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Tutto quello che dovresti sapere sulle cause dei guasti dei cuscinetti e sulle misure preventive
Il guasto del cuscinetto si verifica quando un cuscinetto non riesce a soddisfare la durata prevista o i livelli di prestazione, provocando il guasto dell'albero della macchina o addirittura danni alle parti adiacenti al cuscinetto. Le conseguenze del cedimento dei cuscinetti possono avere conseguenze di vasta portata per la vostra struttura. I potenziali scenari includono, ma non sono limitati a, aumento dei tempi di inattività, elevati costi di manutenzione, consegne ritardate, perdita di entrate e, in alcuni casi estremi, condizioni potenzialmente pericolose per la vita dei lavoratori. Quando i cuscinetti si guastano, ciò può avere un impatto negativo sulla vostra struttura, sulla vostra reputazione e sui vostri profitti. Detto questo, ci sono alcune precauzioni che puoi adottare per prolungare la durata dei cuscinetti e prevenirne un'usura impropria.
Sappiamo quanto può essere frustrante che un guasto a un cuscinetto nel tuo impianto causi costosi tempi di inattività e spesso ti costringa a uscire dalla normale catena di fornitura. A AUB, ci impegniamo a fornire oltre 8000 tipi di cuscinetti di alta qualità, inclusi cuscinetti a sfere a gola profonda, cuscinetti a sezione sottile, cuscinetti a contatto angolare, cuscinetti reggispinta, cuscinetti a rulli conici, cuscinetti a rulli cilindrici, cuscinetti orientabili a rulli, ecc., aiutandoti a servire meglio i tuoi clienti con tempi di consegna ridotti.
In poche parole, ogni volta che un cuscinetto non riesce a mantenere la durata o il livello di prestazioni previsti, si può parlare di guasto del cuscinetto. I guasti ai cuscinetti sono complessi di quanto si possa pensare e, anche con un'attenta pianificazione e una corretta manutenzione, possono comunque rompersi in modo imprevisto o prematuro nella loro applicazione. Secondo statistiche incomplete, meno del 30% dei cuscinetti raggiungerà il limite di fatica determinato e si “usurerà” nella propria applicazione. Basandosi su anni di esperienza nella produzione di cuscinetti, AUB riassume diverse cause comuni di cedimento dei cuscinetti:
Lubrificazione insufficiente o inadeguata
Inquinamento
Manipolazione e installazione improprie
Sovraccarico
Altri motivi
Cosa devo fare se il cuscinetto si guasta?
I cuscinetti sono fondamentali per il corretto funzionamento della tua macchina, quindi quando senti un rumore orribile durante il funzionamento, devi agire rapidamente. È probabile che questo sia un indizio di cedimento del cuscinetto. I guasti ai cuscinetti richiedono attenzione immediata, poiché possono causare tutti i tipi di problemi frustranti nella vostra struttura, come ad esempio:
Tempi di inattività non pianificati
Aumento dei tempi di inattività
Perdita di produttività
Efficienza operativa ridotta
Tempi di consegna mancati
Aumento dei costi operativi
Secondo statistiche incomplete, quando un cuscinetto da 50 dollari smette di funzionare in una macchina multimilionaria, la perdita può arrivare da 25,000 a 50,000 dollari l’ora. Successivamente, AUB prosegue discutendo le quattro fasi del cedimento dei cuscinetti e le sue manifestazioni comuni in tutto lo spettro.
Cosa devi sapere sulle fasi di cedimento dei cuscinetti
Come abbiamo discusso in precedenza, i cuscinetti non continuano a girare per sempre. Se non vengono prese le dovute precauzioni, i cuscinetti possono danneggiarsi e avere una durata utile ridotta. Quindi, come facciamo a sapere se un cuscinetto sta per cedere? Innanzitutto dobbiamo capire che esistono quattro fasi distinte di cedimento dei cuscinetti.
Stage 1
Nella prima fase vedremo piccole fossette che iniziano ad apparire nelle piste dei cuscinetti e la frequenza ultrasonica dell'elemento volvente nello spettro non rientra nell'intervallo normale. Ma è probabile che in questa fase il cuscinetto funzioni normalmente, ad esempio quando testiamo lo spettro di frequenza del cuscinetto a circa 20,000-60,000 Hz, sebbene questo non sia un motivo per sostituire il cuscinetto, potrebbe indicare una mancanza di lubrificazione tra le piste e gli elementi volventi.
