برینل شدن کاذب

بندانگشتی|برینل شدن کاذب یاتاقان
برینل کاذب نوعی آسیب به یاتاقان است که در اثر سایش، با یا بدون خوردگی، ایجاد می‌شود و باعث ایجاد آثاری می‌شود که شبیه به برینل به نظر می‌رسند، اما توسط مکانیسم متفاوتی ایجاد می‌شوند. برینل کاذب ممکن است در یاتاقان‌هایی که تحت نوسانات کوچک یا ارتعاشات عمل می‌کنند، رخ دهد.

علت اصلی برینل کاذب این است که طراحی یاتاقان روشی برای توزیع مجدد روان‌کننده بدون حرکت چرخشی بزرگ تمام سطوح یاتاقان در مسیر حرکت ندارد. روان‌کننده در حین حرکات نوسانی کوچک و ارتعاش، از ناحیه تحت بار خارج می‌شود، جایی که سطوح یاتاقان به طور مکرر خیلی دور حرکت نمی‌کنند. بدون روان‌کننده، وقتی حرکات نوسانی کوچک دوباره رخ می‌دهند، سایش افزایش می‌یابد. این امکان وجود دارد که بقایای سایش حاصل اکسید شوند و یک ترکیب ساینده تشکیل دهند که سایش را بیشتر تسریع می‌کند.

## مکانیزم عمل
در حالت عادی، یک یاتاقان غلتشی دارای غلتک‌ها و حلقه‌هایی است که توسط یک لایه نازک روان‌کننده مانند گریس یا روغن از هم جدا شده‌اند. اگرچه این روان‌کننده‌ها معمولاً مایع (نه جامد) به نظر می‌رسند، اما تحت فشار بالا به صورت جامد عمل می‌کنند و از تماس یاتاقان و حلقه جلوگیری می‌کنند.

اگر روان‌کننده برداشته شود، یاتاقان‌ها و حلقه‌ها می‌توانند مستقیماً با هم تماس پیدا کنند. در حالی که یاتاقان‌ها و حلقه‌ها با چشم صاف به نظر می‌رسند، از نظر میکروسکوپی ناهموار هستند. بنابراین، نقاط مرتفع هر سطح می‌توانند با هم تماس پیدا کنند، اما "فرورفتگی‌ها" این‌طور نیستند. بنابراین بار یاتاقان در ناحیه بسیار کمتری پخش می‌شود و تنش تماسی را افزایش می‌دهد و باعث می‌شود قطعات هر سطح بشکنند یا تحت فشار جوش داده شوند و سپس هنگام غلتیدن یاتاقان بشکنند.

قطعات شکسته شده، خرده‌های سایش نیز نامیده می‌شوند. خرده‌های سایش مضر هستند زیرا در مقایسه با سطح پرداخت شده اطراف، نسبتاً بزرگ هستند و بنابراین نواحی بیشتری از تنش تماسی بالا ایجاد می‌کنند. بدتر از آن، فولاد در یاتاقان‌های معمولی می‌تواند اکسید شود (زنگ بزند)، که ترکیبی ساینده‌تر تولید می‌کند که سایش را تسریع می‌کند.

## شبیه سازی برینلی شدن کاذب
شبیه‌سازی برینلی شدن کاذب با کمک روش المان محدود امکان‌پذیر است. برای شبیه‌سازی، جابجایی‌های نسبی (لغزش) بین عنصر غلتشی و مسیر غلتشی و همچنین فشار در تماس غلتشی تعیین می‌شوند. برای مقایسه بین شبیه‌سازی و آزمایش‌ها، از چگالی کار اصطکاکی استفاده می‌شود که حاصلضرب ضریب اصطکاک، لغزش و فشار موضعی است. نتایج شبیه‌سازی می‌تواند برای تعیین پارامترهای بحرانی کاربرد یا توضیح مکانیسم‌های آسیب استفاده شود.
بندانگشتی|مقایسه بین چگالی کار اصطکاکی شبیه‌سازی شده و سایش
شبیه‌سازی فیزیکی مکانیسم برینل کاذب از دهه 1980 در دستگاه تست یاتاقان فافنیر استاندارد شده است، که در آن دو مجموعه از یاتاقان‌های ساچمه‌ای کف‌گرد با بار ثابت فشرده می‌شوند و یاتاقان‌ها توسط یک بازوی خارج از مرکز تحت شرایط استاندارد نوسان می‌کنند. این امر در استاندارد ASTM D4170 به اوج خود رسید. اگرچه یک روش قدیمی است، اما هنوز هم روش پیشرو در کنترل کیفیت گریس‌هایی است که باید از آسیب برینل کاذب جلوگیری کنند.
بندانگشتی|دستگاه تست سایش برینل کاذب
بندانگشتی|یاتاقان‌ها برای آزمایش سایش برینلینگ کاذب ASTM D4170

