Выход подшипника из строя не всегда является преждевременным. Большой процент замен подшипников связан с нормальным процессом усталости материала подшипника т.е естественный износ подшипника.
Основными причинами преждевременного выхода подшипников из строя являются загрязнение — последствия неправильного обращения и перебои в подаче смазки. Особенно опасно попадание в смазку окалины, металлической стружки или песка. В результате износа рабочих поверхностей подшипника нарушается его работоспособность, для восстановления которой необходим ремонт с заменой подшипникового узла.
Далее можно рассматривать следующие причины выхода подшипников из строя: высокие нагрузки, неэффективные уплотнения, чрезмерный натяг в посадке т.е слишком малый рабочий зазор – последствия неправильного монтажа.
Причины, уменьшающие продолжительность работы подшипников:
- Недостаточное смазывание. Ухудшение свойств смазки может произойти вследствие перегревания подшипника, повреждения уплотнения подшипников, использование неподходящей или низкокачественной смазки в подшипниковых узлах.
- Недостаточное уплотнение подшипникового узла – приводит к попаданию в подшипник грязи или воды.
- Естественная усталость. Появление первых признаков усталостных повреждений зависит от частоты вращения подшипника, величины нагрузки, эффективности смазывания и чистоты смазочного материала. Причиной усталостных повреждений являются переменные напряжения сдвига в под поверхностных слоях дорожек качения, порождающие трещины, которые распространяются по направлению к поверхности. Перекатывание тел качения по трещинам приводит к скалыванию частиц материала, из которого изготовлен подшипник. Первоначально этот процесс, именуемый «выкрашиванием» или «шелушением», проявляется слабо. Однако он постоянно усиливается под воздействием кромочных напряжений и приносимых смазочным материалом продуктов износа.
- Ухудшение условий работы подшипника. Работа подшипника происходит в определенных, заранее рассчитанных условиях, изменение может привести к преждевременному выходу подшипника из строя. Во избежание неблагоприятных воздействий на подшипник при его замене не рекомендуется производить каких-либо изменений условий его работы. В первую очередь это относится к изменению типа и сорта смазочного материала, а также системы смазывания, увеличению частоты вращения подшипника или нагрузки на него.
Так как процесс усталостного выкрашивания деталей подшипника развивается сравнительно медленно и сопровождается усилением шума и вибрации при его работе, можно достаточно быстро обнаружить такие повреждения и успеть заменить подшипник еще до его полного разрушения.
Необходимо иметь в виду, что если слой смазочного материала достаточно большой по отношению к величине шероховатости поверхности, то опасность повреждений очень мала. Тем не менее, при нагрузке на подшипник, превышающей граничную нагрузку по усталости, со временем может возникнуть нормальное усталостное разрушение.
Методы диагностики повреждений подшипников.
Наблюдение за состоянием подшипников во время их эксплуатации может осуществляться методом замера уровня вибрации или шума. Этот метод применяется в качестве диагностического инструмента для раннего обнаружения неисправности. Для вибромониторинга состояния подшипников существуют специальные приборы, позволяющие по уровню шума диагностировать состояние подшипников и степень их износа.
Несколько правил работы с подшипниками.
Максимальная долговечность подшипников достигается, прежде всего, благодаря точному соблюдению правил их установки и технического обслуживания. Срок службы подшипников также зависит от правильного выбора самого подшипника и применения надлежащего инструмента для его установки. Подшипник должен быть защищен от попадания в него грязи и влаги, правильно установлен и смазан. При монтаже подшипников необходимо соблюдать следующие правила:
- Извлекать подшипник из упаковки непосредственно перед монтажом.
- Соблюдать чистоту: закрывать детали машин, куда будет устанавливаться подшипник, и еще не установленный подшипник пластиковой пленкой, парафинированной бумагой или чистой сухой безворсовой тканью.
- Не производить монтаж подшипников вблизи металлорежущих станков или других производящих загрязнение машин.
- Не делать прямых ударов по подшипнику.
- Запрессовывать подшипник с помощью специальной втулки.
- Правильно выбирать смазочные материалы для подшипника, использовать смазку в необходимом количестве. Своевременно смазывать подшипник.
