрешния пръстен в зоната на меката точка предизвиква моментни динамични и

надкритични напрежения в отделни зони на външния пръстен при натоварване и движение на крана, което е надкритични напрежения в отделни зони на външния пръстен при натоварване и движение на крана, което е

предпоставка за поява на пукнатини и деформации в натоварените сечения на този пръстен. Повишеното количество предпоставка за поява на пукнатини и деформации в натоварените сечения на този пръстен. Повишеното количество

на неметални частици в стоманата и понижената й ударна жилавост при по-ниски температури влошават на неметални частици в стоманата и понижената й ударна жилавост при по-ниски температури влошават

контактната й якост и са причина за по-лесната поява и развитие на пукнатини особенно в закаления слой . Освен контактната й якост и са причина за по-лесната поява и развитие на пукнатини особенно в закаления слой . Освен

това, закаления слой е с дебелина, достигаща до 8 мм (по наше мнение-по-голяма от изискванията за подобни това, закаления слой е с дебелина, достигаща до 8 мм (по наше мнение-по-голяма от изискванията за подобни

изделия – 3-5 мм), което като цяло окрехкостява пръстена и олеснява появата на пукнатини при контактно изделия – 3-5 мм), което като цяло окрехкостява пръстена и олеснява появата на пукнатини при контактно

натоварване. натоварване.

В най-голяма степен външният пръстен на лагера е с повреден (напукване и откъртване) закален слой в задната В най-голяма степен външният пръстен на лагера е с повреден (напукване и откъртване) закален слой в задната

(спрямо стрелата на крана) част, където в тънкото си сечение той се е отворил и е довел до крайното му (спрямо стрелата на крана) част, където в тънкото си сечение той се е отворил и е довел до крайното му

дефектиране и срутване на крана при извършване на товарно-разтоварващи операции. дефектиране и срутване на крана при извършване на товарно-разтоварващи операции.