Segueix-me a: 
La guia definitiva sobre les causes de la fallada dels coixinets
Els coixinets combinen peces giratòries (eixos) i peces estacionàries (carcasses de coixinets) amb una fricció mínima. És precisament pel paper dels coixinets que diversos equips rotatius com ara cotxes, avions, generadors, transportadors i motors poden funcionar sense problemes. Amb el ràpid desenvolupament del progrés científic i tecnològic, els clients tenen requisits cada cop més alts per a la qualitat dels productes de rodaments. És important que els fabricants de coixinets proporcionin coixinets d'alta qualitat que compleixin els estàndards i els requisits de rendiment, però fins i tot és important utilitzar-los correctament. A partir de molts anys de treball en tecnologia de fabricació de coixinets, Aubearing sovint es troba amb el problema que el coixinet està qualificat després de la prova, però el coixinet s'enganxa després de la instal·lació o la fallada de rotació primerenca durant l'ús. Els símptomes principals inclouen una sensació d'enganxament rotacional, descamació severa de la superfície de treball, desgast greu i fins i tot distorsió i fractura de la superfície de treball. gàbia. L'anàlisi dels resultats de la fallada mostra que no hi ha molts problemes de qualitat relacionats amb el propi coixinet, i la majoria d'ells són causats per una instal·lació i un ús incorrectes. Per aquesta raó, Aubearing creu que cal revisar els modes de fallada comuns dels coixinets i oferir suggeriments constructius per millorar encara més la vida útil del coixinet.
Els rodaments són components d'alta precisió fets d'acer de rodaments d'alta duresa (AISI52100). Ara i els coixinets de rodament utilitzen elements rodants de ceràmica. Els coixinets consisteixen en anells interiors i exteriors, boles o corrons i gàbies. Alguns coixinets també tenen segells o cobertes antipols. Aquests coixinets segellats s'omplen prèviament amb greix a la fàbrica. L'oli o greix lubricant és crític per al gruix de la pel·lícula lubricant que s'ha d'establir per separar els elements rodants i les pistes. S'han de seleccionar els coixinets adequats per a l'equip i instal·lar-los correctament per garantir que els coixinets estiguin ben lubricats i lliures de contaminació.
Causes de la fallada dels coixinets
Quan busqueu signes de dany, és important entendre correctament la geometria interna del coixinet i com funciona el coixinet. La comparació de les traces de càrrega de la pista dels coixinets danyats retirats de l'equip amb els coixinets que funcionen bé pot ajudar a entendre la causa del dany dels coixinets. També és important protegir-se dels coixinets falsificats, ja que els coixinets falsificats sovint tenen una vida útil molt més curta que els coixinets fabricats per fabricants de coixinets de renom. Si la màquina es sobrecarrega, s'utilitza o es manté inadequadament, els coixinets es veuran afectats i el 34% de les fallades prematures dels coixinets es deuen a la fatiga. Perquè els coixinets donaran un "avís primerenc" quan es mantenen de manera inadequada o s'esforcen excessivament.
Contacte amb Fatiga
La fallada per fatiga de contacte es refereix a la fallada causada per tensions alternades a la superfície de treball del coixinet. El trencament per fatiga de contacte es produeix a la superfície de treball del coixinet i sovint s'acompanya d'esquerdes per fatiga. Primer es produeix a partir de l'esforç de cisalla alternant màxim per sota de la superfície de contacte, i després s'expandeix a la superfície per formar diferents formes d'esquerdes, com ara picadura o picadura. Pelar-se en petites escates s'anomena pelat superficial. A causa de l'expansió gradual de la superfície de peeling, sovint s'estén a capes profundes, formant un peeling profund. El trencament profund és una font de fatiga de fallada per fatiga de contacte.
