Tester per la fatica da contatto rotante (RCF)
Tester per fatica da contatto di rotolamento (RCF) - 30kN/40kN - ToronTribo™ RCF
Il tester di fatica a contatto di rotolamento simula le sollecitazioni di contatto cicliche a cui cuscinetti, ingranaggi, ruote e componenti volventi sono sottoposti durante il funzionamento, ed è utilizzato da produttori e laboratori di ricerca nei settori dell'industria pesante e dei trasporti. Il ToronTribo™ RCF applica un carico costante fino a 30 kN o 40 kN tramite una configurazione a due rulli, che ruotano in contatto di rotolamento o di rotolamento-scorrimento, in modo che la superficie del campione accumuli sollecitazioni di contatto cicliche ciclo dopo ciclo. Un rapporto di slittamento regolabile dallo 0 al 100% consente agli ingegneri di riprodurre qualsiasi condizione, dal puro rotolamento allo slittamento significativo all'interfaccia di contatto.
Il sistema integra un sistema di carico a forza normale, la misurazione della forza di attrito, un sistema di bloccaggio del campione e un azionamento del mandrino in grado di raggiungere velocità fino a 2000 giri/min, il tutto supportato da raffreddamento a circolazione d'acqua e controllo elettrico. Il riscaldamento ad alta temperatura e il controllo della temperatura estendono le prove oltre la temperatura ambiente, consentendo agli operatori di valutare l'attrito a secco o il contatto di rotolamento lubrificato a olio in condizioni elevate, rilevanti per l'utilizzo di cuscinetti e ingranaggi. La durata della prova è programmabile da 1 secondo a 9,999 minuti per supportare sia brevi cicli di screening che studi di durata a fatica prolungati.
I produttori di cuscinetti, ingranaggi e componenti ferroviari utilizzano il ToronTribo™ RCF per determinare la durata di un materiale o di un trattamento superficiale sottoposto a ripetuti contatti di rotolamento prima che si verifichino fenomeni di vaiolatura, sfaldamento o fessurazione da fatica. Il formato a due rulli offre agli ingegneri un metodo controllato e ripetibile per classificare i materiali e i lubrificanti candidati prima di effettuare test su componenti reali.
Tester per fatica da contatto di rotolamento (RCF) - 30kN/40kN - Applicazioni RCF ToronTribo™
Il ToronTribo™ RCF supporta la valutazione della fatica da contatto di rotolamento per componenti e materiali soggetti a ripetute sollecitazioni di contatto di rotolamento o rotolamento-scorrimento.
- Qualificazione dei materiali e delle superfici dei cuscinetti: valuta la durata a fatica e la resistenza alla corrosione per vaiolatura degli acciai per cuscinetti e dei trattamenti superficiali sotto carico di contatto di rotolamento simulato.
- Test di fatica da contatto dei denti degli ingranaggi: valuta la resistenza alla vaiolatura e alla micro-vaiolatura dei materiali degli ingranaggi e dei lubrificanti in condizioni di rapporto di slittamento controllato.
- Prove su ruote e rotaie ferroviarie: riproducono il contatto di rotolamento e scorrimento ruota-rotaia per studiare la fatica da rotolamento e il comportamento all'usura degli acciai per rotaie e ruote.
- Analisi comparativa di lubrificanti e additivi: confronto tra l'influenza di diversi oli e pacchetti di additivi sulla durata a fatica da contatto di rotolamento in condizioni di carico e slittamento controllati.
- Valutazione dei rivestimenti e dei trattamenti superficiali: quantifica i miglioramenti della resistenza alla fatica derivanti da rivestimenti, cementazione o altri trattamenti superficiali applicati ai componenti volventi.
- Ricerca sui componenti per la trasmissione di potenza: supporta gli studi sulla durata a fatica di rulli, camme e altri componenti a contatto con la linea utilizzati nelle macchine utensili e nelle trasmissioni industriali.
- Ricerca in scienza dei materiali e analisi dei guasti: studia i meccanismi di innesco e propagazione delle cricche da fatica sotto ripetute sollecitazioni di contatto di rotolamento.
Tester per fatica da contatto di rotolamento (RCF) - 30kN/40kN - Caratteristiche principali del tester RCF ToronTribo™
Il ToronTribo™ RCF combina un'elevata capacità di carico con un rapporto di slittamento regolabile e un controllo della temperatura per le prove di fatica da contatto di rotolamento.
