Най-доброто ръководство за причините за повреда на лагера

Най-доброто ръководство за причините за повреда на лагера

Лагерите съчетават въртящи се части (валове) и неподвижни части (корпуси на лагери) с минимално триене. Именно поради ролята на лагерите различни въртящи се съоръжения като автомобили, самолети, генератори, конвейери и двигатели могат да работят гладко. С бързото развитие на научно-техническия прогрес клиентите имат все по-високи изисквания към качеството на лагерните продукти. За производителите на лагери е важно да предоставят висококачествени лагери, които отговарят на стандартите и изискванията за производителност, но дори е важно да ги използвате правилно. Въз основа на многогодишна работа в технологията за производство на лагери, Aubearing често се сблъсква с проблема, че лагерът е квалифициран след тестване, но лагерът се забива след инсталиране или ранна повреда при въртене по време на употреба. Основните симптоми включват усещане за блокиране при въртене, силно лющене на работната повърхност, силно износване и дори изкривяване и счупване на клетка. Анализът на резултатите от повредата показва, че няма много проблеми с качеството, свързани със самия лагер, и повечето от тях са причинени от неправилен монтаж и употреба. Поради тази причина, Aubearing счита, че е необходимо да се преразгледат обичайните начини на повреда на лагерите и да се предоставят конструктивни предложения за по-нататъшно подобряване на живота на лагерите.

Основни познания за лагерите

Търкалящите лагери са високопрецизни компоненти, изработени от лагерна стомана с висока твърдост (AISI52100). Сега и търкалящите лагери използват керамични търкалящи елементи. Лагерите се състоят от вътрешни и външни пръстени, сачми или ролки и клетки. Някои лагери също имат уплътнения или прахови капаци. Такива уплътнени лагери са предварително напълнени с грес във фабриката. Смазочното масло или грес е от решаващо значение за дебелината на смазочния филм, който трябва да се установи, за да се разделят търкалящите се елементи и каналите. Трябва да се изберат подходящи лагери за оборудването и да се монтират правилно, за да се гарантира, че лагерите са добре смазани и без замърсяване.

Имайки

Причини за повреда на лагера

Когато търсите признаци на повреда, важно е правилно да разберете вътрешната геометрия на лагера и как работи лагерът. Сравняването на следите от натоварване на каналите на повредени лагери, отстранени от оборудването, с добре работещи лагери може да помогне да се разбере причината за повредата на лагера. Също така е важно да се предпазите от фалшиви лагери, тъй като фалшивите лагери често имат много по-кратък експлоатационен живот от лагерите, произведени от реномирани производители на лагери. Ако машината е претоварена, използвана или поддържана неправилно, лагерите ще бъдат засегнати и 34% от преждевременните повреди на лагерите се дължат на умора. Тъй като лагерите ще дадат „ранно предупреждение“, когато са неправилно поддържани или претоварени.

Причини за повреда на лагера

Контактна умора

Повреда от контактна умора се отнася до повреда, причинена от променливо напрежение върху работната повърхност на лагера. Счупването от контактна умора възниква върху работната повърхност на лагера и често е придружено от пукнатини от умора. Първо възниква от максималното редуващо се напрежение на срязване под контактната повърхност и след това се разширява до повърхността, за да образува различни форми на разцепване, като хлътване или хлътване. Отлепването на малки люспи се нарича плитък пилинг. Поради постепенното разширяване на повърхността на пилинг, тя често се простира до дълбоки слоеве, образувайки дълбок пилинг. Дълбокото разцепване е източник на умора на контактна умора.

контактна умора на лагера

Неуспешно носене

Повреда от износване се отнася до повреда, причинена от относителното триене при плъзгане между повърхностите, причиняващо непрекъснато износване на метала върху работната повърхност. Продължителното износване ще причини постепенно увреждане на лагерните части, което в крайна сметка ще доведе до загуба на точност на размерите на лагера и други свързани проблеми. Износването може да повлияе на промените във формата, да увеличи монтажната хлабина и да промени топографията на работната повърхност. Това може да повлияе на лубриканта или да го замърси до известна степен, което води до пълна загуба на функцията за смазване, което води до загуба на точност на въртене на лагера или дори до отказ да работи нормално. Отказът от износване е един от често срещаните начини на отказ на различни видове лагери. Според формата на износване обикновено може да се раздели на най-често срещаното абразивно износване и адхезивно износване.

