Предыдущая страница

часть 3. правила эксплуатации подшипниковых узлов

3.1. Требования к технике смазки при работе с подшипниками

Одной из частых причин преждевременного выхода из строя подшипников является их загрязнение, как правило, при монтаже.

Загрязнения в случае применения пластичной смазки, перемешиваются с ней и удерживаются в подшипниках, способствуя их преждевременному износу.

Для предохранения подшипников от загрязнения следует руководствоваться правилами, основными из которых являются:

  • Для промывки подшипников применять чистые, без механических примесей растворители и масла.
  • Для протирки подшипников применять только чистые салфетки.
  • Монтировать подшипники только в чистые корпуса.
  • Не продувать подшипники сжатым воздухом.
  • Смазку, предназначенную для заправки в подшипники, хранить в условиях, исключающих ее засорение и попадание влаги.
  • Заполнение подшипников смазкой производить с помощью лопаточек из цветного металла.
  • При демонтаже годных подшипников, в связи с ремонтом оборудования, подшипники открытого типа должны быть освобождены от старой смазки, промыты и заправлены свежей смазкой. Подшипники закрытого типа, если они не подлежат замене, заворачивают в промасленную бумагу и хранят в таком виде до монтажа.
  • Удаление из подшипников старой, отработанной смазки следует производить промывкой их в горячем (90… 180 оС) минеральном масле с периодическим встряхиванием и проворачиванием подшипников.
  • Очищенные подшипники нужно сразу же промыть в легком минеральном масле для удаления остатков растворителя и смазки.
  • Вращать сухие подшипники не следует. Промытые подшипники до их монтажа должны храниться смазанными и завернутыми в маслонепроницаемую бумагу.
  • В качестве растворителей для промывки и очистки рекомендуется: бензин, керосин, водные растворы моющих средств. Применять для промывки хлорированные растворители не следует, так как они могут вызвать коррозию металла деталей подшипников.

3.2. Правила эксплуатации подшипников, установленных в изделиях

Правильная эксплуатация подшипников обеспечивает их надежную работу и сохранение их основных показателей качества в течение всего срока.

Основным условием грамотной эксплуатации машин и механизмов является их систематический контроль и своевременное обслуживание в соответствии с установленными сроками.

Систематический контроль за работой подшипниковых узлов позволяет выявлять ненормальности, к числу которых относятся: чрезмерный нагрев подшипникового узла, повышенный шум в процессе работы, выбрасывание смазки из подшипникового узла. Основными причинами чрезмерного нагрева подшипникового узла являются:

  • загрязнение подшипника при монтаже или в процессе эксплуатации;
  • избыток или недостаточность смазки в подшипнике;
  • наличие трения сопряженных с подшипником деталей;
  • неправильный выбор подшипника;
  • неправильный монтаж подшипника;
  • чрезмерный износ или разрушение подшипника.

В случае перегрева подшипникового узла требуется точно установить причину и выбрать соответствующий способ устранения неполадки: демонтаж подшипникового узла, его чистка, смазка или замена подшипника.

Повышенный шум подшипника в процессе работы может быть вызван повреждением деталей подшипника, его нагревом или загрязнением.

Выбрасывание смазки из подшипникового узла свидетельствует об износе уплотняющего устройства или избытке смазки.

Сроки технического обслуживания подшипниковых узлов устанавливаются в зависимости от условий эксплуатации, надежности работы, степени ответственности подшипникового узла в работе машины или механизма в целом.

Вибродиагностика, балансировка и центровка динамического оборудования должна происходить только с помощью приборов серии «Квант», «Протон-Баланс» или BALTECH CSI, в сложных ситуациях рекомендуется вызывать на договорной основе специалистов отдела технического сервиса компании «Балтех» (Санкт-Петербург).

Предыдущая страница

К оглавлению

3.3. Основные причины повреждения подшипника BALTECH CSI

Усталостные разрушения поверхности связаны с проблемами смазки, такими как неподходящая смазка, низкая ее вязкость и разрывы смазочной пленки. В начальной стадии развития дефекта поверхность выглядит как бы заиндевелой в некоторых местах, как показано на рис.1. При дальнейшем развитии дефекта поверхность дорожки начинает отслаиваться и растрескиваться (следует отметить, что это отслаивание не столь серьезно как сколы на дорожке). При накоплении усталости в материале дорожки ее поверхность становится шероховатой, подшипник начинает шуметь и излишне нагреваться. Постоянная перегрузка, плохо обработанные и загрязненные поверхности неизбежно ведут к усталостным явлениям. Этого можно избежать или существенно замедлить, если подшипник будет чистым и хорошо смазанным.

 

 

Усталость дорожки качения. Поверхность растрескивается и отслаивается.

Выкрашивание поверхности схоже с усталостью поверхности, но отличается от него более сильной степенью повреждения подшипника и может указывать на то, что подшипник исчерпал ресурс усталости. Рисунок 2 показывает, что растресквание и сколы поверхностей характеризуются глубокими трещинами и расслаиванием. Это происходит, когда под поверхностные трещины, возникающие в местах дислокации неметаллических включений в стали подшипника, доходят до поверхности. Преждевременное растрескивание часто вызывается плохой посадкой вала, искривлениями корпуса и неправильной установкой, т.е. условиями, вызывающими слишком высокие циклические напряжения.

