Să înțelegem cum se deteriorează rulmenții – Cauze, modul defecțiunii și prevenție

Lagărele cu rulment sunt componente robuste și fiabile în ingineria mecanică și construcția personalizată de utilaje. Cu toate acestea, în anumite condiții, poate apărea deteriorarea rulmenților acestor elemente utilizate pe scară largă ale utilajului, care rezultă de obicei din comportamentul neobișnuit în timpul funcționării. În cel mai rău caz, deteriorarea la nivelul lagărelor poate duce la defectarea completă a rulmenților cu bilă, ceea ce poate duce la timpi de nefuncționare nedoriți. Prin urmare, este important să detectăm din timp primele semne de deteriorare a rulmenților lagărului și să remediem cauzele acestora. În acest articol, discutăm despre simptomele deteriorării lagărelor, cauzele acesteia și modurile tipice de defectare.

Cum se produce deteriorarea lagărului?

Deteriorarea lagărului poate fi cauzată de diverse cauze, unele dintre acestea fiind cauzate de uzură și de asamblarea incorectă. Cu toate acestea, deteriorarea lagărului apare adesea din cauza proiectării necorespunzătoare în timpul fazei de proiectare, ceea ce poate duce la supraîncărcarea lagărului. Pe lângă instalarea defectă și supraîncărcare, contaminarea și lubrifierea insuficientă sau chiar lipsă sunt motive tipice pentru care lagărele se defectează.

În orice caz, este necesară o analiză aprofundată a cauzelor în cazul deteriorării lagărelor, pentru a asigura longevitatea și siguranța aplicației. Lagărele deteriorate nu trebuie inspectate complet izolate. Componentele proximale pot fi afectate negativ de comportamentul perturbat de funcționare al lagărului sau pot fi chiar considerate o cauză potențială a deteriorării lagărului.

Ce simptome pot fi utilizate pentru a identifica deteriorarea lagărelor?

Deteriorarea lagărelor poate fi recunoscută de obicei prin faptul că comportamentul de funcționare se modifică treptat. În funcție de mediul de operare și de aplicare, deteriorarea lagărelor poate fi observată sub formă de simptome diferite.

Foarte des, deteriorarea lagărelor poate fi detectată prin zgomote de funcționare neobișnuite. Șuierăturile, scârțâiturile sau zgomotele neuniforme sunt un indiciu clar al deteriorării. Zgomotul lagărelor este adesea cauzat de lubrifierea inadecvată sau necorespunzătoare. Dar, sarcinile excesive și erorile de instalare a lagărelor pot fi, de asemenea, un motiv pentru zgomotul lagărelor.

Dacă lagărele sunt accesibile sau vizibile din exterior, deteriorarea poate fi detectată și prin funcționarea neuniformă a lagărului. Funcționarea neuniformă sau imprecisă poate fi cauzată de șocuri, vibrații, dar și de murdărie. Un alt simptom al deteriorării lagărelor este reprezentat de temperatura excesivă. Temperaturile excesive din lagăr pot fi atribuite în general frecării crescute. Cu toate acestea, o cantitate prea mică sau prea mare de lubrifiant, suprasarcinile sau erorile de instalare pot crește, de asemenea, temperatura lagărului.

În principiu, lagărele trebuie verificate pentru depistarea acestor simptome în timpul inspecțiilor de rutină, pentru a evita deteriorarea lagărelor și pentru a contracara în mod anticipat orice timp de nefuncționare rezultat din aplicație.

Care sunt modurile tipice de deteriorare?

Fiecare tip de deteriorare are propriile caracteristici și moduri de defectare. Pe baza modurilor de defectare, se pot trage concluzii despre cauzele defectului și se pot iniția contramăsuri adecvate. De exemplu, deteriorarea tipică a lagărelor include uzura, coroziunea, crestarea, lărgirea și fluxul de curent. Lagărele deteriorate sau defecte prezintă adesea o combinație de deteriorări diferite.

În cele ce urmează, o parte dintre cele mai frecvente moduri de defecțiune, caracteristicile și cauzele posibile ale acestora sunt examinate în detaliu și evidențiate cu exemple.

Deteriorarea lagărului din cauza uzurii

Uzura include deteriorarea suprafeței cauzată de frecarea prin glisare pe corpurile rolelor, suprafețele axelor sau capetelor, printre altele. În cazul lagărelor cu rulment, uzura este greu de observat în condiții normale. Cu toate acestea, se poate produce uzură dacă lagărul intră în contact cu particule străine sau lubrifierea este insuficientă. Vibrațiile asupra lagărelor staționare pot cauza, de asemenea, uzură.

