Причины выхода подшипников качения из строя – 35) Причины выхода из строя подшипников качения. Побор подшипников по статической грузоподъемности.

Содержание

Почему выходят из строя подшипники?

Замена подшипников не всегда связана с поломкой. Часто необходимость замены возникает при естественном износе. Преждевременный выход из строя происходит при неправильной подаче масла и неправильного обращения. Опасность представляет окалина, песок, металлическая стружка, попавшие в смазку. Поломка является следствием неправильного обращения и перебоев в подаче смазки. Особенно опасно попадание в смазку окалины, металлической стружки или песка. Это приводит к быстрой изнашиваемости рабочих поверхностей подшипника и нарушению его работоспособности.

Замена по причине поломки требуется при высоких нагрузках, плохих уплотнениях, недостаточном рабочем зазоре, перегреве, расплавлении деталей подшипника и образованию трещин. Для многоопорных валов характерной причиной поломки служит нарушения в соосности опор, шеек вала. Причиной поломки может стать пропуск через подшипник электротока.

Основные причины поломки

podsh5Чаще всего, причины связаны с нарушениями правил эксплуатации и их последствиями. Своевременное выявление истинной причины поломки позволит избежать проблем с работой подшипников в дальнейшем.

Распространенные причины неисправности:

  1. Недостаточная смазка и быстрый разогрев. Запуск подшипникового узла происходит с недостаточной подачей масла. Определить причину визуально можно при осмотре – поверхности отполированы до блеска, изношены, после запуска обретают голубовато-коричневый оттенок. Проблема может быть устранена при достаточной смазке и своевременной проверке уплотнений.

  2. Кольцо подшипника проворачивается относительно корпуса или вала. Появляются механические задиры на внешней поверхности, меняется окраска. Решение проблемы – в увеличении натяжки до уровня, препятствующего перемещению в посадке.

  3. Попадание воды, иных коррозийных веществ, приводящее к образованию раковин на поверхности. Визуально определить коррозию можно по наличию серо-черных полосок поперек дорожек качения. Решение проблемы – в проверке состояния уплотнений и применению смазки с высокими антикоррозийными характеристиками.

  4. Посадка с зазором, наличие погрешностей в форме посадочных мест вызывает контактную коррозию. Визуально фреттинг-коррозия проявляется образованием ржавчины на поверхности колец, имеются выраженные следы качения. Вопрос решается безупречными условиями посадки.

  5. Установка на неплоском основании приводит к отклонению от круглой посадочной поверхности. Происходит выкрашивание на диаметрально противоположных участках колец, имеются явные следы качения. Для устранения проблемы потребуется изготовление нового вала или корпуса.

  6. Неправильное обращение, удары по кольцу, появление механических повреждений (трещин и сколов).

Причины поломки могут быть в неправильной конструкции подшипникового узла, неравномерному распределению нагрузки, в повышенной кромочной нагрузке, несочетаемости материалов, из которых изготовлены подшипники и вал и др.

Негативные факторы, уменьшающие срок службы

Длительность эксплуатации может быть уменьшена из-за недостаточного смазывания, некачественной смазки в узлах, после перегрева, нарушения уплотнения и попадание чужеродных веществ и частиц.

Распознать первые симптомы усталости можно при высокой частоте его вращения, высоких нагрузках и проблемах со смазкой. Естественная усталость возникает при переменных напряжениях сдвига подповерхностных слоев дорожек качения. Образующиеся трещины распространяются далее в направлении к поверхности, происходит скалывание материала детали. Подшипник скорее выйдет из строя при ухудшении условий работы – снижении качества/смене сорта смазочных материалов, изменении условий работы системы смазывания, повышению частоты вращения и нагрузки на подшипник. Он будет дольше работать, если будут соблюдены нормы нагрузки, качества и количества смазочного материала, защита от попадания абразивных веществ и агрессивной среды воздействия.

В качестве превентивной меры производят замену, не дожидаясь полного разрушения, при выявлении в работе усиливающейся вибрации и шума.

Методы выявления неисправности

Замер уровня вибрации и наблюдение за уровнем шума позволяет обнаружить износ на ранних стадиях. Вибромониторинг специальными приборами учета определяет степень износа и диагностирует необходимость замены.

Сигналом к предстоящему выходу из строя ступичных подшипников служит появление низкочастотного шума в области колес. Со временем шум становится сильнее и спустя некоторое время превращается в гул. Можно самостоятельно диагностировать поломку ступичных подшипников, достаточно понаблюдать за шумом, появляющимся на скорости около 40 км/ч. При повороте в противоположную от неисправности сторону, нагрузка становится больше, и шум возрастает. Поворот в сторону негодного подшипника уменьшит нагрузку, гул станет тише. Подшипник ступицы переднего колеса повреждается чаще. Причина в том, что сильные удары колеса о дорожные препятствия вызывают разрушение сепаратора.