  

  

Выкрашивание поверхности. Глубокие трещины и расслаивание.

Абразивный износ: Абразивное истирание металла, показанное на рис.3, разрушает поверхности элементов подшипника. В зависимости от типа абразивного износа, поверхность приобретает или тусклый серый металлический цвет или же зеркально полируется. Иногда подшипник вследствие изменения его геометрии из-за износа резко выходит из строя.Мелкая абразивная пыль является обычной причиной такого отказа; эта пыль может попасть в подшипник при установке, через плохие уплотнения или с грязной смазкой. Поэтому при монтаже подшипника рекомендуется протирать каждый элемент чистой тканью перед смазкой и содержать в чистоте рабочие поверхности. Хорошие уплотнения, промываемые уплотнения и чистые смазочные материалы помогут предотвратить загрязнение после установки подшипника. Рекомендации использовать анализатор масел и смазок BALTECH CSI 5200.

 

 

Абразивный износ. Повреждение поверхности элементов качения

Атмосферная коррозия: Коррозия вызывается влагой, которая попадает в подшипник из атмосферы. Влажный воздух, попадая во внутрь подшипника, при охлаждении окружающей среды конденсируется., разрывая смазочную пленку в местах контакта тел и дорожек качения. Атмосферную коррозию, показанную на рис.4, можно предотвратить, используя хороший сальник, консистентную смазку и хорошо смазывая подшипник. В некоторых случаях могут оказаться необходимыми специальные уплотнения, чтобы исключить разбрызгивание смазки. Подшипник необходимо заполнять смазкой при каждой более менее продолжительной остановке машины.

 

 

Атмосферная коррозия. Внешний вид коррозии

Фреттинг-коррозия: Как показано на рис.5, фреттинг-коррозия очень похожа на обычную коррозию. Она возникает на посадочных поверхностях подшипника на вал, а также и на других сопрягаемых поверхностях. Она вызывается незначительными (микроскопическими) нагрузками. Частицы, образующиеся в результате износа имеют черный цвет при отсутствии воздуха и красные- в его отсутствие. Фреттинг-коррозия может вызвать как ослабление посадки внутреннего кольца на валу; так и его заклинивание, при котором его невозможно будет снять. Фреттинг-коррозия также привести к разламыванию кольца. Предотвратить можно следуя рекомендациям производителя относительно допусков и убедившись, что элементы подогнаны наилучшим образом.

 

 

 Фреттинг-коррозия на наружной стороне внешнего кольца

Бриннелирование: При бриннелировании на поверхности колец появляются регулярно следующие друг за другом выемки. Это является следствием пластических деформаций металла в местах выемок, которые возникают вследствие перенапряжения металла. Результат бриннелирования дорожек качения показан на рис.6. Бриннелирование является следствием высоких статических или ударных нагрузок, неправильной технологии установки подшипника, сильных механических ударов, возникающих, при падении машины. Бриннелирование можно предотвратить, используя при установки подшипника только давление вместо ударов. Если ударных нагрузок невозможно избежать как при установки, так и в процессе эксплуатации, тогда необходимо использовать подшипники, предназначенные для более высоких нагрузок.

 

 

 

Бриннелирование дорожек качения. Регулярные выемки на дорожках качения

Псевдобриннелирование:как и просто бриннелирование характеризуется выемками на дорожках качения. Однако в отличии от простого бриннелирования выемки характеризуются не только продавливаем металла в зонах пластических деформаций, но и его сдвигом, в результате этого места повреждения не видны даже при внимательном осмотре. На рис.7 показан результат псевдобриннелирования. Псевдобриннелирование, есть результат сильных вибраций машины в нерабочем состоянии. Иногда это происходит при транспортировке. Также на это влияет вибрации других, близко расположенных машин. Подобной проблемы можно избежать, обеспечивая правильное закрепление транспортируемых валов с подшипниками и изолируя машину от соседних вибрирующих агрегатов, используя для этого раздельные фундаменты.

 

 

 

 Псевдобриннелирование. Выемки на дорожках качения за счет сдвига металла.

Электроповреждения. Точечный питтинг (сваривание) в результате электрического сваривания часто имеет регулярный характер на поверхностях элементов качения и на дорожке качения. Он возникает в результате прохождения через подшипник электрического тока. На рис.8 показаны дорожки 35. Электрический ток может вызвать также и случайное выкрашивание.Наиболее распространенными причинами электроповреждений является статическое электричество, создаваемое ремнями транспортера и токами сварочных аппаратов. Поэтому транспортеры должны быть снабжены заземляющими лентами, а сварочное оборудование необходимо заземлять.

 Электроповреждения. Питтинг поверхности дорожек качения из-за прохождения сильного токаКанавки на рабочих поверхностях сферического ролика, вызванные электротоком.

