← Назад к категории Подшипники

Идентификация причин повреждения и сбоя подшипника

Подшипники не часто терпят неудачу, но когда они это делают, тесная визуальная проверка ущерба может выявить детали условий работы машины и предлагает возможные средства защиты, как объясняет Фил Бердж, менеджер по маркетингу и связям в SKF.

Фил Бердж

Фил Бердж, менеджер по маркетингу и коммуникациям, SKF

Хотя отказ подшипников является общим страхом в промышленности, это происходит только в крошечной части случаев. Ошеломляющий 90% подшипников выдерживает машину, в которой они установлены.

Только оценочный 0.5% фактически не работает. Основными причинами являются усталость и слабая смазка, хотя загрязнение и плохая установка также могут сыграть свою роль. Остальные 9.5% подшипников заменяются в эксплуатации до отказа по соображениям безопасности.

Когда происходят сбои, важно понять, что пошло не так. Если подшипник продолжает терпеть неудачу в обслуживании, вероятно, будет основной причиной. Тщательный анализ поврежденного подшипника может выявить важнейшие детали основной причины отказа, чтобы исправить его в будущем.

Используя методологию, подробно описанную в международном стандарте ISO 15243: 2004 - который классифицирует шесть основных режимов повреждения / отказа, разбитых на подкатегории 14, можно определить причину отказа и соответственно изменить условия машины для преодоления проблемы ,

Стандарт осмотра подшипников


Стандарт основан на видимом осмотре контакта качения и других функциональных поверхностей, таких как дорожки качения, которые предполагают механизмы, связанные с каждым типом повреждения или сбоя. Основные причины повреждения подшипника могут быть связаны с шестью основными режимами повреждения / сбоя:

  • усталость;
  • износ;
  • коррозии;
  • электрическая эрозия;
  • Пластическая деформация; а также,
  • Перелом / растрескивание

Дальнейшее исследование поможет определить, какой подмодуль несет ответственность за провал, который в конечном итоге выявит вероятную причину - и ее решение.
В то время как повреждение можно разделить на шесть режимов, способы изменения этого могут быть разными.

Например, неэффективные уплотнения позволяют загрязнению проникать в подшипник. Эти загрязняющие частицы затем могут быть перевернуты катящимися элементами, создавая углубления в дорожках качения. Твердые частицы могут вызывать углубления с острыми краями.

Как только область вокруг углубления подвергается циклическому напряжению от элементов качения, поверхностная усталость может привести к тому, что металл будет выходить из канатной дороги в процессе, называемом отслаиванием. Как только отслаивание началось, повреждение будет ухудшаться, пока подшипник не выйдет из строя.

повреждение подшипника

Рассекающие поверхности

Ухудшение усталости можно увидеть в виде микротрещин подповерхностного слоя, что обычно происходит в результате долговременной аномальной нагрузки, или как отслаивание поверхностей дорожек качения, что может указывать на проблемы смазки. Здесь усталость является основным режимом неудачи, подразделяется на субповерхностные или поверхностные проявления усталости - любой из которых будет определять основную причину отказа.

Повреждение клеток и дорожек качения обычно вызвано загрязняющими веществами, которые вошли в подшипник, либо с помощью смазки, либо в результате плохого или недостаточного уплотнения против неблагоприятных условий эксплуатации.

Неадекватная смазка также может вызвать «адгезионный» износ: материал переносится с одной сопрягаемой поверхности на другую в результате повышенного трения между ними. Это иногда сопровождается закалкой или повторным упрочнением поверхностей, созданием локализованных концентраций напряжений и потенциальным отслаиванием областей контакта.

Ущерб подшипника может быть легким или серьезным, и тщательный осмотр может определить причину проблемы. Ключ должен искать «узоры» - особенно шаблоны пути - на дорожке качения. Некоторые шаблоны являются нормальными, но другие могут указывать на проблему.