## چند مثال
بندانگشتی|مثالی از کاربردی که در آن ممکن است برینل کاذب رخ دهد
برینلینگ کاذب اولین بار توسط آلمن در سال 1937 ذکر شد. آلمن دریافت که یاتاقان‌های چرخ قبل از استفاده توسط مشتریان آسیب می‌بینند. علاوه بر این، او دریافت که یاتاقان‌ها برای حمل و نقل طولانی مدت خودروها بیشتر آسیب می‌بینند و فصل حمل و نقل نیز در این امر تأثیر دارد. دلیل آسیب یاتاقان‌ها، ریزنوسانات بود که به دلیل حمل و نقل رخ می‌داد. نوسانات کوچک منجر به ترک خوردگی ناشی از خستگی و به دنبال آن آزاد شدن ذراتی می‌شود که متعاقباً شروع به آسیب سایشی به ناحیه تماس بین ساچمه و حلقه یاتاقان می‌کنند و در نتیجه باعث آسیب سایشی می‌شوند. از آنجا که این آسیب ظاهری مشابه برینلینگ دارد، به آن برینلینگ کاذب گفته می‌شود.

اگرچه مشکل تحویل خودرو حل شده است، اما نمونه‌های مدرن زیادی وجود دارد. یک مشکل عمده تعمیر و نگهداری توسط یاتاقان‌های پیچ در توربین‌های بادی ایجاد می‌شود که برای آنها باید گریس‌های مخصوصی توسعه داده شود که تقریباً هیچ آسیب برینل کاذبی ایجاد نمی‌کنند. آسیب مشابهی نیز ممکن است در تماس‌های الکتریکی و الکترونیکی که در حین استفاده در معرض ارتعاشات قرار می‌گیرند، مانند اتصالات هوافضا و خودرو و حتی محفظه‌های باتری کنترل از راه دور، رخ دهد. اگرچه آسیب در این نواحی ممکن است به شدت برینل کاذب در یاتاقان‌ها نباشد، اما مکانیسم‌های آسیب مشابه هستند و منجر به ایجاد ذراتی در تماس می‌شوند که می‌توانند به شدت بر اتصال الکتریکی تأثیر بگذارند.

همچنین، ژنراتورها یا پمپ‌ها ممکن است به دلیل این آسیب از کار بیفتند یا نیاز به سرویس داشته باشند، بنابراین معمولاً یک واحد یدکی در نزدیکی وجود دارد که بیشتر اوقات خاموش است اما در صورت نیاز به کار می‌افتد. با این حال، لرزش از واحد عملیاتی می‌تواند باعث خرابی یاتاقان در واحدی شود که خاموش است. هنگامی که آن واحد روشن می‌شود، یاتاقان‌ها ممکن است به دلیل آسیب سر و صدا داشته باشند و ممکن است ظرف چند روز یا چند هفته کاملاً از کار بیفتند، حتی اگر واحد و یاتاقان‌های آن نو باشند. راه‌حل‌های رایج شامل نگه داشتن واحد یدکی در فاصله‌ای از واحدی است که روشن است و می‌لرزد، چرخاندن دستی شفت‌های واحدهای یدکی به طور منظم (مثلاً هفتگی)، یا تعویض منظم بین واحدها به طوری که هر دو در حالت کار منظم (مثلاً هفتگی) باشند.

تا همین اواخر، هدست‌های دوچرخه در حالت فرمان "مستقیم" به دلیل حرکات کوچک ناشی از خم شدن چنگال، دچار برینل کاذب می‌شدند. هدست‌های مدرن و خوب، یک یاتاقان ساده را برای تطبیق با این خم شدن در خود جای می‌دهند و باعث می‌شوند که حلقه‌ی گوی، حرکت چرخشی خالص را فراهم کند.

## جستارهای وابسته

* خستگی (مواد)
* بلبرینگ
* سایش
* تنش های پسماند

## منابع

## پیوند به بیرون

* تصویر بلبرینگ امرسون از برینل شدن کاذب
* توضیح دقیق اسپیندل در مورد برینل شدن کاذب
* MRO امروز در مورد قطعات یدکی چرخشی
رده:یاتاقان‌ها
رده:متالورژی
رده:سوده‌شناسی