Анализ неисправностей сферических роликоподшипников

Почему подшипники выходят из строя и почему «заменить их» недостаточно

Когда сферический роликоподшипник выходит из строя, немедленной реакцией часто является заказ замены и замена его. Но без понимания того, почему оригинальный подшипник вышел из строя, замена выйдет из строя таким же образом — часто быстрее, потому что основная причина никогда не будет устранена.

Систематический анализ отказов отвечает на три вопроса: Что произошло? Почему это произошло? Как нам предотвратить повторение этого?

Пять наиболее распространенных режимов отказа

1. Усталостное растрескивание (подповерхностное происхождение)

Внешний вид: Отслаивание или изъязвление поверхности дорожки качения, обычно начинающееся под поверхностью и распространяющееся наружу. Область откола имеет характерный «ямочный» вид с острыми краями.

Основная причина: Подшипник достиг конца расчетного усталостного ресурса (L10). Подповерхностное напряжение сдвига превышает предел выносливости материала после предсказуемого количества циклов напряжения.

Профилактика: Это нормальный конец жизни. Убедитесь, что фактический срок службы соответствует расчетному сроку службы L10h. Если отказ происходит значительно раньше расчетного срока службы, исследуйте условия нагрузки — фактическая нагрузка может превысить расчетное предположение.

2. Отказ, вызванный загрязнением

Внешний вид: Мелкие следы истирания на дорожках качения и роликах. Рабочие поверхности кажутся матовыми или матовыми, а не полированными. Под увеличением видны мельчайшие вмятины от твердых частиц.

Основная причина: Абразивные частицы — пыль, окалина, песок, металлическая стружка — попадают в подшипник через поврежденные или ненадлежащие уплотнения. Частицы дробятся между телами качения и дорожками качения, создавая концентрации напряжений, вызывающие растрескивание.

Профилактика: Переход на герметичные подшипники серии SB. Улучшите конструкцию уплотнения корпуса. Во время установки соблюдайте процедуры обращения с очистителем. В сильно загрязненных средах, таких как горнодобывающие и сталелитейные заводы, герметичные подшипники не являются обязательными — они необходимы.

3. Неисправность смазки.

Внешний вид: Поверхности подшипников кажутся воронеными или обесцвеченными из-за нагрева. Смазка почернела, затвердела или полностью вытекла. На дорожках качения наблюдаются размазывание или истирание, а не чистое усталостное растрескивание.

Основная причина: Недостаточная смазка — недостаточное количество, неправильная вязкость, загрязнение смазочного материала или слишком длинные интервалы повторного смазывания. Масляная пленка разрушается, обеспечивая контакт металла с металлом.

Профилактика: Рассчитайте правильные интервалы повторного смазывания, используя формулу производителя подшипника. Используйте смазку, подходящую для рабочей температуры и скорости. Для применений, где регулярное повторное смазывание затруднено, рассмотрите герметичные подшипники серии SB с заводской смазкой.

4. Несоосность

Внешний вид: Рисунок износа дорожки качения асимметричный — одна сторона тяжелее. На роликах имеются полированные полосы или следы износа, расположенные не по центру. Зубцы сепаратора могут иметь неравномерный износ.

Основная причина: Внутреннее и наружное кольца подшипника не соосны. Это может произойти из-за прогиба вала под нагрузкой, смещения отверстия корпуса или неправильного монтажа. Сферические роликоподшипники допускают некоторое смещение (обычно 1–2,5°), но чрезмерное смещение концентрирует нагрузку на части длины ролика.

Профилактика: При установке проверить соосность вала и корпуса. По возможности используйте самовыравнивающиеся конструкции корпуса. Перед монтажом убедитесь, что диаметр вала и отверстие корпуса находятся в пределах допуска.

5. Перелом сепаратора

Внешний вид: Сепаратор сломан, обычно в месте сварки (штампованный стальной сепаратор) или у основания зубца (механически обработанный латунный сепаратор). В подшипнике или корпусе могут быть обнаружены незакрепленные фрагменты сепаратора.

Основная причина: Для штампованных стальных сепараторов вибрационная усталость в точках сварки — обычное явление при использовании виброгрохотов. Для латунных сепараторов чрезмерная скорость, превышающая расчетные пределы сепаратора, или недостаточная смазка, вызывающая заклинивание ролика сепаратора.

Профилактика: Используйте механически обработанные латунные сепараторы (типа CA) для вибросит и применений с высокой вибрацией. Никогда не используйте в виброгрохотах штампованные подшипники со стальным сепаратором — они преждевременно выйдут из строя. Убедитесь, что рабочая скорость находится в пределах предельной скорости подшипника.

Как задокументировать неисправность подшипника

Прежде чем выбрасывать вышедший из строя подшипник, задокументируйте его:

1. Сфотографируйте подшипник. с разных сторон перед чисткой
2. Сфотографируйте дорожки качения и ролики. после уборки
3. Запишите условия эксплуатации в момент отказа: частота вращения, нагрузка, температура, окружающая среда
4. Обратите внимание на срок службы подшипника. в часах
5. Осмотрите смазку — цвет, консистенция, наличие металлических частиц
6. Проверьте корпус и вал на предмет повреждений, износа или смещения

Эта документация позволяет проанализировать первопричины и предотвратить повторение той же неисправности при замене подшипника.