Stage 2
Una volta raggiunto il secondo stadio del cedimento, solitamente scoprirai che il difetto del cuscinetto inizia a risuonare alla sua frequenza naturale, compresa tra 500 e 2,000 Hz. Spesso queste frequenze sono in realtà risonanze dei componenti del cuscinetto (come piste o elementi volventi) o della struttura di supporto del cuscinetto. Vale la pena notare che in questa fase le strutture di manutenzione dovrebbero essere incluse nel programma.
Stage 3
Durante questa fase, i livelli di frequenza dei difetti dei cuscinetti diventano pronunciati e sullo spettro di frequenza compaiono armoniche. Determinare il tasso di degrado è fondamentale se stai risolvendo un problema in cui puoi vedere chiaramente i difetti nella canalizzazione. Inoltre, i cuscinetti (sia nei macchinari critici che non critici) che hanno raggiunto questo stadio di guasto dovrebbero essere prontamente sostituiti.
Stage 4
I cuscinetti raggiungono questa fase al termine della loro vita utile e si noterà un aumento del rumore della macchina a tutti i livelli, che a sua volta produce uno spettro casuale a banda larga. “Il rumore di fondo ad alta frequenza e l’ampiezza dell’HFE potrebbero effettivamente diminuire, ma questo è un segno che il rilevamento sta per cedere. In breve, l'obiettivo è evitare che il cuscinetto raggiunga questo stadio, ma se lo fa deve essere sostituito immediatamente. Usare queste quattro fasi e identificare in quale fase si trova un cuscinetto è fondamentale in quanto non solo ti aiuterà a creare un programma di manutenzione predittiva accurato, ma ti aiuterà anche a mantenere le tue macchine in funzione in modo efficiente e a prevenire costosi tempi di fermo macchina non pianificati.
Cause comuni di cedimento dei cuscinetti
Quando un cuscinetto si guasta, significa che la macchina può guastarsi e quindi la macchina stessa può danneggiarsi e funzionare male. Indipendentemente dal fatto che la vostra struttura abbia recentemente subito guasti ai cuscinetti, i cuscinetti si usurano ogni minuto di funzionamento e questo è normale. Probabilmente è possibile riassumere una serie di cause di cedimento dei cuscinetti, alcune comuni, altre. Secondo statistiche incomplete, oltre il 70% dei guasti ai cuscinetti è causato da un'installazione non corretta, da una scarsa lubrificazione o da contaminazione. Di seguito è riportato un grafico dei cedimenti dei cuscinetti riepilogati da AUB per mostrare meglio le statistiche dietro le cause più comuni di cedimenti dei cuscinetti. Diamo uno sguardo più da vicino alle 13 cause più comuni di guasto dei cuscinetti in relazione al processo di produzione e, in definitiva, ai profitti.
1. Guasto alla lubrificazione
Secondo uno studio recente, fino all’80% dei guasti ai cuscinetti sono causati da problemi di lubrificazione. Ciò include insufficiente lubrificazione, uso del lubrificante sbagliato o temperature eccessive che degradano il lubrificante. Questo dovrebbe essere uno dei primi motivi da considerare quando si ispeziona un cuscinetto guasto. Per garantire una corretta lubrificazione, deve esserci una viscosità sufficiente alla temperatura di esercizio. Durante la risoluzione dei problemi, cercare piste dei cuscinetti molto lucide o scolorite per determinare se le superfici di scorrimento non hanno una viscosità sufficiente alle temperature di esercizio.
La lubrificazione eccessiva è dannosa quanto la lubrificazione insufficiente. “Una lubrificazione insufficiente provoca un contatto metallo-metallo, mentre una lubrificazione eccessiva provoca accumulo di calore e attrito poiché gli elementi volventi cercano costantemente di spingere via il grasso in eccesso.
2. Danni alla gabbia
Ci sono molte ragioni per i danni alla gabbia. Alcuni dei problemi più comuni includono vibrazioni, sovraccarico, velocità eccessiva, usura o intasamento.
