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Tudo o que você deve saber sobre causas de falhas em rolamentos e medidas preventivas
A falha do rolamento ocorre quando um rolamento não atinge sua vida útil ou níveis de desempenho esperados, resultando em falha do eixo da máquina ou até mesmo em danos às peças adjacentes ao rolamento. As consequências da falha do rolamento podem ter consequências de longo alcance para as suas instalações. Os cenários potenciais incluem, mas não estão limitados a, aumento do tempo de inatividade, elevados custos de manutenção, atrasos nas entregas, perda de receitas e, em alguns casos extremos, condições potencialmente fatais para os trabalhadores. Quando os rolamentos falham, isso pode impactar negativamente suas instalações, reputação e resultados financeiros. Dito isto, existem algumas precauções que você pode tomar para prolongar a vida útil dos seus rolamentos e evitar o desgaste inadequado dos rolamentos.
Sabemos como pode ser frustrante uma falha de rolamento em sua fábrica causar paradas dispendiosas e, muitas vezes, forçá-lo a sair da cadeia de fornecimento normal. No AUB, estamos comprometidos em fornecer mais de 8000 tipos de rolamentos de alta qualidade, incluindo rolamentos rígidos de esferas, rolamentos de seção fina, rolamentos de contato angular, rolamentos axiais, rolamentos de rolos cônicos, rolamentos de rolos cilíndricos, rolamentos autocompensadores de rolos, etc., ajudando você a servir melhor. seus clientes com tempos de resposta reduzidos.
Simplificando, sempre que um rolamento não cumpre sua vida útil ou nível de desempenho esperado, isso pode ser chamado de falha de rolamento. As falhas em rolamentos são complexas do que você imagina e, mesmo com planejamento cuidadoso e manutenção adequada, ainda podem falhar inesperada ou prematuramente em sua aplicação. De acordo com estatísticas incompletas, menos de 30% dos rolamentos atingirão o limite de fadiga determinado e “desgaste” na sua aplicação. Com base em anos de experiência na fabricação de rolamentos, a AUB resume diversas causas comuns de falha de rolamentos:
Lubrificação insuficiente ou inadequada
Poluição
Manuseio e instalação inadequados
Sobrecarga
Outras razões
O que devo fazer se o rolamento falhar?
Os rolamentos são essenciais para o bom funcionamento da sua máquina, por isso, ao ouvir um ruído horrível durante a operação, você precisa agir rapidamente. É provável que isso seja um indício de falha do rolamento. Falhas em rolamentos exigem atenção imediata, pois podem causar todos os tipos de problemas frustrantes em suas instalações, como:
Tempo de inatividade não planejado
Aumento do tempo de inatividade
Perda de produtividade
Eficiência operacional reduzida
Prazos de entrega perdidos
Aumento dos custos operacionais
De acordo com estatísticas incompletas, quando um rolamento de US$ 50 para de funcionar em uma máquina multimilionária, a perda pode chegar a US$ 25,000 a US$ 50,000 por hora. A seguir, AUB discute os quatro estágios da falha em rolamentos e suas manifestações comuns em todo o espectro.
O que você precisa saber sobre os estágios de falha do rolamento
Como discutimos anteriormente, os rolamentos não ficam girando para sempre. Se as precauções adequadas não forem tomadas, os rolamentos podem ser danificados e ter uma vida útil reduzida. Então, como sabemos se um rolamento está prestes a falhar? Primeiro, precisamos entender que existem quatro estágios distintos de falha do rolamento.
Estágio 1
Na primeira etapa, veremos pequenas covinhas começando a aparecer nas pistas dos rolamentos, e a frequência ultrassônica do elemento rolante no espectro não está na faixa normal. Mas é provável que nesta fase o rolamento esteja operando normalmente, por exemplo quando testamos o espectro de frequência do rolamento em torno de 20,000-60,000 Hz, embora isso não seja motivo para substituir o rolamento, pode indicar falta de lubrificação entre as pistas e os corpos rolantes.
Estágio 2
Ao atingir o segundo estágio de falha, você normalmente descobrirá que o defeito do rolamento começa a tocar em sua frequência natural, variando de 500 a 2,000 Hz. Freqüentemente, essas frequências são, na verdade, ressonâncias dos componentes do rolamento (como pistas ou elementos rolantes) ou da estrutura de suporte do rolamento. Vale ressaltar que nesta fase as instalações de manutenção deverão ser incluídas no cronograma.
Estágio 3
Durante esta fase, os níveis de frequência dos defeitos dos rolamentos tornam-se pronunciados e harmônicos aparecem no espectro de frequências. Determinar a taxa de degradação é fundamental se você estiver solucionando um problema onde você pode ver claramente os defeitos na pista. Além disso, os rolamentos (em máquinas críticas e não críticas) que atingiram este estágio de falha devem ser substituídos imediatamente.