повреда при износване на лагера

Абразивното износване се отнася до износването, причинено от притискането на чужди твърди частици или твърдо чуждо вещество или остатъци от износване върху металната повърхност между работните повърхности на лагера и относителното движение на контактните повърхности, често причинявайки подобни на бразди драскотини върху работния повърхността на лагера. Твърди частици или чужди тела могат да идват от вътрешността на хоста или от други съседни части на хост системата и да бъдат изпратени в лагера от смазващата среда. Адхезивното износване се отнася до неравномерното напрежение върху триещата се повърхност поради микроскопични изпъкналости или чужди тела върху триещата се повърхност. Когато условията на смазване сериозно се влошат, се генерира локална топлина от триене, която лесно може да причини локална деформация на повърхността на триене и микрозаваряване при триене. Сериозно Повърхностният метал може да бъде частично разтопен и силата върху контактната повърхност ще разкъса локалната точка на заваряване чрез триене от матрицата и ще увеличи пластичната деформация. Този цикъл адхезия-разкъсване-адхезия представлява адхезивно износване. Най-общо казано, лекото адхезивно износване се нарича абразия, а силното адхезивно износване се нарича оклузия.

Счупване

Основните причини за счупването на лагера са конструктивни дефекти и претоварване. Когато приложеното натоварване надвишава границата на якост на материала и причинява счупване на детайла, това се нарича счупване при претоварване. Основната причина за претоварването е внезапна повреда на хост или неправилна инсталация. Дефекти като микропукнатини, кухини при свиване, мехурчета, големи чужди тела, прегрята тъкан и локални изгаряния в лагерните части също могат да причинят счупвания при дефектите по време на претоварване при удар или силна вибрация, което се нарича счупване на дефект. Трябва да се отбележи, че по време на производствения процес на лагери могат да се използват инструменти за правилен анализ дали гореспоменатите дефекти съществуват по време на фабрична повторна проверка на суровините, контрол на качеството на коване и топлинна обработка и контрол на процеса на обработка. Контролът трябва да бъде засилен и в бъдеще. Но най-общо казано, повечето от често срещаните повреди при счупване на лагери са повреди от претоварване.

счупване на лагера

Неуспешна промяна на клирънса

Когато лагерът работи, поради влиянието на външни или вътрешни фактори, първоначалната хлабина на монтажа се променя, точността намалява и дори причинява "задирване", което се нарича повреда при промяна на хлабината. Външни фактори като прекомерна намеса, неправилна инсталация, разширение, причинено от повишаване на температурата, мигновено претоварване и т.н., и вътрешни фактори като задържан аустенит и остатъчно напрежение в нестабилно състояние са основните причини за неуспешна промяна на хлабината.

Неправилно сглобяване

16% от преждевременните повреди на различни лагери се дължат на неправилно сглобяване (обикновено поради прекомерна сила...) и неправилно използване на инструменти за сглобяване. Някои съоръжения изискват механични, хидравлични или нагревателни методи за правилно и ефективно монтиране и демонтиране. SKF предлага пълна гама от инструменти и оборудване, базирано на различни технологии за професионални инженерни услуги, за да направи тези задачи по-лесни, по-бързи и рентабилни. Професионалното сглобяване с помощта на специализирани инструменти и техники е друго решение за максимизиране на времето за работа на машината.

лагер Неправилен монтаж

Неправилно смазване

Въпреки че могат да се монтират различни уплътнени лагери, които не изискват поддръжка, 36% от преждевременните повреди на лагерите са причинени от неправилно техническо приложение и неправилна употреба на грес. Всеки неправилно смазан лагер неизбежно ще се повреди преждевременно преди нормалния си експлоатационен живот. Тъй като лагерите обикновено са най-трудните за сглобяване и демонтиране части от механично оборудване, могат да възникнат проблеми, ако не се смазват редовно. Когато ръчната поддръжка не е възможна, SKF може да разработи напълно автоматична система за смазване, за да постигне оптимални резултати от смазването. Ефективното смазване с помощта на грес на SKF, инструменти и технология според изискванията ще помогне за значително намаляване на времето за престой

лагер Неправилно смазване

Замърсяване

Лагерите са прецизни части. Ако лагерите и греста са замърсени, те няма да работят ефективно. Освен това, тъй като гресираните, ненужни за поддръжка уплътнени лагери съставляват само малък процент от всички използвани лагери, поне 14% от всички преждевременни повреди на лагери се дължат на проблеми със замърсяване. SKF има отлични възможности за производство и проектиране на лагери и може да предостави решения за уплътняване за различни тежки работни среди.