3. Inquinamento e corrosione
Contaminanti come sporco, sabbia e acqua possono causare danni ai cuscinetti durante il funzionamento e, naturalmente, prodotti chimici e corrosivi possono avere un impatto negativo sui cuscinetti. Questi inquinanti ridurranno la durata del grasso lubrificante, distruggeranno il film d'olio, causeranno la corrosione della superficie del cuscinetto e genereranno particelle abrasive nella pista di rotolamento. Pertanto, è importante mantenere puliti l'area di lavoro, gli strumenti e le attrezzature, poiché ciò può prevenire guasti ai cuscinetti e contaminazione.
4. Arco
Conosciuto anche come “corrosione da arco”, questo guasto si verifica quando una corrente elettrica passa attraverso il cuscinetto e rompe le superfici di contatto tra le piste e gli elementi volventi, creando temperature elevate in punti localizzati. Ciò crea avvallamenti nelle piste e negli elementi volventi, che possono danneggiare il cuscinetto.
5. Installazione non corretta
Il montaggio del cuscinetto corretto su un albero dimensionalmente accurato è fondamentale. In caso contrario, può causare due problemi:
1. Se l'albero è sovradimensionato o rigonfio, causerà un accoppiamento stretto, riducendo il gioco interno del cuscinetto.
2. Se l'albero è sottodimensionato o l'accoppiamento è troppo lento, il cuscinetto striscia sull'albero, si usura e genera calore, causando eventualmente vibrazioni e problemi di eccentricità.
6. Fatica
Il cedimento per fatica si riferisce alla rottura della superficie del cuscinetto durante il funzionamento, causando la caduta di minuscole particelle staccate, causando il cedimento del cuscinetto. L'affaticamento del cuscinetto è progressivo e, una volta che si verifica, continuerà a diffondersi durante il funzionamento del cuscinetto. Ciò si verifica generalmente alla fine della vita prevista del cuscinetto, ma non è esclusa l'affaticamento del cuscinetto dovuto a carichi eccessivi.
7. Rientranza Brinell
Quando il carico supera il limite elastico del materiale dell'anello del cuscinetto, nelle piste si creano impronte permanenti che comportano un aumento delle vibrazioni. Esistono due tipi di rientro Brinell:
Vera rientranza Brinell: causati da carichi che superano il limite elastico del materiale del cuscinetto.
Falsa rientranza Brinell: Causato da vibrazioni o oscillazioni tra gli elementi volventi e le piste.
8. Dislocazione
Il disallineamento può causare vibrazioni e carichi eccessivi sul cuscinetto e non tutti i cuscinetti sono autoallineanti. AUB conclude che le cause più comuni di disallineamento includono: flessione dell'albero, sporco o bave sull'albero o sulle spalle dell'alloggiamento, filettature dell'albero non ad angolo retto rispetto alla sede dell'albero e facce della ghiera di bloccaggio non ad angolo retto rispetto alla sede dell'albero sull'albero filettato . Per prevenire il disallineamento, AUB ricorda alcune migliori pratiche: assicurarsi che l'albero e l'alloggiamento siano ispezionati regolarmente, utilizzare dadi di bloccaggio di precisione e spessorare l'alloggiamento secondo necessità.
9. Modalità percorso
Per comprendere meglio le condizioni operative di un cuscinetto, è meglio esaminare il percorso di usura di un cuscinetto smontato che è già stato messo in servizio. Attraverso i test di analisi dei guasti e la comprensione dei percorsi di usura normali/anomali, è possibile valutare correttamente se un cuscinetto funziona in condizioni ideali.
10. Scelta e manutenzione delle guarnizioni
I cuscinetti completamente sigillati prevengono la contaminazione e garantiscono che la lubrificazione non venga compromessa. AUB fornisce alcune linee guida per la selezione e la manutenzione dei sigilli:
Utilizzare guarnizioni in grado di resistere alle condizioni ambientali/operative selezionate della struttura.
Se possibile, installare uno schermo esterno per evitare l'accumulo di detriti sopra e attorno alla guarnizione.
Pianificare sempre ispezioni di routine delle guarnizioni a labbro radiali per verificarne flessibilità, indurimento, fessurazioni e contatto con l'albero.