Estágio 4
Os rolamentos atingem esse estágio no final de sua vida útil e você notará um aumento no ruído da máquina em todos os níveis, o que por sua vez produz um espectro de banda larga aleatório. “O nível de ruído de alta frequência e a amplitude do HFE podem até diminuir, mas isso é um sinal de que o rolamento está prestes a falhar. Resumindo, o objetivo é evitar que o rolamento chegue a esse estágio, mas caso isso aconteça, deve ser substituído imediatamente. Usar esses quatro estágios e identificar em qual estágio um rolamento se encontra é fundamental, pois não apenas ajudará você a criar um cronograma de manutenção preditiva preciso, mas também ajudará a manter suas máquinas funcionando de maneira eficiente e a evitar paradas não planejadas dispendiosas.
Causas comuns de falha de rolamento
Quando um rolamento falha, significa que a máquina pode falhar e, portanto, a própria máquina pode ser danificada e funcionar mal. Independentemente de sua instalação ter sofrido falhas de rolamento recentemente ou não, os rolamentos se desgastam a cada minuto de operação e isso é normal. Você provavelmente pode resumir uma série de causas para falhas de rolamentos, algumas mais comuns do que outras. De acordo com estatísticas incompletas, mais de 70% das falhas dos rolamentos são causadas por instalação inadequada, lubrificação deficiente ou contaminação. Aqui está um gráfico de falhas de rolamentos resumido pela AUB para mostrar melhor as estatísticas por trás das causas comuns de falhas de rolamentos. Vamos examinar mais de perto as 13 causas comuns de falha de rolamentos relacionadas ao seu processo de fabricação e, em última análise, aos seus resultados financeiros.
1. Falha de lubrificação
De acordo com um estudo recente, até 80% das falhas dos rolamentos são causadas por falhas de lubrificação. Isto inclui insuficiente lubrificação, uso de lubrificante errado ou temperaturas excessivas que degradam o lubrificante. Este deve ser um dos primeiros motivos a considerar ao inspecionar um rolamento com defeito. Para garantir uma lubrificação adequada, deve haver viscosidade suficiente na temperatura operacional. Ao solucionar problemas, procure pistas de rolamento altamente polidas ou descoloridas para determinar se as superfícies de rolamento não possuem viscosidade suficiente em temperaturas operacionais.
A lubrificação excessiva é tão prejudicial quanto a lubrificação insuficiente. “A lubrificação insuficiente causa contato metal com metal, e a lubrificação excessiva causa acúmulo de calor e atrito, à medida que os corpos rolantes tentam constantemente afastar o excesso de graxa.
2. Danos na gaiola
Existem muitas razões para danos na gaiola. Alguns dos problemas comuns incluem vibração, sobrecarga, velocidade excessiva, desgaste ou entupimento.
3. Poluição e Corrosão
Contaminantes como sujeira, areia e água podem causar danos aos rolamentos durante a operação e, claro, produtos químicos e corrosivos podem ter um impacto negativo nos rolamentos. Esses poluentes reduzirão a vida útil da graxa lubrificante, destruirão a película de óleo, causarão corrosão da superfície do rolamento e gerarão partículas abrasivas na pista. Portanto, é importante manter a área de trabalho, as ferramentas e os acessórios limpos, pois isso pode evitar falhas e contaminação dos rolamentos.
4. Arco
Também conhecida como “corrosão por arco”, essa falha ocorre quando uma corrente elétrica passa pelo rolamento e rompe as superfícies de contato entre as pistas e os corpos rolantes, criando altas temperaturas em pontos localizados. Isso cria ondulações nas pistas e nos elementos rolantes, que podem danificar o rolamento.
5. Instalação inadequada
Montar o rolamento correto em um eixo dimensionalmente preciso é fundamental. Caso contrário, pode causar dois problemas:
1. Se o eixo estiver superdimensionado ou inchado, isso causará um ajuste apertado, reduzindo a folga interna do rolamento.
2. Se o eixo for subdimensionado ou o ajuste estiver muito frouxo, o rolamento irá deslizar no eixo, desgastar-se e gerar calor, eventualmente causando problemas de vibração e desvio.
6. fadiga
A falha por fadiga refere-se à quebra da superfície do rolamento durante a operação, fazendo com que pequenas partículas soltas caiam, causando falha do rolamento. A fadiga do rolamento é progressiva e, quando ocorre, continuará a se espalhar à medida que o rolamento opera. Isso geralmente ocorre no final da vida útil esperada do rolamento, mas a fadiga do rolamento devido a cargas excessivas não está excluída.