Falla de desgast
La fallada per desgast es refereix a la fallada causada per la fricció relativa de lliscament entre superfícies que provoca un desgast continu del metall a la superfície de treball. El desgast continu provocarà danys graduals a les peces del coixinet, que eventualment conduirà a la pèrdua de la precisió dimensional del coixinet i altres problemes relacionats. El desgast pot afectar els canvis de forma, augmentar l'espai lliure i canviar la topografia de la superfície de treball. Pot afectar el lubricant o contaminar-lo fins a cert punt, fent que la funció de lubricació es perdi completament, fent que el coixinet perdi la precisió de rotació o fins i tot no funcioni amb normalitat. La fallada del desgast és un dels modes de fallada habituals de diversos tipus de coixinets. Segons la forma de desgast, normalment es pot dividir en el desgast abrasiu i el desgast adhesiu més habituals.
El desgast abrasiu es refereix al desgast causat per la compressió de partícules dures estranyes o matèries estranyes dures o residus de desgast a la superfície metàl·lica entre les superfícies de treball del coixinet i el moviment relatiu de les superfícies de contacte, sovint provocant rascades com un solc al treball. superfície del coixinet. Les partícules dures o matèries estranyes poden provenir de l'interior de l'amfitrió o d'altres parts adjacents del sistema host i són enviades al coixinet pel medi lubricant. El desgast adhesiu es refereix a la tensió desigual a la superfície de fricció a causa de protuberàncies microscòpiques o matèries estranyes a la superfície de fricció. Quan les condicions de lubricació es deterioren seriosament, es genera calor de fricció local, que pot provocar fàcilment una deformació local de la superfície de fricció i microsoldadura per fricció. Greu El metall superficial es pot fondre parcialment i la força a la superfície de contacte esquinçarà el punt de soldadura de fricció local de la matriu i augmentarà la deformació plàstica. Aquest cicle d'adhesió-esquinçament-adhesió constitueix un desgast adhesiu. En termes generals, el desgast lleuger de l'adhesiu s'anomena abrasió i el desgast sever de l'adhesiu s'anomena oclusió.
Falla de fractura
Els principals motius de la fallada de la fractura del coixinet són els defectes de disseny i la sobrecàrrega. Quan la càrrega aplicada supera el límit de resistència del material i fa que la peça es trenqui, s'anomena fractura per sobrecàrrega. El motiu principal de la sobrecàrrega és una fallada sobtada de l'amfitrió o una instal·lació incorrecta. Els defectes com ara microesquerdes, cavitats de contracció, bombolles, matèries estranyes grans, teixit sobreescalfat i cremades locals a les peces del coixinet també poden causar fractures als defectes durant la sobrecàrrega d'impacte o la vibració severa, que s'anomena fractura de defecte. Cal assenyalar que durant el procés de fabricació de coixinets, es poden utilitzar instruments per analitzar correctament si els defectes esmentats anteriorment existeixen durant la reinspecció de fàbrica de matèries primeres, control de qualitat de forja i tractament tèrmic i control del procés de mecanitzat. El control encara s'ha de reforçar en el futur. Però, en termes generals, la majoria de les fallades habituals de fractura dels coixinets són fallades de sobrecàrrega.
Falla de canvi d'autorització
Quan el coixinet funciona, a causa de la influència de factors externs o interns, el joc original de l'ajustament canvia, la precisió disminueix i fins i tot provoca un "agarrot", que s'anomena fallada del canvi de separació. Factors externs com ara interferències excessives, instal·lació inadequada, expansió causada per l'augment de la temperatura, sobrecàrrega instantània, etc., i factors interns com l'austenita retinguda i l'estrès residual en estat inestable són els principals motius de la fallada del canvi d'espai.
Muntatge inadequat
El 16% de les fallades prematures de diversos coixinets es deuen a un muntatge inadequat (generalment a causa d'una força excessiva...) i a l'ús incorrecte d'eines de muntatge. Alguns equips requereixen mètodes mecànics, hidràulics o de calefacció per a una instal·lació i desmuntatge correctes i eficients. SKF ofereix una gamma completa d'eines i equips basats en una varietat de tecnologies de servei d'enginyeria professional per fer que aquests treballs siguin més fàcils, ràpids i rendibles. El muntatge professional amb eines i tècniques especialitzades és una altra solució per maximitzar el temps de funcionament de la màquina.