Controllare eventuali perdite e sostituire tempestivamente le guarnizioni danneggiate.
Evitare di rimuovere il grasso in eccesso dalle guarnizioni a labbro. Ciò può farli perdere la loro potenza e, in alcuni casi gravi, potrebbero cadere dal loro involucro.
Procedere con cautela se durante la pulizia si utilizza acqua, vapore o aria compressa spray. È facile danneggiare accidentalmente la guarnizione e forzare i contaminanti all'interno del cuscinetto, altrimenti pulito.
Se si smonta un macchinario di grandi dimensioni, evitare di sollevarlo con catene, funi metalliche o imbracature sporche che possono graffiare le superfici di tenuta. Se le superfici di contatto della tenuta sono usurate, assicurarsi di rifinirle e rettificarle per riportarle alle specifiche di finitura e diametro originali.
11. Sovraccarico
L'applicazione di carichi eccessivi ai cuscinetti è una causa comune di guasto. È possibile risolvere il sovraccarico riducendo il carico sul cuscinetto o considerando un cuscinetto con portata maggiore.
12. Manipolazione e stoccaggio impropri
In breve, uno stoccaggio improprio dei cuscinetti può portare a problemi in seguito poiché sono esposti a elementi esterni come umidità, polvere e variazioni di temperatura. La movimentazione diventa un problema quando la scatola viene aperta o il materiale di imballaggio si strappa prematuramente, poiché ciò espone i cuscinetti allo sporco e agli elementi corrosivi. AUB dice di fare attenzione all'umidità e alla temperatura, che possono causare ruggine o cuscinetti esposti nelle aree di stoccaggio.
13. Gioco interno insufficiente
Ultimo ma non meno importante, tali guasti influiscono sull’attrito, sulle dimensioni della zona di carico e sulla durata a fatica del cuscinetto. Se la gioco dei cuscinetti è insufficiente, si accumulerà un calore eccessivo. Come abbiamo già discusso, le alte temperature non fanno bene ai cuscinetti e possono causare lubrificazione e attrito interno tra gli altri problemi già elencati. Abbiamo riepilogato i tipi più comuni di guasti ai cuscinetti, quindi come prevenirli? Continua a leggere per scoprire come implementare le migliori misure preventive nel tuo impianto!
Misure preventive per il cedimento dei cuscinetti
I cuscinetti hanno una durata ragionevolmente lunga in condizioni operative normali, ma poiché hanno una durata fissa, è inevitabile che si guastino. Infatti, secondo statistiche incomplete, meno dell’1% (precisamente lo 0.35%) dei cuscinetti volventi non ha raggiunto la durata prevista. La chiave per prevenire i tempi di inattività degli impianti e la perdita di produttività è prevenire il cedimento prematuro dei cuscinetti, che deriva da danni ai cuscinetti. Ciò non solo ti aiuterà a prevenire guasti prematuri, ma ti aiuterà anche a mantenere il processo di produzione senza intoppi.
La maggior parte dei cedimenti dei cuscinetti di cui abbiamo parlato in precedenza possono essere ricondotti a un piccolo insieme di cause che non sono solo correlate ma anche riparabili.
Queste cause sono l'installazione/allineamento, la lubrificazione, il sovraccarico, gli influssi ambientali e lo stoccaggio errato.
Perché è importante il corretto montaggio e allineamento dei cuscinetti
Durante l'installazione dei cuscinetti è necessario utilizzare strumenti idonei, forni e riscaldatori a induzione. Considerare di evitare il disallineamento o la flessione dell'albero, poiché ciò è importante quando si montano cuscinetti con componenti separati. Se i componenti non sono allineati correttamente, i cuscinetti col tempo si usureranno in modo anomalo. Dopo l'installazione secondo le istruzioni del produttore, la migliore pratica da ricordare è lavare e pulire accuratamente il cuscinetto con lubrificante. Inoltre, assicurarsi di applicare una quantità finale di lubrificante prima di utilizzare la macchina.
