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。

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。

密閉またはシールド

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。

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

ベアリングの転動体は、潤滑されていない軌道上を走行すると損傷し、過剰な摩擦が発生します。この摩擦によって発生するエネルギーにより、軸受の温度が上昇します。損傷が深刻であればあるほど、摩擦の程度により温度が高くなります。ベアリングの温度を定期的にチェックすると、ベアリングの故障を警告できるため、できるだけ早く対処する必要があります。ベアリングを交換するだけでなく、故障の根本原因を見つけることも重要です。効果的な根本原因分析を実行すると、将来のベアリングが同じ運命をたどり、さらなるダウンタイムや追加のビジネスコストが発生することを回避するための緩和策を講じることができます。状態監視システムは、稼働中のマシンの状態を継続的に監視し、潜在的な問題を警告する優れた方法です。これにより、問題を解決し、失敗を防ぐ時間が得られます。

ベアリング損傷の進行段階

ベアリングの耐用年数は工場出荷前に検査されています。ただし、環境や使用方法の違いにより、実際のベアリング寿命と異なる場合があります。ベアリングによっては寿命に達する前に問題が発生する場合があり、事前に交換する必要があります。ベアリングの故障頻度を計算するための特別な数式があります。しかし、実際の業務で計算するのは面倒です。専用のソフトを使って入手するのが便利です。軸受の型式とメーカー情報を入力していただければ、対応する情報を得ることができます。ベアリングの故障頻度。全体として、故障頻度の予兆は次の条件を使用して分析できます。

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

第 500 段階では、温度は正常で、騒音がわずかに増加し、総振動速度がわずかに増加し、振動スペクトルは大きく変化しませんが、ピークエネルギーが大幅に増加し、スペクトルが顕著になります。このときのベアリングの故障頻度は約2hz～XNUMXkhzの範囲に現れます。

温度が少し高く、異音がする

第 0 段階では、温度がわずかに上昇し、ノイズが聞こえ、総振動速度が大幅に増加し、ベアリングの故障周波数とその高調波および側波帯が振動速度スペクトル上ではっきりと見えます。さらに、振動速度スペクトル上の騒音レベルが大幅に増加します。 1段目に比べてピークエネルギーの総量が大きくなり、スペクトルが顕著になります。このときのベアリングの故障周波数は約XNUMX～XNUMXkhzの範囲に現れます。肉眼で確認できる磨耗やその他の転がり軸受の故障特性が現れる、第 XNUMX 段階の終わりに軸受を交換することをお勧めします。

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。

まとめ

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。

したがって、実際の作業で軸受の問題に直面した場合、軸受の故障進展の第 4 段階には予期せぬ突然の危険があることを考慮し、故障の拡大や重大な事故を回避するために、第 3 段階の後半で軸受を交換することをお勧めします。転がり軸受の寿命を可能な限り確保することができ、この時点で軸受には摩耗、部品の損傷、その他の肉眼で確認できる転がり軸受の故障特性も見られるという事実に基づいて、それは説得力があります。軸受故障発生の第 3 段階後半の特定については、上記の理論的特性に実際の温度、騒音、速度スペクトル、ピークエネルギースペクトル、速度とピークエネルギーの合計傾向、および実際のピークエネルギースペクトルを組み合わせて総合的に検討する必要があります。経験。