Lubricació inadequada
Tot i que es poden instal·lar una varietat de coixinets segellats "sense manteniment", el 36% de les fallades prematures dels coixinets són causades per una aplicació tècnica incorrecta i un ús inadequat del greix. Qualsevol coixinet mal lubricat fallarà inevitablement abans de la seva vida útil normal. Com que els coixinets solen ser les parts més difícils de muntar i treure dels equips mecànics, poden sorgir problemes si no es lubrifiquen regularment. Quan el manteniment manual no és possible, SKF pot desenvolupar un sistema de lubricació totalment automàtic per aconseguir resultats òptims de lubricació. Una lubricació eficaç amb greix, eines i tecnologia SKF segons sigui necessari ajudarà a reduir significativament el temps d'inactivitat
Contaminar
Els coixinets són peces de precisió. Si els coixinets i el greix estan contaminats, no funcionaran amb eficàcia. A més, com que els coixinets segellats greixats i sense manteniment representen només un petit percentatge de tots els coixinets en ús, almenys el 14% de totes les fallades prematures dels coixinets es deuen a problemes de contaminació. SKF té excel·lents capacitats de fabricació i disseny de coixinets i pot oferir solucions de segellat per a una varietat d'entorns de treball durs.
Mètode d'anàlisi de fallades de coixinets
En el procés d'anàlisi de la fallada dels coixinets, sovint es troben molts fenòmens complicats. Diversos resultats experimentals poden ser contradictoris o poc clars. Això requereix experiments i demostracions repetits per obtenir proves suficients o contraevidències. Només utilitzant mètodes, procediments i passos d'anàlisi correctes podem trobar la causa real del fracàs. En termes generals, l'anàlisi de fallades de coixinets es pot dividir aproximadament en els tres passos següents: recollida d'objectes fallits i dades de fons, inspecció macroscòpica i anàlisi microscòpica d'objectes fallits.
Col·lecció d'objectes no vàlids i materials de fons
Recull tantes parts i fragments de coses fallides com sigui possible. Entendre completament les condicions de treball, el procés d'ús i la qualitat de fabricació dels coixinets fallits. Els continguts específics inclouen:
(1) La càrrega, la velocitat de rotació, les condicions de treball del motor principal i altres condicions de treball de disseny del coixinet.
(2) Condicions de fallada dels coixinets i altres parts relacionades, i tipus de fallades dels coixinets.
(3) Registres d'instal·lació i funcionament dels coixinets. Hi ha operacions anormals durant el funcionament i l'ús?
(4) Si la càrrega real suportada pel coixinet durant el funcionament compleix el disseny original.
(5) La velocitat de rotació real del coixinet i la freqüència de les diferents velocitats de rotació.
(6) Si hi ha un fort augment de la temperatura o fum, soroll i vibració durant la fallada.
(7) Si hi ha mitjans corrosius a l'entorn de treball i si hi ha algun color d'oxidació superficial especial o un altre color de contaminació entre el coixinet i el diari.
(8) Registres d'instal·lació dels coixinets (inclosa la reinspecció de les toleràncies dimensionals dels coixinets abans de la instal·lació), les condicions de separació original, el muntatge i l'alineació del coixinet, la rigidesa del seient del coixinet i la base de la màquina i si hi ha alguna anomalia en la instal·lació.
(9) Si hi ha expansió tèrmica i canvis de transmissió de potència durant el funcionament del coixinet.
(10) Condicions de lubricació del coixinet, inclosa la marca del lubricant, la composició, el color, la viscositat, el contingut d'impureses, la filtració, la substitució i l'estat del subministrament, etc., i la recollida dels seus sediments.
(11) Si la selecció del material del coixinet és correcta i si la qualitat del material compleix les normes o requisits de dibuix pertinents.
(12) Si el procés de fabricació del coixinet és normal, si hi ha deformació plàstica a la superfície i si hi ha cremades de mòlta superficial.
(13) Registres de reparació i manteniment de coixinets avariats.
(14) Condicions de fallada dels coixinets del mateix lot o tipus.