7. Recuo Brinell
Quando a carga excede o limite elástico do material do anel do rolamento, são criadas reentrâncias permanentes nas pistas, o que leva ao aumento da vibração. Existem dois tipos de recuo Brinell:
Recuo Brinell verdadeiro: causada por cargas que excedem o limite elástico do material do rolamento.
Recuo falso Brinell: Causado por vibração ou oscilação entre os corpos rolantes e as pistas.
8. Deslocamento
O desalinhamento pode causar vibração e cargas excessivas no rolamento, e nem todos os rolamentos são autocompensadores. AUB conclui que as causas mais comuns de desalinhamento incluem: flexão do eixo, sujeira ou rebarbas no eixo ou nos ressaltos da carcaça, roscas do eixo não perpendiculares ao assento do eixo e faces da contraporca não perpendiculares ao assento do eixo no eixo roscado . Para evitar o desalinhamento, AUB lembra algumas práticas recomendadas: Certifique-se de que o eixo e o alojamento sejam inspecionados regularmente, use contraporcas de precisão e calce o alojamento conforme necessário.
9. Modo caminho
Para entender melhor as condições operacionais de um rolamento, é melhor examinar o padrão do caminho de desgaste de um rolamento desmontado que já foi colocado em serviço. Através de testes de análise de falhas e da compreensão dos caminhos de desgaste normais/anormais, é possível avaliar adequadamente se um rolamento está operando em condições ideais.
10. Seleção e manutenção de vedações
Rolamentos totalmente vedados evitam a contaminação e garantem que a lubrificação não seja comprometida. AUB fornece algumas diretrizes para seleção e manutenção de selos:
Use vedações capazes de suportar as condições ambientais/operacionais selecionadas da instalação.
Se possível, instale uma proteção externa para evitar o acúmulo de detritos na vedação e ao redor dela.
Sempre agende inspeções de rotina nas vedações radiais para verificar flexibilidade, endurecimento, trincas e contato com o eixo.
Verifique se há vazamentos e substitua imediatamente as vedações danificadas.
Evite remover o excesso de graxa das vedações labiais. Isso pode fazer com que percam a potência e, em alguns casos graves, podem cair do invólucro.
Proceda com cuidado se usar água, vapor ou spray de ar comprimido durante a limpeza. É fácil danificar acidentalmente a vedação e forçar contaminantes para o interior limpo do rolamento.
Se você estiver desmontando máquinas grandes, evite levantá-las com correntes, cabos de aço ou eslingas sujas que possam arranhar as superfícies de vedação. Se as faces de contato da vedação estiverem desgastadas, certifique-se de repará-las e retificá-las até obter o acabamento original e as especificações de diâmetro.
11. Sobrecarga
A aplicação de cargas excessivas aos rolamentos é uma causa comum de falha. Você pode resolver a sobrecarga reduzindo a carga no rolamento ou considerando um rolamento de maior capacidade.
12. Manuseio e armazenamento inadequados
Resumindo, o armazenamento inadequado de rolamentos pode causar problemas posteriores, pois eles ficam expostos a elementos externos, como umidade, poeira e mudanças de temperatura. O manuseio torna-se um problema quando a caixa é aberta ou o material da embalagem se rasga prematuramente, pois isso expõe os rolamentos a sujeira e elementos corrosivos. AUB recomenda estar atento à umidade e temperatura, que podem causar ferrugem ou rolamentos expostos nas áreas de armazenamento.
13. Folga interna insuficiente
Por último, mas não menos importante, tais falhas afetam o atrito, o tamanho da zona de carga e a vida útil em fadiga do rolamento. Se o folga do rolamento for insuficiente, acumular-se-á calor excessivo. Como já discutimos, altas temperaturas não são boas para os rolamentos e podem causar lubrificação e atrito interno entre outros problemas já listados. Resumimos os tipos mais comuns de falhas em rolamentos. Então, como evitá-las? Continue lendo para saber como implementar as principais medidas preventivas em sua fábrica!
Medidas preventivas para falha de rolamento
Os rolamentos têm uma vida útil razoavelmente longa em condições normais de operação, mas como têm uma vida útil fixa, é inevitável que os rolamentos falhem. Na verdade, de acordo com estatísticas incompletas, menos de 1% (especificamente 0.35%) dos rolamentos não atingiram a vida útil esperada. A chave para evitar o tempo de inatividade das instalações e a perda de produtividade é evitar a falha prematura dos rolamentos, que resulta de danos nos rolamentos. Fazer isso não apenas ajudará a evitar falhas prematuras, mas também a manter o processo de fabricação funcionando perfeitamente.
A maioria das falhas de rolamentos discutidas acima pode ser atribuída a um pequeno conjunto de causas que não são apenas inter-relacionadas, mas também reparáveis.
Estas causas são instalação/alinhamento, lubrificação, sobrecarga, influências ambientais e armazenamento incorreto.
