Неисправность подшипников: причины и пути преодоления
Чрезмерная нагрузка
- Избыточная нагрузка обычно вызывает преждевременную усталость. Жесткий режим работы, столкновения и неправильный предварительный натяг также могут привести к раннему усталостному разрушению.
- Решение состоит в том, чтобы уменьшить нагрузку на подшипник или заменить подшипник на более мощный.
Перегрев
- Симптомы: изменение цвета обойм, шариков и сепаратора от золотистого до темно синего.
- При температуре свыше 200 °С может произойти отжиг материала обойм подшипников и шариков.
- В результате потери твердости материалов уменьшается их несущая способность, это вызывает преждевременный отказ подшипников.
- Шарики и кольца обойм могут деформироваться. Повышение температуры также может ухудшить или уничтожить смазку подшипников.
Продавливание (бриннелирование)
- Бриннелирование происходит тогда, когда нагрузки превышают предел упругости материала кольца обоймы подшипника.
- Симптомы продавливания выглядят как углубления в дорожках качения подшипников, которые увеличивают вибрацию и шум в подшипниках во время его работы. Любые статические перегрузки или сильный удар могут вызвать эффект бриннелирования.
Ложное бриннелирование
- Ложное бринеллирование — эллиптический износ с выраженными следами в осевом направлении каждой позиции шарика. Ярко выделенные и резко разграниченные следы, часто окруженные кольцом коричневого мусора – указывает на чрезмерные внешние вибрации.
- Правильная изоляция подшипников от внешних вибраций и использование смазочных материалов с содержанием противоизносных присадок.
Нормальное усталостное разрушение
- Усталостным разрушением — обычно называют растрескивания и сколы рабочей поверхности с последующим удалением небольших дискретных частиц материала.
- Отколы могут возникнуть на внутреннем кольце, внешнем кольце, или шариках.
- Данный тип отказа является прогрессирующим и, однажды начавшись, будет распространяться в процессе дальнейшей эксплуатации. Он всегда будет сопровождается заметным увеличением вибрации.
- Решение — заменить подшипник или рассмотреть вопрос об использовании подшипников имеющих большую усталостную долговечность.
Обратная загрузка
- Радиально-упорные подшипники предназначены для восприятия осевой нагрузки только в одном направлении.
- При нагрузке в противоположном направлении, область эллиптического контакта приходится на нижнее плечо дорожки качения внешнего кольца.
- В результате чрезмерного напряжения и увеличение температуры с последующей повышенной вибрации происходит быстрый выход подшипника из строя.
- Корректирующие действия – просто установить подшипник правильно.
Загрязнение
- Загрязнение является одной из основных причин выхода подшипников из строя.
- Симптомами загрязнения являются вмятины несущей дорожки качения и шариков в результате в высокой вибрации и износа.
- Чистая рабочая зона, инструмент, светильники, руки помогут уменьшить вероятность загрязнения.
- Производство шлифовальных операций в стороне от подшипникового узла и хранение подшипников в заводской упаковке непосредственно до момента установки.
Недостаточность смазки
- Изменение цвета (синий / коричневый) дорожек качения и шариков являются симптомами недостаточности смазки. Чрезмерный износ шариков, колец, и сепаратора, в результате перегрева, приведет к стремительному разрушению подшипника.
- Шариковые подшипники зависят от постоянного наличия очень тонкой пленки смазки между шариками и дорожкой качения, между сепаратором, обоймами и шариками.
- Неисправности, как правило, вызваны ограниченным подводом смазки или высоких температур, ухудшающих свойства смазочного материала.
Коррозия
- Красная / коричневая область на шариках, дорожке качения, сепараторе или полосы на шариках являются симптомами коррозии.
- Это результат подвергания подшипников воздействию агрессивной жидкости или атмосферы.
- В некоторых случаях, коррозия может инициировать раннюю усталость материалов.
- Защита подшипниковых узлов от воздействия коррозионных жидкостей и использование закрытых подшипниковых узлов.
Перекос
- Нарушение соосности может быть обнаружено на поверхности качения не вращающегося кольца, по следу износа от шариков, который не параллелен дорожке качения.
- Если смещение превышает 0.025 мм, можно ожидать повышения температуры в подшипнике и сильный износ профиля дорожки качения подшипника.
- Соответствующие корректирующие действия включает в себя: устранение биения на валу в районе посадочных мест подшипников, использование равномерной осевой затяжки на резьбе на незакаленных валах или затягивать подшипник только на резьбе на закаленных валах с использованием затяжных гаек повышенного класса точности.
Свободная посадка (посадка с зазором)
- Свободные посадки могут вызвать относительное движение между сопрягаемыми деталями. Если относительное движение между сопряженными деталями является небольшим, но непрерывным, происходит фреттинг-коррозия.
- Фреттинг-коррозия проявляется в образовании мелких металлических частиц которые окисляются, оставляя отличительные коричневый цвет. Этот материал является абразивным и приведет к увеличению зазора между сопрягаемыми поверхностями. Если этот зазор достаточно большой, чтобы позволить значительные перемещения внутреннего или внешнего кольца внутри монтажных поверхностей (отверстие, наружный диаметры, торцевая поверхность), будет происходить выделение тепла, появление шума, биения и вибраций.
Посадка с высоким натягом
- Тяжелый износ дорожки качения по всей окружности внутреннего и наружного кольца указывает на плотную посадку.
- Там, где посадки с натягом превышают радиальный зазор, рабочая температура вырастет по причине чрезмерно нагруженных шариков. Это повышение температуры сопровождается высоким крутящим моментом.
- Продолжение работы может привести к быстрому износу и усталости.
- Корректирующие действия включает в себя правильный подбор величины натяга.