En el treball real de recollida de materials de fons, és difícil complir amb tots els requisits anteriors. No obstant això, la informació recollida, més favorable serà l'obtenció de conclusions analítiques correctes.
Inspecció macroscòpica
La inspecció macroscòpica de coixinets fallits (inclosa la mesura de la tolerància dimensional i la inspecció i anàlisi de l'estat de la superfície) és el pas més important en l'anàlisi de fallades. La inspecció general de l'aparença pot proporcionar una visió general de la fallada del coixinet i les característiques de les peces danyades, estimar la causa de la fallada, observar la mida, la forma, la ubicació, la quantitat i les característiques dels defectes i interceptar les peces adequades per a una inspecció microscòpica posterior. i anàlisi. El contingut de la inspecció macro inclou:
(1) Canvis en l'aspecte i la mida (incloent-hi l'anàlisi de mesura de vibracions, l'anàlisi de la funció dinàmica i l'anàlisi de la rotonditat de la pista).
(2) Canvis en l'autorització.
(3) Si hi ha un fenomen de corrosió, on es troba, quin tipus de corrosió és i si està directament relacionat amb la fallada.
(4) Si hi ha esquerdes, la forma de les esquerdes i les propietats de la fractura.
(5) Quin tipus de desgast és i quant contribueix al fracàs.
(6) Observeu la decoloració i la ubicació de la superfície de treball de cada peça del coixinet per determinar la seva condició de lubricació i l'efecte de la temperatura superficial.
(7) Observeu principalment l'àrea característica de fallada per a un desgast anormal, incrustació de partícules estranyes, esquerdes, rascades i altres defectes.
(8) El mètode de decapat en fred o el mètode de decapat en calent s'utilitza per comprovar si hi ha punts tous, capes descarburades i cremades a la superfície original de les peces del coixinet, especialment cremades de mòlta superficial.
(9) Utilitzeu un instrument de mesura de tensió de raigs X per mesurar els canvis de tensió del coixinet abans i després de l'operació.
Els resultats de la inspecció macroscòpica de vegades poden determinar bàsicament la forma i la causa de la fallada, però per determinar encara més la naturalesa de la fallada, cal obtenir proves i fer una anàlisi microscòpica.
Anàlisi microscòpica
L'anàlisi microscòpica de coixinets fallits inclou l'anàlisi metal·logràfica òptica, l'anàlisi de microscopi electrònic, l'anàlisi d'espectroscòpia d'energia electrònica i de sondes, etc. Es basa principalment en els canvis microestructurals a l'àrea característica de fallada i l'anàlisi de fonts de fatiga i fonts d'esquerdes per proporcionar criteris suficients o contraevidència per a l'anàlisi de fallades. Els mètodes més utilitzats i comuns en l'anàlisi microscòpica són l'anàlisi metal·logràfica òptica i la detecció de la duresa superficial. El contingut de l'anàlisi ha d'incloure:
(1) Si la qualitat del material compleix els estàndards i els requisits de disseny rellevants.
(2) Si l'estructura bàsica i la qualitat del tractament tèrmic de les peces del coixinet compleixen els requisits rellevants.
(3) Si hi ha una capa de descarburació, troostita i altres capes de deteriorament de processament superficial a l'estructura superficial.
(4) Mesureu la profunditat de la capa de reforç de la superfície, com ara la capa cementada i l'estructura de cada capa del metall multicapa, la forma i la profunditat de la fossa o l'esquerda de corrosió, i determineu la causa i la naturalesa de l'esquerda. sobre la forma de l'esquerda i les característiques estructurals d'ambdós costats.
(5) Determineu el grau de deformació, l'augment de la temperatura, el tipus de material i el procés en funció de la mida del gra, la deformació estructural, la transformació de fase local, la recristal·lització, l'agregació de fases, etc.
(6) Mesureu la duresa bàsica, la uniformitat de la duresa i els canvis de duresa a les àrees característiques de fallada.
(7) Observació i anàlisi de fractures. Es van realitzar anàlisis i mesures qualitatives per observar la superfície de fractura mitjançant microscòpia electrònica d'escaneig.