носещи Замърсяват

Метод за анализ на повредата на лагера

В процеса на анализиране на повредата на лагера често се срещат много сложни явления. Различни експериментални резултати може да са противоречиви или неясни. Това изисква многократни експерименти и демонстрации, за да се получат достатъчно доказателства или контрадоказателства. Само чрез използване на правилни методи за анализ, процедури и стъпки можем да открием истинската причина за неуспеха. Най-общо казано, анализът на повредата на лагера може грубо да се раздели на следните три стъпки: събиране на повредени обекти и фонови данни, макроскопска проверка и микроскопски анализ на повредени обекти.

Колекция от невалидни обекти и фонови материали

Съберете възможно най-много части и фрагменти от неуспешни неща. Разберете напълно условията на работа, процеса на използване и качеството на производство на повредени лагери. Специфичното съдържание включва:

(1) Натоварването, скоростта на въртене, работните условия на главния двигател и други проектни работни условия на лагера.
(2) Условия на повреда на лагери и други свързани части и видове повреди на лагери.
(3) Записи за инсталиране и експлоатация на лагери. Има ли необичайни операции по време на работа и употреба?
(4) Дали действителното натоварване, понесено от лагера по време на работа, съответства на оригиналния дизайн.
(5) Действителната скорост на въртене на лагера и честотата на различните скорости на въртене.
(6) Дали има рязко повишаване на температурата или дим, шум и вибрации по време на повреда.
(7) Дали има корозивни среди в работната среда и дали има някакъв специален цвят на окисляване на повърхността или друг цвят на замърсяване между лагера и шийката.
(8) Записи за монтажа на лагера (включително повторна проверка на допустимите отклонения на размерите на лагера преди монтажа), първоначалната хлабина на лагера, условията на сглобяване и подравняване, твърдостта на опората на лагера и основата на машината и дали има някакви аномалии в монтажа.
(9) Дали има топлинно разширение и промени в предаването на мощността по време на работа на лагера.
(10) Условия за смазване на лагери, включително марка на смазочния материал, състав, цвят, вискозитет, съдържание на примеси, филтриране, статус на подмяна и доставка и т.н., и събиране на неговите утайки.
(11) Дали изборът на материал на лагера е правилен и дали качеството на материала отговаря на съответните стандарти или изисквания към чертежа.
(12) Дали производственият процес на лагера е нормален, дали има пластична деформация на повърхността и дали има изгаряния от повърхностно шлифоване.
(13) Записи за ремонт и поддръжка на повредени лагери.
(14) Условия на повреда на лагери от същата партида или тип.

В действителната работа по събиране на основни материали е трудно да се изпълнят всички горепосочени изисквания. Въпреки това, събраната информация ще благоприятства получаването на правилни аналитични заключения.

Макроскопски преглед

Макроскопската проверка на повредени лагери (включително измерване на толеранс на размерите и проверка и анализ на състоянието на повърхността) е най-важната стъпка в анализа на повредата. Цялостната проверка на външния вид може да предостави общ преглед на повредата на лагера и характеристиките на повредените части, да оцени причината за повредата, да наблюдава размера, формата, местоположението, количеството и характеристиките на дефектите и да прихване подходящи части за по-нататъшна проверка под микроскоп и анализ. Съдържанието на макро инспекцията включва:

(1) Промени във външния вид и размера (включително анализ на измерване на вибрации, анализ на динамичната функция и анализ на заоблеността на каналите).
(2) Промени в клирънса.
(3) Дали има явление на корозия, къде се намира, какъв тип е и дали е пряко свързано с повредата.
(4) Дали има пукнатини, формата на пукнатините и свойствата на счупването.
(5) Какъв тип износване е и колко допринася за повреда.
(6) Наблюдавайте обезцветяването и местоположението на работната повърхност на всяка лагерна част, за да определите нейното състояние на смазване и влиянието на повърхностната температура.
(7) Наблюдавайте главно характерната зона на повреда за необичайно износване, вграждане на чужди частици, пукнатини, драскотини и други дефекти.
(8) Методът на студено ецване или методът на горещо ецване се използва за проверка дали има меки петна, обезвъглеродени слоеве и изгаряния по оригиналната повърхност на лагерните части, особено изгаряния от повърхностно шлайфане.
(9) Използвайте рентгенов инструмент за измерване на напрежението, за да измерите промените на напрежението на лагера преди и след работа.

Резултатите от макроскопската проверка понякога могат основно да определят формата и причината за повредата, но за по-нататъшно определяне на природата на повредата трябва да се получат доказателства и да се направи микроскопски анализ.