Por que a montagem e o alinhamento adequados dos rolamentos são importantes
Durante a instalação dos rolamentos, devem ser utilizadas ferramentas adequadas, fornos e aquecedores por indução. Considere evitar desalinhamento ou deflexão do eixo, pois isso é importante ao montar rolamentos com componentes separados. Se os componentes não estiverem devidamente alinhados, os rolamentos acabarão por se desgastar de forma anormal. Após a instalação de acordo com as instruções do fabricante, a melhor prática a lembrar é enxaguar e limpar completamente o rolamento com lubrificante. Além disso, certifique-se de aplicar uma quantidade final de lubrificante antes de usar a máquina.
Lubrifique de acordo com as orientações do fabricante
A lubrificação é usada em rolamentos para cobrir completamente as superfícies rolantes e deslizantes com uma fina película de óleo para evitar o contato metal com metal. A graxa é comumente usada porque é mais fácil de manusear, enquanto a lubrificação com óleo é frequentemente usada em aplicações de alta temperatura ou alta velocidade. Falhas comuns de lubrificação são devidas a:
Usando o tipo errado de lubrificante
Pouca graxa/óleo ou muita graxa/óleo
Graxa/óleo misto
Graxa/óleo contaminado por objetos ou água
Use a tensão operacional apropriada do rolamento
As tensões operacionais nos rolamentos podem afetar a vida útil dos rolamentos.
Se a carga no rolamento for muito baixa, os corpos rolantes deslizarão e serão carregados incorretamente.
Se a carga for muito alta, poderá causar sobrecarga e fadiga precoce.
Normalmente, o primeiro sinal de tais problemas são ruídos incomuns e/ou aumento de temperatura. A temperatura ideal do rolamento é inferior a 100 graus Celsius. É importante observar que a temperatura do rolamento geralmente aumenta com a partida e se estabiliza a uma temperatura ligeiramente inferior à da partida (faixa de 10 a 40 graus Celsius acima da temperatura ambiente). É por isso que é fundamental garantir que as vibrações sejam isoladas nos equipamentos associados, pois se não estiverem isoladas podem causar ruídos anormais e funcionamento irregular.
Considere o impacto ambiental
Se não forem considerados, existem muitos ambientes operacionais nos quais até mesmo os melhores rolamentos podem ser danificados e levar à falha.
Poeira e sujeira pode contaminar os rolamentos com extrema rapidez. Certifique-se de usar técnicas de vedação adequadas para evitar esse tipo de contaminação.
Meios agressivos ou água – este é outro exemplo em que a vedação adequada é crítica.
Calor Externo – Os requisitos de temperatura ambiente de operação têm múltiplas opções em termos de folga interna radial, lubrificantes de alta temperatura, operação intermitente ou contínua e outros fatores que afetam a vida útil do rolamento.
Passagem de Corrente ou Corrosão Eletrolítica – Se a corrente fluir através dos elementos rolantes de um rolamento, as faíscas podem criar corrosão ou ranhuras nas superfícies do rolamento. Você pode corrigir isso usando material isolante no rolamento ou criando um circuito de desvio para a corrente elétrica.
Armazene seus rolamentos ativamente
Atualmente, a maioria das instalações mantém o número mínimo de peças sobressalentes que possuem nas lojas.
Graças à manutenção preventiva (como as outras medidas que mencionamos acima), as instalações podem detectar potenciais falhas mais cedo.
Isso significa que as instalações podem solicitar e substituir os rolamentos danificados antes que uma máquina inteira quebre, tornando praticamente obsoleta a necessidade de rolamentos sobressalentes nas prateleiras.
Quando você precisar armazenar rolamentos em suas instalações e colocá-los em prateleiras, certifique-se de armazená-los ativamente. Isso pode ser feito girando-os ou girando-os com frequência.
Conclusão
Os rolamentos são geralmente muito confiáveis e têm uma longa vida útil em condições normais de operação, mesmo nas condições mais severas. Quando um rolamento falha prematuramente, geralmente isso ocorre devido a causas evitáveis. Por este motivo, é fundamental conseguir identificar as causas raízes para prevenir futuras falhas através de ações preventivas e consequentes problemas. Diagnosticar e solucionar problemas de falhas de rolamento com precisão para resolver problemas antecipadamente ajudará a evitar falhas repetidas e outros pontos problemáticos que sua instalação pode enfrentar, como redução de eficiência operacional, aumento de tempo de inatividade e perda de receita. Como principal fabricante de rolamentos na China, a AUB está comprometida em fornecer rolamentos autênticos e de alta qualidade para atender às expectativas dos clientes. Se você está procurando um fabricante de rolamentos confiável, pode tentar estabelecer um relacionamento de cooperação com a AUB.
