W laboratorium Labo-Tech, należącym do Inter Cars SA przeprowadzane są testy jakości łożysk marki BTA. Okazuje się, że łożyska toczne są tylko z pozoru prostymi mechanizmami. Są bardzo wrażliwe na dokładność wykonania, stąd poprawna kontrola ich jakości nie jest prostym zadaniem.

Jakość łożysk pod kontrolą

Wewnętrzna budowa łożysk, bardzo duża wrażliwość na dokładność wykonania, rodzaj użytych materiałów, sposób obróbki cieplno-chemicznej elementów składowych, stawia przed pracownikami laboratorium wyzwanie, co i w jaki sposób należy skontrolować, aby zapewnić ich powtarzalną jakość.

Jakość łożysk bezpośrednio związana jest z jakością materiałów, z których zostały one wykonane, procesem obróbki cieplno-chemicznej oraz dokładnością wykonania wszystkich elementów. W procesie kontroli jakości uwzględnione zostały analizy częstotliwości typowych uszkodzeń. Na bazie analizy PARETO opracowane zostały plany jakości mające na celu realizację zasady ciągłego doskonalenia. Aby w pełni wykorzystać potencjał Statystycznej Kontroli Jakości, należy więc uwzględnić wiele parametrów zarówno materiałowych jak i geometrycznych. Ważną kwestią jest dobór metod badawczych, tak aby skutecznie wykrywać niezgodności.

Badanie parametrów geometrycznych – wymiary i chropowatość powierzchni

Łożyska charakteryzują się bardzo wąskimi przedziałami tolerancji wykonania. Do kontroli wymiarów typowych łożysk i piast koła należy więc stosować urządzenia pomiarowe dające możliwość pomiarów geometrycznych z dokładnością do tysięcznych części milimetra, czyli mikrometrów. Istotna jest również chropowatość bieżni łożyska. Sposób obróbki, dokładność wykonania ostatnich operacji docierania będzie miał istotny wpływ na opory tarcia elementów tocznych, zbyt duże opory będą powodowały podniesienie temperatury pracy łożyska i w efekcie przyspieszone zużycie.

Badanie kształtu – kołowość i cylindryczność

Błędy kształtu cylindryczności lub walcowości powodują zniekształcenia bieżni łożyska, spiętrzenie naprężeń oraz zakleszczenie części tocznych. Prowadzi to w rezultacie do szybkiego zużycia łożyska. W procesie badań i kontroli używane są urządzenia umożliwiające odwzorowanie powierzchni bieżni elementów tocznych z dokładnością do 0,01 mikrometra! Badania kształtu mają decydujące znaczenie dla wykrycia niezgodności  kształtu powierzchni roboczych, które mają wpływ na cichobieżność łożysk. W typowych łożyskach kół maksymalna różnica nierówności nie powinna przekraczać 5 mikrometrów.

Powyżej przedstawiono kartę pomiarową badań kontrolnych okrągłości łożysk BTA. Badane łożysko charakteryzuje się prawidłowym rozkładem nierówności, nie ma gwałtownych uskoków, maksymalna różnica wzniesień wynosi 1,84μm < 5μm.

Badania materiałowe

Kluczowe znaczenie dla nośności i trwałości łożysk mają: skład chemiczny stali oraz rodzaj obróbki cieplno-chemicznej. Wszelkie błędy w procesie wytwarzania łożyska mają wpływ na przyśpieszone zużycie warstwy powierzchniowej łożyska. Na przykład nieprawidłowy dobór parametrów szlifowania powoduje powstanie siatki mikropęknięć na powierzchni, co może spowodować spadek żywotności o 50%.

Aby wykryć wszelkie niezgodności tego typu w laboratorium Labo-Tech powstała pełna ścieżka preparatyki elementów części zamiennych. Sterowane komputerowo przecinarka oraz szlifierko-polerka są niezbędnymi urządzeniami na etapach przygotowawczych do badań mikrostruktury. Dopiero po odpowiednim przygotowaniu próbek można przeprowadzić badania materiałowe: twardość oraz mikrostrukturę stali.

Warunkiem dopuszczenia do sprzedaży łożysk i piast kół jest pozytywne przejście wszystkich testów, zarówno geometrycznych, jak i wytrzymałościowych. Ma to na celu wypracowanie standardów jakościowych, które muszą spełnić dostawcy łożysk. Badania są cyklicznie powtarzane, tak, by nie dopuścić do spadku jakości produktu.

W wyniku badań w laboratoriach Przemysłowego Instytutu Motoryzacji – PIMOT potwierdzone zostało spełnienie wszystkich wymagań technicznych przez elementy układu napędowego BTA. Zbadane zostały parametry geometryczne, mikrostruktura oraz parametry funkcjonalne krzyżaków. Efektem tych badań jest przyznanie certyfikatu bezpieczeństwa użytkowania oraz certyfikatu zgodności z Wymaganiami Technicznymi PIMOT.