Микроскопски анализ

Микроскопският анализ на повредени лагери включва оптичен металографски анализ, анализ с електронен микроскоп, анализ на сонда и електронна енергийна спектроскопия и т.н. Той се основава главно на микроструктурните промени в характерната зона на повреда и анализа на източниците на умора и източници на пукнатини, за да осигури достатъчни критерии или контрадоказателство за анализ на неуспеха. Най-често използваните и общи методи в микроскопския анализ са оптичен металографски анализ и откриване на твърдост на повърхността. Съдържанието на анализа трябва да включва:

(1) Дали качеството на материала отговаря на съответните стандарти и изисквания за проектиране.
(2) Дали основната структура и качеството на топлинна обработка на лагеруващите части отговарят на съответните изисквания.
(3) Дали в повърхностната структура има слой за обезвъглеродяване, троостит и други слоеве за влошаване на повърхностната обработка.
(4) Измерете дълбочината на повърхностния укрепващ слой, като карбуризирания слой и структурата на всеки слой от многослойния метал, формата и дълбочината на корозионната яма или пукнатината и определете причината и естеството на пукнатината въз основа на върху формата на пукнатината и структурните характеристики на двете страни.
(5) Определете степента на деформация, повишаване на температурата, вида на материала и процеса въз основа на размера на зърната, структурна деформация, локална фазова трансформация, прекристализация, фазова агрегация и др.
(6) Измерете основната твърдост, равномерността на твърдостта и промените в твърдостта в характерните зони на повреда.
(7) Наблюдение и анализ на счупване. Бяха извършени качествен анализ и измерване, за да се наблюдава повърхността на фрактурата с помощта на сканираща електронна микроскопия.
(8) Електронни микроскопи, сонди и електронна енергийна спектроскопия могат да измерват компонентите на повърхността на счупване и да открият естеството на повърхността на счупване и причината за счупването при анализа на източници на умора и източници на пукнатини.

Трите стъпки на общия метод за анализ на повредата на лагера, представен по-горе, са стъпка по стъпка и процес на задълбочен анализ отвън навътре. Съдържанието, включено във всяка стъпка, трябва да бъде избрано въз основа на вида и характеристиките на повредата на лагера и специфичните обстоятелства, но стъпките за анализ са незаменими. Освен това, по време на целия процес на анализ, резултатите от анализа винаги трябва да бъдат свързани с многото фактори, които влияят на повредата на лагера, и да бъдат взети под внимание изчерпателно.

Общи режими на отказ и противодействие на лагерите

1. Отлепване в крайна позиция от едната страна на канала. Беленето в най-крайната позиция от едната страна на канала се проявява главно в силни пръстени от разцепване на кръстовището на канала и реброто. Причината е, че лагерът не е монтиран на място или има внезапно аксиално претоварване по време на работа. Мерките за противодействие, които трябва да се предприемат, са да се гарантира, че лагерът е монтиран на място или да се промени прилягането на външния пръстен на свободния страничен лагер до хлабина, така че лагерът да може да бъде компенсиран, когато лагерът е претоварен.

2. Каналът се отлепва в симетрична позиция в периферна посока. Вътрешният пръстен се отлепва в симетрична позиция около обиколката, докато външният пръстен се отлепва в периферно симетрична позиция (т.е. посоката на късата ос на елипсата). Основната причина за това е, че дупката на черупката е елипсовидна. Извънгабаритна или разделена на две половини структура на отвора на корпуса, което е особено очевидно при лагерите на разпределителния вал на мотоциклети. Когато лагерът се притисне в отвора на корпуса с по-голяма елипса или двете половини на отделния корпус се затегнат, външният пръстен на лагера става елиптичен, а хлабината в посоката на късата ос е значително намалена или дори отрицателна. Под действието на натоварването вътрешният пръстен на лагера ще се върти и ще произведе белези от обелване по периферията, докато външният пръстен ще произведе следи от отлепване само в симетрична позиция в посоката на късата ос. Това е основната причина за ранната повреда на лагера. Проверката на повредените части на лагера показва, че заоблеността на външния диаметър на лагера се е променила от 0.8 μm, контролирана от оригиналния процес, на 27 μm. Тази стойност е много по-голяма от стойността на радиалния просвет. Следователно може да се определи, че лагерът работи при тежка деформация и отрицателна хлабина и е лесно да се причини необичайно и бързо износване и лющене на работната повърхност в ранния етап. Предприетите контрамерки са за подобряване на точността на обработка на отвора на корпуса или за избягване на използването на структурата за разделяне на две половини на отвора на корпуса, доколкото е възможно.