Еще один вариант диагностики — прокрутка поднятого колеса и проверка люфта. Вращение колеса с неисправной деталью приведет к появлению шума и люфта колеса.

Подборка видео о неисправных подшипниках и их диагностике:

 

Правила замены неисправного подшипника

Избежать последующего раннего износа (или быстрого выхода из строя) позволит соблюдение основных правил.

  • Главное условие дальнейшей благополучной работы – соблюдение чистоты, защита от попадания чужеродных частиц и грязи при монтаже.

  • Подшипник извлекают из упаковки перед непосредственным монтажом.

  • Детали машины, где предстоит замена подшипника, должны быть закрыты, чтобы защитить от загрязнений место установки.

  • При замене следует избегать механического воздействия на него, нельзя наносить прямые удары по нему.

  • Запрессовка производится при помощи специальной втулки.

Признаки неисправности подшипника

неисправный подшипник

Существует достаточно большое количество различных факторов, которые влияют на длительность эксплуатационного срока службы подшипников. Ускорить

износ подшипника может неправильная сборка и регулировка изделия на заводе, некачественная смазка, а также плохое дорожное покрытие или же, например, работа на предельных температурах. Выход из строя подшипника может повлечь за собой, как минимум, возникновение неприятных шумов и гула. Более серьезная проблема, вытекающая из его износа, это поломка других деталей в соответствующем узле механизма. Так, например, неисправный подшипник ступицы колеса может повлечь за собой его заклинивание в дороге прямо во время движения. Разумеется, что это может привести к самым печальным последствиям. Чтобы избежать этого, стоит обратить пристальное внимание на следующие признаки неисправности подшипника:

Характеристика симптома

Причина возникновения

Машина издает сухой хруст при движении

Как правило, данный звук обозначает первый признак поломки ступичного подшипника. За счет разбитой обоймы сферические элементы рассредоточены в детали неравномерно, что позволяет им свободно перекатываться.

Руль и кузов автомобиля вибрируют

Вибрация возникает из-за высокой степени износа подшипника ступицы, так как обойма уже приведена сферическими элементами в негодность. Данный дефект может повлечь за собой заклинивание узла.

Тяга автомобиля в определенную сторону

Этот эффект похож с тем, что появляется при неправильно настроенном развале-схождении машины. Собственно, за счет стопора в узлах автомобиль может утягивать в определенную сторону.

Само собой, при возникновении подобных симптомов следует проверить исправность данного узла самостоятельно или пригнать транспортное средство на станцию технического обслуживания. Конечно, можно воспользоваться услугами «гаражного сервиса», но зачастую именно такие мастера выполняют некачественную замену подшипников. Не стоит обращать внимание на то, что указанный ресурсный срок ступичных подшипников заявлен до 1000000 километров. Это лишь максимально допустимый предел эксплуатации, который возможен в том случае, если соблюдалось своевременное обслуживание, ездить только по качественному дорожному полотну и не эксплуатировать машину в суровых климатических условиях. Само собой, последнее условие для необъятной России практически невыполнимо, ведь машины у нас активно используются и в зимнюю стужу, и в летний зной, и в осеннюю сырость.

Износ подшипника

признаки неисправности подшипника

Многие автолюбители говорят о том, что машину с неисправным подшипником можно аккуратно использовать еще не один год. Автомастера же, свою очередь, наоборот заявляют о критичной важности замены ступичного подшипника сразу же при обнаружении признаков в нем наличия одного из перечисленных выше дефектов. С точки зрения безопасности жизни, мнение мастеров, безусловно, является приоритетным и к нему стоит прислушаться. Однако, в то же время не стоит забывать, что главной целью многих недобросовестных сотрудников автоцентров является выуживание из нерасторопных и неопытных автовладельцев как можно большего количества денег. Собственно, по этой причине мы и приводим перечень факторов, благодаря которым автовладельцы смогут самостоятельно определить

износ подшипника и необходимость его замены. Всего принято выделять 5 следующих уровней износа:

  1. Возникновение гула во время поворота груженого автомобиля. Подобный шум сам по себе уже является первым тревожным звоночком, но не столь категоричен.
  2. Появление гула во время поворота автомобиля без грузов. Эта степень доставляет еще больший дискомфорт для водителя, но по-прежнему не особо категорична.
  3. Стабильный гул при езде загруженного автомобиля. В таком случае было бы хорошо пройти диагностику транспортного средства.
  4. Стабильный гул при езде машины без груза, который нарастает во время поворотов в одну сторону и немного утихает при поворотах в другую. Подобные симптомы очень важно устранить в ближайшее время, так как это может привести к следующему.
  5. Гул превращается в хруст. Машина периодически уходит в сторону. Такой эффект возникает из-за разбитого сепаратора, в котором ролики качения попали в одну сторону, а обломки корпуса в другую, из-за чего подшипник больше не справляется с нагрузками и не удерживает колесо.