(8) Els microscopis electrònics, les sondes i l'espectroscòpia d'energia electrònica poden mesurar els components de la superfície de fractura i descobrir la naturalesa de la superfície de fractura i la causa de la fractura en l'anàlisi de fonts de fatiga i fonts d'esquerdes.
Els tres passos del mètode general d'anàlisi de fallades dels coixinets que s'han introduït anteriorment són un procés d'anàlisi pas a pas i en profunditat des de l'exterior cap a l'interior. El contingut inclòs en cada pas s'ha de seleccionar en funció del tipus i les característiques de la fallada del coixinet i de les circumstàncies específiques, però els passos d'anàlisi són indispensables. al llarg de tot el procés d'anàlisi, els resultats de l'anàlisi sempre han d'anar vinculats als molts factors que afecten la fallada dels coixinets i considerats de manera exhaustiva.
Modes de fallada comuns i contramesures dels coixinets
1. Peeling en la posició extrema d'un costat del canal. El peeling a la posició extrema d'un costat del canal es manifesta principalment en anells d'esquerdes greus a la unió del canal i la costella. La causa és que el coixinet no està instal·lat al seu lloc o hi ha una sobrecàrrega axial sobtada durant el funcionament. Les contramesures que s'han de prendre són assegurar-se que el coixinet estigui instal·lat al seu lloc o canviar l'ajust de l'anell exterior del coixinet del costat lliure a un ajustament lliure, de manera que el coixinet es pugui compensar quan el coixinet està sobrecarregat.
2. El canal es desprèn en posició simètrica en direcció circumferencial. L'anell interior es desprèn en una posició simètrica al voltant de la circumferència, mentre que l'anell exterior es desprèn en una posició circumferencial simètrica (és a dir, la direcció de l'eix curt de l'el·lipse). La raó principal d'això és que el forat de la closca és el·líptic. Estructura de forats de carcassa sobredimensionada o dividida en dues meitats, que és particularment evident en els coixinets de l'arbre de lleves de les motocicletes. Quan el coixinet es pressiona al forat de la carcassa amb una el·lipse més gran o les dues meitats de la carcassa separada s'estrenen, l'anell exterior del coixinet es torna el·líptic i el joc en la direcció de l'eix curt es redueix significativament o fins i tot es negatiu. Sota l'acció de la càrrega, l'anell interior del coixinet girarà i produirà marques de pelat circumferencials, mentre que l'anell exterior només produirà marques de pelat en una posició simètrica en la direcció de l'eix curt. Aquesta és la principal raó de la fallada primerenca del coixinet. La inspecció de les parts fallides del coixinet mostra que la rodonesa del diàmetre exterior del coixinet ha canviat de 0.8 μm controlat pel procés original a 27 μm. Aquest valor és molt més gran que el valor de joc radial. Per tant, es pot determinar que el coixinet està funcionant amb una deformació severa i un joc negatiu, i és fàcil provocar un desgast i un desgast anormal i ràpid a la superfície de treball en la fase inicial. Les contramesures preses són millorar la precisió de processament del forat de l'habitatge o evitar al màxim l'ús de l'estructura de separació de dues meitats del forat de l'habitatge.
3. Peeling inclinat de la pista. A la superfície de treball del coixinet apareix un anell de pelatge inclinat, que indica que el coixinet està treballant en estat inclinat. Quan l'angle d'inclinació arriba o supera un estat crític, es pot produir un desgast i descamació anormal i ràpid. Els motius principals són la mala instal·lació, la deflexió de l'eix, la baixa precisió del diari i el forat de la carcassa, etc. Es prenen contramesures per garantir la qualitat de la instal·lació del coixinet i millorar la precisió de la desviació axial de l'espatlla de l'eix i del forat.