3. Наклонен пилинг на пътеката. На работната повърхност на лагера се появява наклонен отделящ се пръстен, което показва, че лагерът работи в наклонено състояние. Когато ъгълът на наклона достигне или надхвърли критично състояние, необичайно и бързо износване и отлепване може да настъпи рано. Основните причини са лош монтаж, отклонение на вала, ниска точност на шийката и отвора на корпуса и др. Предприети са контрамерки, за да се гарантира качеството на монтажа на лагера и да се подобри точността на аксиалното биене на рамото на вала и рамото на отвора.

4. Счупване на накрайника. Повредата при счупване на накрайника обикновено е рядка и често се причинява от внезапно претоварване. Причините са комплексни, като дефекти на суровините на лагерите (мехурчета, дупки от свиване), дефекти при коване (прегаряне), дефекти при топлинна обработка (прегряване), дефекти при обработката (локални изгаряния или повърхностни микропукнатини), дефекти на хоста (лош монтаж, лошо смазване, Моментално претоварване) и т.н. Веднъж претоварени, ударно натоварване или силна вибрация може да доведе до счупване на накрайника. Предприемат се контрамерки за избягване на ударни натоварвания от претоварване, избор на подходяща намеса, подобряване на точността на монтажа, подобряване на условията на използване и засилване на контрола на качеството в производствения процес на лагерите.

5. Фрактура на клетката. Фрактурата на клетката е спорадичен анормален режим на повреда. Основните причини са следните:

а. Ненормално натоварване на клетката. Ако инсталацията не е на място, наклонена или намесата е твърде голяма, това лесно ще доведе до намаляване на хлабината, утежнено триене и генериране на топлина, омекване на повърхността и преждевременно необичайно отлепване. Тъй като отлепването се разширява, отлепващото се чуждо вещество ще навлезе в джобовете на клетката, причинявайки задържане. Работата на клетката е блокирана и се генерират допълнителни натоварвания, което утежнява износването на клетката. Такава влошена циркулация може да доведе до счупване на клетката.

b. Лошото смазване основно означава, че лагерът работи в бедно на масло състояние, което е предразположено към износване на лепило, влошаващо състоянието на работната повърхност и разкъсванията, причинени от износването на лепило, могат лесно да навлязат в клетката, причинявайки клетката да генерира ненормално натоварвания и евентуално причиняване на счупване на клетката.

° С. Проникването на чуждо тяло е често срещан начин на разрушаване на клетката при счупване. Поради навлизането на чужди твърди чужди тела, износването на клетката се влошава и се генерират необичайни допълнителни натоварвания, които също могат да причинят клетка за разбиване.

д. Феноменът на пълзене също е една от причините за счупване на клетката. Така нареченият феномен на пълзене се отнася до феномена на плъзгане на накрайниците. Когато намесата на свързващата повърхност е недостатъчна, точката на натоварване се премества в периферната посока поради плъзгане, което води до отклонение на втулката в периферна посока спрямо вала или корпуса. След като възникне пълзене, свързващата повърхност ще се износи значително и прахът от износване може да навлезе във вътрешността на лагера, причинявайки необичайно износване – отлепване на каналите – износване на клетката и допълнително натоварване, което може дори да причини счупване на клетката.

д. Дефекти на материала на клетката (като пукнатини, големи чужди метални включвания, кухини при свиване, въздушни мехурчета) и дефекти на занитване (липсващи пирони, гвоздеи, празнини между двете половини на клетката, сериозни повреди от нитове) и т.н. могат да доведат до счупване на клетката. . Противодействието е стриктен контрол на производствения процес.

Заключение

В обобщение, от общите механизми на повреда и начините на повреда на лагерите може да се види, че въпреки че търкалящите лагери са прецизни и надеждни структурни основи, неправилната им употреба също може да причини ранна повреда. Най-общо казано, ако лагерите се използват правилно, те могат да се използват до техния живот на умора. Ранната повреда на лагерите се причинява най-вече от фактори като точността на производство на свързващите части на хоста, качеството на монтажа, условията на използване, ефекта на смазване, навлизането на външни чужди тела, термично въздействие и внезапна повреда на хоста. Следователно правилното и разумно използване на лагерите е систематичен проект. В процеса на проектиране, производство и монтаж на носещата конструкция, вземането на съответните мерки за връзките, които причиняват ранна повреда, може ефективно да подобри експлоатационния живот на лагерите и главния двигател. Това е производството. Фабриката и клиентът трябва да носят съвместни отговорности.