Particulele mici, cum ar fi abraziunile metalice, pot cauza uzura căilor de rulare, a corpurilor de rulare și a carcasei lagărului, ceea ce la rândul său face ca suprafețele să pară mate. Granularea și tipul de particule determină gradul de matifiere. De exemplu, o decolorare verzuie a vaselinei lagărului poate indica abraziunea pe carcasa de alamă. Semnele suplimentare de uzură pot fi reprezentate de mici crestături pe căile de circulație. Printre altele, acest lucru se datorează lipsei de curățenie în timpul instalării, a etanșărilor ineficiente sau a lubrifianților contaminați.

Dacă este prezent prea puțin lubrifiant sau dacă acesta își pierde lubrifierea, nu se poate forma o peliculă de lubrifiant suficient de viabilă. Acest lucru duce la contactul de tip metal pe metal între corpurile și căile de rulare. Atunci când lubrifiantul este consumat complet, temperatura crește semnificativ. Drept urmare, lagărul cu rulment întărit își pierde duritatea, iar suprafețele se decolorează. În cazuri extreme, temperatura poate crește atât de mult, încât rulmentul se blochează. Dacă pelicula de lubrifiere lipsește și acest lucru duce la contact de tip metal pe metal între corpurile rulante și șine, vibrațiile pot cauza mici mișcări între corpurile rulante și inelele de curse. La rândul său, acest lucru poate duce la desprinderea de particule mici de pe suprafețe. În timp, acest lucru creează crestături în care rugina se dezvoltă adesea din cauza oxidării particulelor desprinse.

Deteriorarea lagărului din cauza crestăturilor de pe căile de curse

Crestăturile sau ciobirea de pe suprafețele lagărelor apar atunci când sunt aplicate sarcini mari pe un lagăr staționar sau atunci când în rulment pătrund obiecte străine. Cu toate acestea, supraîncărcarea din cauza instalării necorespunzătoare poate cauza și crestături.

Dacă particulele străine penetrează lagărul și sunt rulate pe căi de rulare de către corpurile rulante, pot apărea indentații. Obiectele străine și alte particule de murdărie pot rămâne în lagăr din cauza curățării inițiale insuficiente sau a lipsei curățării ulterioare proceselor de lucru. Dacă lagărele se află sub sarcină și sunt expuse la vibrații pentru o perioadă mai lungă de timp, se pot forma așa-numitele marcaje de ralanti. Tipice pentru marcajele de ralanti sunt urmele distribuite uniform pe căile de rulare, la distanță față de corpurile rulante. Sarcinile maxime datorate șocurilor sau supraîncărcării statice pot duce, de asemenea, la crestături pe căile de curse care se manifestă, de asemenea, drept crestături aflate la distanța corpurilor rulante. Modurile de defectare rezultă adesea din forța excesivă exercitată asupra unuia dintre inelele de curse în timpul asamblării și al dezasamblării.

Deoarece contururile crestăturilor sunt supuse unui stres foarte mare de fiecare dată când transferul are loc după presarea corpurilor străine, pot apărea așa-zisele breșe. Acestea se pot propaga pe întreaga cursă într-o manieră în formă de V, pe direcția de rulare. Cu cât este mai puternică definiția conturului format de amprentă (de ex., pentru mineralele tari) și cu cât mai mare este sarcina, cu atât mai mare este probabilitatea de apariție a breșelor ulterioare și de defectare a lagărelor.

Deteriorarea lagărului din cauza coroziunii

Coroziunea este unul dintre cele mai grave moduri de defectare a lagărelor. Aceasta are loc în condiții de funcționare în care umezeala sau mediile agresive intră în contact cu lagărul, iar lubrifiantul nu mai poate proteja suprafețele lagărelor.

Coroziunea cauzată de umezeală (rugina) se formează neuniform în lagăr, sub formă de cicatrici cu rugină de culoare maro. Perioadele de nefuncționare extinse duc frecvent la defecte constituite de rugină la distanța elementelor rulante. Deteriorarea prin coroziune din cauza umezelii apare ca urmare a depozitării necorespunzătoare, a condensării din cauza fluctuațiilor de temperatură, dar și din cauza etanșării necorespunzătoare și a discurilor de acoperire defecte.

Pe lângă umiditate, mediile agresive pot cauza și deteriorarea lagărelor. Prin urmare, este important să se ia în considerare materialele de operare care intră în contact cu lagărul în timpul proiectării și să se efectueze întreținerea numai cu agenții de curățare aprobați. Culoarea defectelor este de obicei diferită și este cauzată de erori de etanșare sau de contactul cu substanțe chimice agresive sau cu lubrifianți neadecvați.

Alte tipuri de deteriorare a lagărului

Pe lagărele cu rulment din medii de transport de curent (de ex., motoare electrice sau în timpul sudurilor), fluxul de curent care trece prin lagăr poate duce la deteriorarea termică a materialului. Astfel de moduri de defectare se manifestă de obicei sub formă de cratere sau decojiri pe suprafața rulmentului și sunt formate în punctele de contact ale partenerilor de rulare. Această formă de deteriorare a lagărului se poate extinde pe întreaga suprafață a lagărului.

