ベアリングはいつ交換する必要がありますか?

ベアリングはいつ交換する必要がありますか?

不完全な統計によると、毎年約 10 億個のベアリングが世界中で製造されています。実際、使用中のベアリングのうち故障するのはほんのわずかで、ほとんどのベアリング (約 90%) は、取り付けられている機器のメンテナンス間隔よりも長く持続します。安全(予防)上の理由から、一部のベアリング(9.5%)は故障前に交換され、約 0.5% のベアリングは損傷または故障後に交換されます。これは、毎年約 50 万個のベアリングが損傷や故障により交換されていることを意味します。故障して交換されました。

ベアリングの故障の影響は軽微なものから完全に壊滅的なものまで多岐にわたり、周囲の機械に修復不可能な損傷を与えます。ベアリングの故障が回避できるのであれば、そのコストを喜んで負担する企業はありません。そのため、ベアリングの故障の警告サインを認識し、故障が発生する前にベアリングを迅速に特定して交換できるようにすることが重要です。

ベアリング故障の警告サイン

ここでは、注意すべきベアリング故障の XNUMX つの警告サインを紹介します。これらは、故障する前にベアリングを交換する時期であることを示しています。

潤滑

ベアリングの故障の 36% は次のような原因が考えられます。 潤滑の問題、間違った種類または量の潤滑剤を使用すると、ベアリングの故障を引き起こすことが知られています。再潤滑プロセス中に異物がグリースガンの端に付着してベアリングに侵入することによっても汚染が発生することがあります。
動作条件が異なると、異なる潤滑剤、異なる再潤滑間隔、および異なる潤滑剤交換間隔が必要になります。したがって、適切な潤滑剤を使用するだけでなく、適切な量の潤滑剤を適切な方法で適切なタイミングで使用することも重要です。間違ったタイプのグリースがベアリングに使用されていることが判明した場合は、おそらく故障が発生しています。同様に、潤滑不足によりベアリングが空になっている場合、または過剰潤滑によりシールからグリースが漏れている場合は、ベアリングに損傷が発生している可能性が高くなります。潤滑に問題があるベアリングにグリースを追加することは、良い解決策のように思えます。実際、それは問題を隠しているだけです。温度や振動などのデータを使用して問題の重大度を判断し、致命的な故障が発生する前にベアリングを交換する必要があります。

潤滑ベアリング

たとえば、紙パルプ産業では、ベアリングの故障の主な原因は、疲労ではなく、汚染と不十分な潤滑です。失敗するたびに、「痕跡」と呼ばれる特別な損傷痕跡が生成されます。したがって、ほとんどの場合、損傷したベアリングを注意深く検査することで、損傷の根本原因を特定できます。損傷の原因に応じて、問題の再発を防ぐための是正措置を講じることができます。

シールまたはシールドの目的は、潤滑剤がベアリングから流出したり、汚染物質がベアリングに侵入したりするのを防ぐことです。シールまたはシールドが故障すると、ベアリングの早期故障が発生する可能性があります。ベアリングはいつ交換する必要がありますか?初期(初期)ベアリングの損傷から完全に使用できなくなるまでの時間は大きく異なる場合があります。高速動作では、これはわずか数秒である可能性がありますが、低速で動作する大型装置では、最大で数か月かかる場合があります。 「ベアリングはいつ交換すればよいですか?」この質問には、ベアリングの状態を監視することで最もよく答えることができます。損傷したベアリングが検査されずに動作し続け、致命的な故障が発生する前に交換されない場合、機器とそのコンポーネントに二次的な損傷が発生する可能性があります。さらに、ベアリングが壊滅的に故障すると、故障の根本原因を特定することが困難になるか、不可能になる場合があります。

ベアリングの故障の 14% は汚れが原因です。高圧洗浄を行うとグリースが乳化して効果がなくなる場合があります。これによりベアリング内で金属同士が接触し、熱と摩擦が発生します。非効率的なシールは、グリースを破壊する粒子汚染を引き起こす可能性もあります。この微粒子汚染は摩耗性でもあり、軸受の軌道面に損傷を与える可能性があります。ベアリング内に汚染が発生していることに気付いた場合は、できるだけ早くベアリングを交換することが賢明です。おそらく、すでに障害が発生し、マシンにさらに問題が発生するのは時間の問題です。

密閉またはシールド

シールの破損を例として考えてみましょう。汚染粒子がシールを通過して軸受内に侵入すると、転動体によって押しつぶされ、軌道面にくぼみが形成されます。より硬い粒子は鋭いエッジを持つくぼみを形成する場合があります。その後、くぼみの周囲の領域は、転動体の通常の回転により周期応力を受け、表面疲労が発生し、金属のこの部分が軌道から剥離し始めます。この現象を剥離といいます。一度剥離が発生すると、ベアリングが使用できなくなるまで損傷が大きくなります。