Lubrificare secondo le linee guida del produttore
La lubrificazione viene utilizzata nei cuscinetti per coprire completamente le superfici di rotolamento e di scorrimento con un sottile film di olio per impedire il contatto metallo con metallo. Il grasso è comunemente utilizzato perché è più facile da maneggiare, mentre la lubrificazione a olio viene spesso utilizzata in applicazioni ad alta temperatura o ad alta velocità. I comuni guasti alla lubrificazione sono dovuti a:
Utilizzo del tipo sbagliato di lubrificante
Troppo poco grasso/olio o troppo grasso/olio
Grasso/olio misto
Grasso/olio contaminato da oggetti o acqua
Utilizzare uno stress operativo adeguato sui cuscinetti
Le sollecitazioni operative sui cuscinetti possono influire sulla durata dei cuscinetti.
Se il carico sul cuscinetto è troppo basso, gli elementi volventi potrebbero scivolare e essere caricati in modo improprio.
Se il carico è troppo elevato, potrebbe causare sovraccarico e affaticamento precoce.
Di solito, il primo segno di tali problemi sono rumori insoliti e/o temperature elevate. La temperatura ideale dei cuscinetti è inferiore a 100 gradi Celsius. È importante notare che la temperatura del cuscinetto solitamente aumenta con l'avvio e si stabilizza a una temperatura leggermente inferiore a quella di avvio (intervallo da 10 a 40 gradi Celsius sopra la temperatura ambiente). Questo è il motivo per cui è fondamentale garantire che le vibrazioni siano isolate nelle apparecchiature associate, poiché se non fossero isolate, potrebbero causare rumori anomali e un funzionamento irregolare.
Considera l'impatto ambientale
Se non presi in considerazione, esistono molti ambienti operativi in cui anche i migliori cuscinetti possono danneggiarsi e provocare guasti.
Polvere e sporco possono contaminare i cuscinetti molto rapidamente. Assicurarsi di utilizzare tecniche di sigillatura adeguate per prevenire questo tipo di contaminazione.
Mezzi aggressivi o acqua – questo è un altro esempio in cui la corretta sigillatura è fondamentale.
Calore esterno – I requisiti di temperatura ambiente operativa offrono molteplici opzioni in termini di gioco interno radiale, lubrificanti ad alta temperatura, funzionamento intermittente o continuo e altri fattori che influiscono sulla durata dei cuscinetti.
Passaggio di corrente o corrosione elettrolitica – Se la corrente può fluire attraverso gli elementi volventi di un cuscinetto, le scintille possono creare vaiolature o scanalature sulle superfici del cuscinetto. È possibile risolvere questo problema utilizzando materiale isolante sopra o all'interno del cuscinetto o creando un circuito di bypass per la corrente elettrica.
Conserva attivamente i tuoi cuscinetti
Al giorno d'oggi, la maggior parte delle strutture mantiene al minimo il numero di ricambi presenti nei negozi.
Grazie alla manutenzione preventiva (come le altre misure menzionate sopra), le strutture possono rilevare in anticipo potenziali guasti.
Ciò significa che le strutture possono ordinare e sostituire i cuscinetti danneggiati prima che un’intera macchina si guasti, rendendo praticamente obsoleta la necessità di cuscinetti di ricambio sugli scaffali.
Quando è necessario conservare i cuscinetti nella vostra struttura e sistemarli sugli scaffali, assicuratevi di conservarli attivamente. Ciò può essere ottenuto ruotandoli o facendoli girare frequentemente.
Conclusione
I cuscinetti sono generalmente molto affidabili e hanno una lunga durata in condizioni operative normali, anche nelle condizioni più severe. Quando un cuscinetto si guasta prematuramente, solitamente è dovuto a cause evitabili. Per questo motivo è fondamentale essere in grado di identificare le cause profonde per prevenire futuri guasti attraverso azioni preventive e conseguenti problemi. La diagnosi accurata e la risoluzione dei problemi dei cuscinetti per risolvere tempestivamente i problemi contribuiranno a prevenire guasti ripetuti e altri punti critici che potrebbero verificarsi nella vostra struttura, come la ridotta efficienza operativa, l'aumento dei tempi di inattività e la perdita di entrate. In qualità di principale produttore di cuscinetti in Cina, AUB si impegna a fornire cuscinetti autentici e di alta qualità per soddisfare le aspettative dei clienti. Se stai cercando un produttore di cuscinetti affidabile, puoi provare a stabilire un rapporto di collaborazione con AUB.