Натиры: натиры возникают в результате перемещения металла с одной поверхности на другую. Натиры в том виде, как они показаны на рис.9, вызваны проскальзыванием из-за перегрузки подшипника и недостаточной смазки. Натиры на торцах цилиндрических роликов могут возникать из-за нерасчетной осевой нагрузки на подшипник. Также это может быть следствием неправильной сборки подшипника или недостаточной смазки

 

 

 

 Натиры на телах и дорожках качения из-за недостаточной смазки

Задиры на поверхности: являются следствием абразивного износа и проявляются в виде глубоких царапин на дорожках и телах качения. Общий вид сильного изодранной поверхности показан на рис.10. Отдельные задиры поверхности создают точки концентрации напряжения, в которых возможно проявление усталостных явлений.Задиры поверхности вызываются относительно большими частицами материала, которые попадают в подшипник и двигаются по дорожкам при движении тел качения. Как и другие проблемы, связанные с загрязнением, задиры поверхности можно предотвратить, используя хорошие уплотнения и чистую смазку подшипника.

 

 

 Задиры поверхности дорожек и тел качения в виде глубоких царапин

Выбоины поверхности: пример показан на рис.11. Этот вид повреждения подшипников напоминает бриннелирование, т.к. выбоины скорей являются результатом пластических деформаций, чем износа. Тем не менее, они возникают при повреждении поверхности (царапины, истирание мелкими посторонними частицами, которые являются результатом износа или попадают в подшипник при его работе. Тела качения при вращении захватывают посторонние частицы, попадающие в подшипник. Эти частицы, попав на дорожку качения оставляют случайные насечки, в районе которых возникает концентрация напряжений и разрывы масляной пленки, что приводи к усталостному выкрашиванию металла и появлению выбоин. Вероятность возникновения выбоин уменьшается при использовании хороших уплотнений и частой смазки подшипников, которая вымывает различные посторонние частицы.

 

 

 

 Выбоины, глубокие царапины, вызванные попаданием посторонних частиц в подшипник.

Повреждения при сборке: На рис.12 показан один из видов подобных повреждений. В этом примере внешнее кольцо было неправильно установлено; и когда подшипник был собран, ролики оставили вмятины на дорожках качения. Рекомендуется использовать монтажный инструмент BALTECH TOOLS или нагреватели BALTECH HI-1610.

 

 

  Повреждение подшипника при сборке из-за недостаточного опыта сборки.

Перегрев: На рис.13 представлен пример повреждения подшипника (изменение его геометрии) в результате перегрева и нагрузки. Обычно такие повреждения связаны с полным отказом подшипника. Перегрев часто обусловлен недостаточной смазкой, трением наружного кольца о вращающийся вал, излишним обжимом наружного кольца при установки в корпус машины или нерасчетной (высокой) частотой вращения вала. В отдельных случаях перегрев подшипника может быть обусловлен внешним источником, таким как термическая печь. Для контроля температуры во время эксплуатации рекомендуется использовать пирометры BALTECH TL-02018C.

 

 

  Обесцвечивание и повреждение металла, вызванное плохой смазкой и перегревом.

Несоосность колец: Основной причиной повреждения подшипника, показанного на рис.14 является несоосность колец, которая привела к фреттинг-коррозии и выкрашиванию. Несоосность ведет к высоким осевым нагрузкам, вызывающим усталостное разрушение и сильные сколы поверхности. Для устранения несоосности используйте приборы «Квант-Л» (Россия) или системы Fixturlaser GO (Швеция).

  Повреждения подшипника из-за несоосности колец: a) несоосность внешнего кольца относительно вала; б) несоосность вала относительно корпуса подшипника.

Разрушение из-за дисбаланса: Дисбаланс ротора дает основную нагрузку на подшипник. Когда дисбаланс слишком велик, повреждения подшипника имеют вид, показанный на рис.15. Иногда такое повреждение можно обнаружить только в одном месте на внутреннем кольце. Для уменьшения дисбаланса минимально необходимым является балансировка отдельных частей ротора с максимально возможной точностью, особенно при работе на высоких скоростях. Для устранения дисбаланса используйте балансировочный прибор «Протон-Баланс».

 

 

  

 Разрушение от избыточного дисбаланса ротора

Раскалывание, раздробление деталей: Причиной является большая перегрузка подшипника. На рис.16 показан типичный пример такого раскалывания. Как видно из рассмотрения рисунка, область усталостного выкрашивания на внутреннем кольце охватывает всю ширину кольца, а сепаратор разбит на кусочки из-за поперечных трещин в каждом гнезде шарика

 

 

 Раскалывание.

Повреждение сепаратора: Повреждения сепаратора, подобные показанному на рис.17, проявляются в образовании в нем трещин и его разрушении. Это в свою очередь ведет к быстрому выходу из строя подшипника в целом при этом затушевывается тот факт, что первопричиной этого был сепаратор. Чаще всего причиной выхода из строя сепаратора является его изгиб, возникающий при движении шариков по взаимно пересекающимся путям из-за несоосности. Также повреждение сепаратора может быть вызвано неправильной сборкой, загрязнением или редким смазыванием подшипника. Для вибродиагностики подшипников используйте виброметры BALTECH VP-3450 или виброанализаторы BALTECH CSI 2130.

  

 

 Повреждение сепаратора

К оглавлению