- Carico ad alta capacità: applica fino a 30 kN o 40 kN di forza di prova costante per simulare le condizioni di contatto di rotolamento gravose riscontrabili in cuscinetti e ingranaggi.
- Rapporto di slittamento regolabile: imposta il contatto di slittamento da 0 a 100 percento, riproducendo qualsiasi condizione, dal puro rotolamento a uno slittamento significativo all'interfaccia di contatto.
- Azionamento del mandrino ad alta velocità: raggiunge velocità di rotazione fino a 2000 giri/minuto per test accelerati di durata a fatica.
- Controllo integrato della temperatura: combina il riscaldamento ad alta temperatura con il raffreddamento a circolazione d'acqua per eseguire test a temperatura ambiente, a temperature elevate e in condizioni termiche controllate.
- Test a secco e con lubrificazione: valuta la fatica da contatto di rotolamento in condizioni di attrito a secco o con lubrificazione a olio, per riprodurre la lubrificazione effettiva in esercizio.
- Controllo del tempo esteso: programma la durata del test da 1 secondo a 9,999 minuti, supportando sia test di screening brevi che studi di affaticamento di lunga durata.
- Misurazione integrata di forza e attrito: monitora continuamente la forza normale e la forza di attrito durante il test per una correlazione diretta con la durata a fatica.
Teoria e metodo
La fatica da contatto di rotolamento si sviluppa quando la superficie di un materiale subisce ripetute sollecitazioni di contatto cicliche dovute a un carico di rotolamento o di rotolamento-scorrimento, senza che la superficie raggiunga mai un singolo cedimento per sovraccarico. Ogni passaggio del rullo di accoppiamento comprime la zona di contatto e induce una sollecitazione di taglio sottosuperficiale che raggiunge il picco al di sotto della superficie anziché su di essa. Dopo un numero sufficiente di cicli, questa sollecitazione sottosuperficiale ripetuta innesca cricche di fatica che si propagano verso la superficie, producendo infine vaiolatura o sfaldamento, le modalità di rottura caratteristiche di cuscinetti, ingranaggi e acciai per rotaie.
Il ToronTribo™ RCF riproduce questo meccanismo con due rulli caricati indipendentemente e premuti l'uno contro l'altro sotto una forza normale costante, mentre un azionamento a mandrino li fa ruotare a velocità controllata. Impostando i due rulli a velocità di rotazione diverse, si introduce un rapporto di slittamento, ovvero la differenza percentuale di velocità superficiale tra i rulli, che aggiunge attrito radente al contatto di rotolamento. Poiché i componenti volventi reali raramente presentano un rotolamento puro, la regolazione del rapporto di slittamento dallo 0 al 100% consente agli ingegneri di riprodurre le condizioni di prova in modo da simulare il comportamento di scorrimento osservato nell'applicazione reale, dal rotolamento quasi puro in alcuni contatti di cuscinetti a uno slittamento sostanziale nel contatto tra denti di ingranaggi o ruote e rotaie.
La temperatura e la lubrificazione influenzano ulteriormente la velocità di accumulo del danno da fatica, poiché lo spessore del film d'olio all'interfaccia di contatto influisce sulla quantità di carico trasferita tramite contatto diretto tra le asperità rispetto alla separazione idrodinamica. L'esecuzione di test a temperatura controllata con attrito a secco o lubrificazione a olio consente agli ingegneri di isolare l'effetto del regime di lubrificazione dall'effetto del carico e del rapporto di slittamento, producendo dati sulla durata a fatica che predicono meglio le prestazioni reali dei componenti.
Tester per fatica da contatto di rotolamento (RCF) - 30kN/40kN - Specifiche tecniche RCF di ToronTribo™
| Parametro | Specificazione |
|---|---|
| Forza di prova massima | 30 kN / 40 kN |
| Coppia di prova massima | 50 N · m |
| Velocità massima | 2,000 rpm |
| Intervallo di controllo del tempo di prova | 1 secondo a 9,999 minuti |
| Rapporto di slittamento | Da 0 a 100%, liberamente regolabile |
| Configurazione della coppia di attrito | Due rulli (contatto rotolante/rotolante-scorrevole) |
| Dimensione del campione | Secondo i requisiti di prova standard |