- Использовать специальные нагревательные устройства или гидравлические инструменты.
|
Таблица характерных повреждений подшипников. |
|||
|
Вид повреждения |
Описание |
Причина |
Профилактика |
|
Износ вследствие недостаточного смазывания |
Изношенные, иногда отполированные до блеска поверхности; голубовато-коричневая окраска после некоторого времени работы |
Недостаточное смазывание и, вследствие этого, быстрый разогрев |
Улучшать условия смазывания, не нарушать сроки смазывания и своевременно проверять состояние уплотнений |
|
«Задиры» на внешних поверхностях |
Характерные «задиры» и изменение цвета на внешней поверхности или торце |
Проворачивание кольца подшипника относительно вала или корпуса |
Единственный способ предотвращения такого повреждения – увеличить натяжение до значения, обеспечивающего отсутствие перемещения в посадке. Осевого зажима подшипников для этого недостаточно |
|
Коррозия, или глубокие коррозийные раковины |
Серо-черные полосы поперек дорожек качения, в большинстве случаев, — на расстоянии шага тел качения |
Попадание в подшипник воды или других веществ, порождающих коррозию. После длительного времени работы происходит образование раковин (питтинг) на поверхности подшипника |
Проверить состояние уплотнений и применить смазочный материал с лучшими антикоррозийными свойствами |
|
Контактная (фреттинг) коррозия |
Фпеттинг-коррозия возникает при относительном движении между кольцом подшипника и валом либо корпусом. Проявляется в виде ржавчины на посадочной поверхности внутреннего или наружного кольца. Иногда явно выражены следы качения. |
Посадка с зазором, либо погрешности формы посадочных мест |
Обеспечить безупречные условия посадки |
|
Выкрашивание вследствие овальности посадочной поверхности |
Резко выраженные следы качения на двух диаметрально противоположных участках одного из колец, выкрашивание на этих участках |
Возможно отклонение от круглой поверхности отверстия корпуса вследствие его установки на неплоском основании |
Обычно нужно изготовить новый вал или корпус. Другой возможный путь – напыление металла на посадочную поверхность и ее перешлифовка |
|
Трещины вследствие неправильного обращения с подшипником |
Трещины и сколы, возникающие обычно на боковых поверхностях |
Удары при монтаже непосредственно по кольцу |
Следовать рекомендациям по монтажу. Категорически запрещается наносить удары непосредственно по подшипнику |
|
Вмятины под воздействием инородных частиц |
Небольшие царапины на дорожках и телах качения |
В подшипник проникли инородные частицы при монтаже – либо со смазкой, либо из окружающей среды |
Обеспечить чистоту подшипников при монтаже, заменить смазку и проверить состояние уплотнений |
, то есть отклонения от основных заданных размеров. Допуски влияют на качество, но в гораздо меньшей степени, чем, например, материалы, из которых изготовлены детали, конструкция крышек и тип смазки, или то, насколько хорошо отшлифованы дорожки, по которым катятся шарики. Не менее важно, насколько плотно подшипник садится на ось и сидит в колесе: потери в посадке приводят к потерям в скорости. Специалисты скажут, что важнее не класс, а производитель подшипников. Разницу между АВЕС 1 и АВЕС 5 можно почувствовать, если разогнаться, скажем, до 32 000 оборотов в минуту, то есть до скорости больше 500 км/ч. 🙂
Точность изготовления подшипников влияет на очень многие параметры работы: скорость вращения, вибрации, срок службы и т.д. К примеру, класс точности влияет на потери на трение при вращении: чем точнее изготовлен подшипник, тем меньше трение тел качения, сепаратор и обойм, а значит меньше тепловыделение и выше скорость вращения. С повышением класса точности возрастают точностные требования ко всем элементам подшипников как внутренним, обеспечивающим точность вращения и радиальные зазоры между телами качения и дорожками колец, так и внешним, обеспечивающим посадку колец в изделии.
В общем машиностроении и автомобилестроении чаще всего применяются подшипники классов точности по ГОСТ 0, 6 и 5. Класс точности подшипника играет принципиальную роль в подшипниковых узлах, где важна высокая точность работы, высокие скорости вращения и малый момент трения и вращения. Прецизионные подшипники (классов 4 и 2) используются в специальных случаях. Это — высокоскоростные шпиндельные подшипниковые узлы, станки с повышенной точностью обработки, точные приборы и другие ответственные механизмы
Похожие статьи