振動

振動はベアリングの故障の確実な兆候です。軸受の軌道面が摩耗により損傷すると、運転中に転動体(玉やころ)が軌道面上で跳ね返り、激しい振動が発生します。使用中にベアリングが突然振動する場合は、ベアリングを交換する必要があります。そうしないと、致命的な障害が目前に迫っており、過剰なダウンタイムと高額なコストが発生する可能性があります。

ノイズが多すぎる

動作中に突然ベアリングから異音が発生する場合は、ベアリングが故障している可能性があります。この過剰な騒音は、軸受の軌道が損傷した場合に発生し、回転中に転動体が跳ねたりガタガタしたりする原因となります。走行中にベアリングから過度の異音が発生していることに気付いた場合は、できるだけ早く交換する必要があります。すでにベアリング内部で故障が発生しており、いつ機械が故障してもおかしくありません。

ベアリングの動作温度が高すぎる

A bearing’s rolling elements become damaged when they run on unlubricated raceways, which causes excessive friction. The energy generated by this friction causes the bearing temperature to rise. The severe the damage, the higher the temperature will be due to the degree of friction present. Regularly checking the temperature of your bearings can alert you to a bearing failure that needs to be addressed as soon as possible. It is important not only to replace the bearings but also to find the root cause of the failure. Performing an effective root cause analysis allows you to take mitigation measures to avoid future bearings suffering the same fate, further downtime and additional business costs. Condition monitoring systems are a great way to continuously monitor the health of your machine during operation, alerting you to potential problems. This gives you time to fix the problem and prevent a failure.

ベアリング損傷の進行段階

The service life of the bearings has been tested before they are shipped from the factory. However, due to different environments or methods of use, the actual service life of the bearings may differ from the actual life. Some bearings have problems before they reach the end of their life, and they have to be replaced in advance. There are special mathematical formulas for calculating the frequency of bearing failure. However, it is troublesome to calculate in actual work. The convenient method is to use special software to obtain it. As long as you input the bearing model and manufacturer information, you can get the corresponding information. bearing failure frequency. Overall, the fault frequency precursors can be analyzed using the following conditions:

ベアリングダメージ

芽生えの段階

最初の段階は、ベアリングが故障し始める出芽段階です。このとき、温度は正常で、騒音も正常で、総振動速度とスペクトルも正常です。ただし、ピーク エネルギーの合計とスペクトルには、ベアリングの故障の初期段階を反映する兆候が見られます。このとき、実際のベアリングの故障周波数は、約 20 ~ 60khz の範囲の超音波セグメントに現れます。

少しうるさい

In the second stage, the temperature is normal, the noise increases slightly, the total vibration speed increases slightly, and the vibration spectrum does not change significantly, but the peak energy increases greatly and the spectrum becomes prominent. The bearing failure frequency at this time appears in the range of approximately 500hz-2khz.

温度が少し高く、異音がする

In the third stage, the temperature rises slightly, noise can be heard, the total vibration speed increases greatly, and the bearing failure frequency and its harmonics and sidebands are clearly visible on the vibration speed spectrum. In addition, the noise level on the vibration speed spectrum rises significantly. Compared with the second stage, the total amount of peak energy becomes larger and the spectrum becomes prominent. The bearing failure frequency at this time appears in the range of approximately 0-1khz. It is recommended to replace the bearings at the end of the third stage, when the wear and tear that can be seen by the naked eye and other rolling bearing failure characteristics should have appeared.

温度が上がると騒音が大きくなる

第 XNUMX 段階では、温度が大幅に上昇し、騒音の強度が大幅に変化し、総振動速度と振動変位が大幅に増加し、振動速度スペクトル上のベアリングの故障周波数が消え始め、より大きなランダムな広帯域の高周波に置き換えられます。ノイズの地平線。スパイクエネルギーの総量が急激に増加し、不安定な変化が生じる場合があります。ベアリングは、故障発生の第 XNUMX 段階では絶対に動作させてはなりません。そうしないと、致命的な損傷が発生する可能性があります。

要約

研究結果によると、一般的な転がり軸受の寿命は、軸受が取り付けられて使用されるまでの期間となります。寿命の最初の 80% の間、ベアリングは正常です。そして、転がり軸受の故障の進行に対応して、その残りの寿命は、第10段階で20%〜10%L5、第10段階で10%〜1%L5、第10段階で1%〜1%L10、そして約XNUMX時間またはXNUMX%LXNUMX。

Therefore, when facing bearing problems in actual work, considering that the fourth stage of bearing failure development has unforeseeable sudden hazards, it is recommended to replace the bearing in the late third stage, so as to avoid the expansion of the fault and serious accidents. occurrence, and can ensure the service life of the rolling bearing as much as possible, and based on the fact that at this time the bearing has also seen wear, component damage and other rolling bearing failure characteristics that can be seen with the naked eye, it is convincing. As for the identification of the late third stage of bearing failure development, it needs to be comprehensively considered based on the above theoretical characteristics combined with actual temperature, noise, speed spectrum, peak energy spectrum, total trend of speed and peak energy, and actual experience.