Различные типы подшипников будут демонстрировать разные «проблемы». Однако опытный инженер может определить режим отказа, проверив поверхностный ущерб. Например, в радиальном подшипнике, работающем в нормальных условиях, структура износа будет ограничена центром дорожек качения и будет равномерно распределена. Если к подшипнику приложена осевая нагрузка, рисунок износа становится эксцентричным или нецентральным. По мере усложнения проблем, так же, как и поверхностные характеристики износа.

Поиск Вероятная причина отказа подшипника


В режиме сбоя различные причины могут привести к такому же эффекту. Однако выявление наиболее вероятных причин - или сочетание причин - является целью процесса расследования, называемого анализом первичных причин (RCA).

RCA работает над теорией о том, что каждая неудача проистекает из по крайней мере одной из трех основных причин: физической или технической; организационные сбои, связанные с системами, процедурами и процессами принятия решений; и человеческие ошибки упущения или комиссии.

После того, как подшипник потерпел неудачу, RCA должен сначала идентифицировать одну или несколько из трех основных причин, которые вызвали проблему. Тогда основную причину определяют путем согласования режима отказа и его подрежимов с рабочими условиями с момента отказа - на основе подробных визуальных осмотров поверхностей подшипников и подповерхностей. Затем следователь-разработчик должен разработать и применить решение и контролировать его эффективность.

Идентификация основной причины сбоя непростая - так как она часто скрывается среди множества «вторичных эффектов». Изучение подшипника, которое проработало некоторое время, выявит ряд изменений: тусклые или даже блестящие участки на дорожках качения и катящихся элементах; обесцвеченные внутренние и наружные кольца; доказательства износа клетки; и фреттинг-коррозии на внутренней поверхности кольца или внешней поверхности наружного кольца. Тщательно анализируя доказательства - в виде «шаблонов повреждений» на поверхности - опытный инженер может отследить основную причину.

Это не всегда простой диагноз. При поиске ответа исследователям необходимы все соответствующие данные, которые могут включать обзор истории обслуживания оборудования и действия, предпринятые в ответ на аналогичные неудачи в прошлом.

Понимание процедур обслуживания на месте во время сбоя и точных условий, которые привели к нему, также является важной частью решения головоломки.

определение повреждения подшипника

Электрическая проблема

В одном случае электродвигатель с переменной скоростью, используемый в секции катушки машины для бумагоделательной машины в бумажной фабрике, испытывал отказ подшипника только через 1-2 месяцев. Существенное повреждение цилиндрического роликоподшипника (но не к шарикоподшипнику). Машина была остановлена ​​из-за высоких уровней вибрации.

На дорожке внутреннего кольца был тяжелый, нерегулярный износ. Некоторые квартиры были замечены, и он был тускло-серого цвета. Внешнее кольцо имело аналогичный вид, а также включало следы, сходные с вибрациями.

Первоначальные диагнозы предполагали две возможные причины: чрезмерная вибрация; или ток, проходящий через подшипники, - хотя клиент настаивал на том, что подшипники были изолированы.

Подшипник был разрезан и проверен микроскопически, что выявило микрократеры на поверхности дорожки качения. Они были вызваны утечкой тока. Это привело к вибрации, которая создала контрольный образец «умывальника».

Поскольку утечка тока была идентифицирована как основная проблема, клиент осмотрел электрическую систему, которая показала, что заземляющий (заземляющий) кабель был отсоединен от двигателя во время ремонта и не был повторно подключен. Как только это было исправлено, проблемы не вернулись.

Хотя проверка подшипника и определение его режимов отказа важны, конечной целью RCA является продление срока службы. В приведенном выше примере была исправлена ​​ошибка в электрической системе. В других случаях долгосрочное решение может потребовать других действий, таких как капитальный ремонт процедур технического обслуживания, введение автоматизированной смазки или установка системы мониторинга состояния.

Фактически, успешный диагноз проблемы на самом деле является только началом решения. Как только основная причина была идентифицирована, крайне важно внедрить какую-то систему мониторинга, чтобы гарантировать, что проблемы не повторяются, потому что замена подшипника раньше времени предпочтительнее заменить его после выключения.

Индустрия технологической промышленности

новости по теме

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные поля помечены * *

Этот сайт использует Akismet для уменьшения количества спама. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.