Deteriorarea lagărului din cauza lubrifierii necorespunzătoare este o problemă frecventă care poate afecta semnificativ performanța lagărului și durata de viață a acestuia. Lubrifiantul în exces poate fi la fel de dăunător ca și atunci când este insuficient. Umplerea excesivă duce la creșterea rezistenței lagărului, ceea ce duce la generarea excesivă de căldură. Această căldură poate afecta capacitatea de lubrifiere a agentului de lubrifiere și poate cauza deteriorarea componentelor lagărului. În schimb, lipsa lubrifiantului duce la fricțiune sporită între părțile mobile ale lagărului. Acest lucru duce la uzură excesivă, generare crescută de căldură și, în cele din urmă, la defectarea prematură a lagărului. Apa, praful și alți contaminanți pot contamina lubrifianții și pot reduce lubrifierea acestora. În plus, lubrifianții își pierd eficiența în timp. Vechii lubrifianți își pot pierde proprietățile de lubrifiere, ceea ce poate duce la creșterea uzurii și defectarea lagărelor.

Tensiunile în orientarea de montare afectează cursa în măsura în care uzura neuniformă devine evidentă. Tipul de stres prezent este decisiv aici. Stresul radial asupra unui lagăr cu rulment, cum ar fi un spațiu gol al lagărului care este prea îngust, se poate manifesta prin afișarea de urme circumferențiale pe ambele inele ale rulmentului. Modurile de defectare a lagărelor cu rulment din cauza tensiunilor ovale, pe de altă parte, pot fi detectate printr-o uzură mai mare a suprafețelor de rulare opuse, în timp ce piesele dintre ele prezintă o uzură semnificativ mai scăzută. Un exemplu în acest sens ar fi un inel exterior tensionat de sarcinile de compresie radială. Cauzele stresului pot fi adesea găsite în deformarea lagărelor sau a componentelor înconjurătoare. O selecție necorespunzătoare a unui lagăr cu privire la forțele de acționare ale aplicației poate fi, de asemenea, cauza tensiunii.

Cum puteți preveni deteriorarea lagărelor?

În general, lagărele cu rulment selectate cu atenție își ating durata de viață preconizată. Cu toate acestea, erorile care pot fi evitate adesea duc la uzura prematură a acestor lagăre. Aceste defecte premature nu rezultă de obicei din oboseala materialului, dar se datorează mai multor defecte:

• Eroare de asamblare
• Manipulare defectuoasă
• Lubrifiere insuficientă
• Pătrunderea corpurilor străine
• Acumularea excesivă a căldurii.

Pentru a lua măsuri eficiente împotriva acestor defecțiuni, este necesară o examinare amănunțită a modului de defectare, a tipului de defectare și a cauzelor potențiale. Acest lucru necesită o cunoaștere precisă a tuturor condițiilor relevante înainte și după defecțiune, inclusiv a aplicării specifice, a condițiilor de operare și a mediului. Implementarea unor contramăsuri reușite poate preveni în mare măsură probleme similare în viitor.

Prin urmare, potențialele riscuri de deteriorare și de defectare a lagărelor trebuie să fie deja luate în considerare la momentul selectării lagărelor și determinării specificațiilor. De exemplu, în caz de dubii, lagărele care nu pot fi reparate (cu lubrifiere permanentă) ar trebui să fie preferate lagărelor relubrifiate. În plus, materialul și lubrifiantul lagărului trebuie să corespundă cu capacitatea lagărului, sarcinile statice și dinamice, temperaturile estimate și mediul ambiant în contact cu lagărul.

MISUMI oferă o selecție cuprinzătoare de lagăre rulante configurabile individual, de înaltă calitate. În plus, trebuie respectate întotdeauna specificațiile producătorului lagărului și ale furnizorului lubrifiantului. Asamblarea corespunzătoare și inspecția și întreținerea periodică vă ajută să mențineți lagărele rulante pentru o durată lungă de viață și un nivel ridicat de siguranță în aplicația dvs.

În managementul modern al producției, monitorizarea locațiilor lagărelor se poate face și prin monitorizarea zgomotului (microfon), analiza frecvenței sau analiza vibrațiilor. Principiul de funcționare se bazează pe determinarea emisiilor sonore excesive sau pe examinarea frecvențelor de deteriorare specifice lagărelor cu rulmenți, care indică deteriorarea lagărelor în cauză. Aceste sisteme sunt disponibile pentru profesioniști și sunt integrate direct în controlul producției. Cu toate acestea, este posibil, de asemenea, să se utilizeze teste adecvate independent de controlul producției, ca parte a întreținerii sau întreținerii preventive. MISUMI oferă următoarele instrumente de măsurare pentru monitorizare: Contor de vibrații și stroboscop industrial (monitorizează vibrațiile din timpul funcționării).