4. Trencament de la virola. La fallada de trencament de la virola és generalment rara i sovint és causada per una sobrecàrrega sobtada. Les causes són complexes, com ara defectes de matèries primeres (bombolles, forats de contracció), defectes de forja (sobrecombustió), defectes de tractament tèrmic (sobreescalfament), defectes de processament (cremades locals o microesquerdes superficials), defectes de l'hoste (mala instal·lació, mala lubricació, etc.). Sobrecàrrega instantània), etc. Un cop sobrecarregat, la càrrega d'impacte o la vibració severa poden provocar que la virola es trenqui. Es prenen contramesures per evitar sobrecàrregues d'impacte, seleccionar les interferències adequades, millorar la precisió de la instal·lació, millorar les condicions d'ús i reforçar el control de qualitat en el procés de fabricació de coixinets.
5. Fractura de la gàbia. La fractura de la gàbia és un mode de fallada anormal esporàdica. Els motius principals són els següents:
a. Càrrega anormal a la gàbia. Si la instal·lació no està al seu lloc, s'inclina o la interferència és massa gran, fàcilment provocarà una reducció de l'espai lliure, una fricció agreujada i una generació de calor, un suavització de la superfície i un descamació anormal prematura. A mesura que el peeling s'expandeix, la matèria estranya pelada entrarà a les butxaques de la gàbia, provocant la retenció El funcionament de la gàbia es bloqueja i es generen càrregues addicionals, la qual cosa agreuja el desgast de la gàbia. Aquest empitjorament de la circulació pot fer que la gàbia es trenqui.
b. Una mala lubricació significa principalment que el coixinet funciona en un estat pobre d'oli, que és propens a un desgast adhesiu, deteriorant l'estat de la superfície de treball i les llàgrimes causades pel desgast de l'adhesiu poden entrar fàcilment a la gàbia, fent que la gàbia generi anormals. càrregues i possiblement fer que la gàbia es trenqui.
c. La intrusió de matèria estranya és un mode comú de fallada de fractura de la gàbia. A causa de la intrusió de matèries estranyes dures, el desgast de la gàbia s'agreuja i es generen càrregues addicionals anormals, que també poden provocar la gàbia per trencar.
d. El fenomen de fluència també és una de les causes de la fractura de la gàbia. L'anomenat fenomen de fluència fa referència al fenomen de lliscament de les virolles. Quan la interferència de la superfície d'acoblament és insuficient, el punt de càrrega es mou en la direcció perifèrica a causa del lliscament, fent que la virola es desviï en la direcció circumferencial en relació amb l'eix o la carcassa. Una vegada que es produeixi la fluïdesa, la superfície d'acoblament es desgastarà significativament i la pols de desgast pot entrar a l'interior del coixinet, provocant un desgast anormal - descamació de la pista - desgast de la gàbia i càrrega addicional, que fins i tot pot provocar que la gàbia es trenqui.
e. Els defectes del material de la gàbia (com esquerdes, grans inclusions metàl·liques estranyes, cavitats de contracció, bombolles d'aire) i defectes de reblat (claus que falten, claus de coixinet, espais entre les dues meitats de la gàbia, danys greus de reblat), etc. poden fer que la gàbia es trenqui. . La contramesura és controlar estrictament el procés de fabricació.
Conclusió
En resum, es pot veure dels mecanismes de fallada comuns i els modes de fallada dels coixinets que, tot i que els coixinets de rodament són fonaments estructurals precisos i fiables, un ús inadequat també pot causar fallades primerenques. En termes generals, si els coixinets s'utilitzen correctament, es poden utilitzar fins a la seva vida útil. La fallada primerenca dels coixinets és causada principalment per factors com ara la precisió de fabricació de les peces d'acoblament de l'amfitrió, la qualitat de la instal·lació, les condicions d'ús, l'efecte de lubricació, la intrusió de matèria estranya externa, l'impacte tèrmic i la fallada sobtada de l'amfitrió. Per tant, l'ús correcte i raonable dels coixinets és un projecte sistemàtic. En el procés de disseny, fabricació i instal·lació de l'estructura dels coixinets, prendre les mesures corresponents per als enllaços que causen fallades primerenques pot millorar de manera efectiva la vida útil dels coixinets i el motor principal. Aquesta és la fabricació. La fàbrica i el client han d'assumir responsabilitats conjuntes.