На самом деле, ступичный подшипник является довольно-таки надежным изделием, и для того, чтобы привести его в полную негодность, придется очень сильно постараться. Тем не менее, износ подшипника является актуальной проблемой для множества водителей. Так в чем же причина столь частых поломок? В первую очередь, это может быть большой пробег транспортного средства, ведь со временем любые узлы приходят в негодность. Из данного фактора вытекает еще одна причина — разгерметизация резиновых уплотнительных деталей. Кроме того, на износ подшипника также влияют агрессивная езда и неаккуратное вождение машины и низкий уровень квалификации сотрудников сервисных служб, ведь они могут или перетянуть подшипник при установке или выполнить его неправильную запрессовку, за счет чего он будет неправильно располагаться при передвижении Вашей автомашины.

Проверка подшипников

проверка подшипников

Проверка подшипников является одной из обязательных процедур как при плановом техническом обслуживании автомобиля, так и при ежемесячном самостоятельном контроле. В обычном состоянии важно проверять целостность этих изделий и наличие необходимого в них уровня смазочного вещества, например, литола. Если подшипники с закрытыми типами корпусов оснащаются необходимым количеством смазки на заводе, то такие же изделия уже с открытым корпусом требуют поддержания количества смазки на заданном уровне. При этом важно применять рекомендованную заводом смазку. Выполняется проверка подшипников в гаражных условиях с использованием специального подъемника или домкратов. Собственно, сама процедура несложная, но требует наличия напарника и соблюдения осторожности при ее самостоятельном выполнении. Состоит она, как правило, из следующих этапов:

  • Первоначально машину загоняют на ровную бетонированную или асфальтированную площадку.
  • Затем руками нужно проверить наличие люфта в колесах по вертикальной оси. Чтобы осуществить этот процесс, нужно ухватиться за верх колеса и раскачивать его вперед-назад. При обнаружении характерного люфта вполне можно быть уверенным в износе ступичного подшипника.
  • Для того, чтобы убедиться в этом, «хрустящее» колесо приподнимают на домкрате и вращают. Соответственно, доносящийся оттуда хруст будет обозначать неисправность подшипника ступицы.

Кроме того, переднеприводные автомобили можно поднять на подъемнике, и запустив двигатель, разогнать машину до 4000 оборотов. После этого автомобиль глушат и помощник прислушивается к доносящемуся хрусту и наблюдает за возникновением вибрации. Так или иначе, принимая в расчет указанные признаки неисправности подшипника и учитывая все перечисленные степени износа, автовладелец сам будет в состоянии оценить необходимость и целесообразность замены данного изделия. При этом нужно также проявлять повышенное внимание и при выборе нового подшипника на замену. Отдавать предпочтение лучше более дорогостоящим, но высококачественным экземплярам. В некоторой степени это поможет Вам сохранить узлы Вашего автотранспорта в надежности в течение более длительного времени.

качественный подшипник

Повреждения подшипников качения и их причины |Часть-2

povrezhdenija-podshipnikov-kachenija-3.j

Рисунки 1-4. Раковины усталости. Стадии развития

О чем говорят следы качения


У работающих под нагрузкой опорных узлов на дорожках присутствуют хорошо различимые матовые следы качения. Эти следы, показывающие, что изделие используется, не считаются у механиков следами износа, влияющими на эксплуатационные качества изделия. Матовая поверхность может иметь разную форму – это зависит от условий работы, направления нагрузки и ее величины. Исследование таких следов позволяет делать довольно точные выводы о том, в каких условиях использовался подшипник. Такой анализ выполняется с учетом накопленной годами информации о следах качения, оставленных в различных условиях эксплуатации.
Проблема подшипника может быть точно определена по состоянию следов качения. Осмотр поверхностей дорожек является важным этапом диагностики опорных элементов, поврежденных в процессе использования. Мы собрали данные о разных типах следов и описали причины, вызвавшие их образование. Анализ проводился на основе радиальных и упорных подшипников, но описанные ниже признаки являются общими и для других моделей и типов.

povrezhdenija-podshipnikov-kachenija-4.j
 

povrezhdenija-podshipnikov-kachenija-5.j

povrezhdenija-podshipnikov-kachenija-5.j

povrezhdenija-podshipnikov-kachenija-5.j

Виды повреждения подшипников


По картине характерных повреждений элементов подшипника специалист без особого труда определит причины их появления. Повреждения делятся на первичные, возникшие непосредственно под действием неблагоприятных факторов, и вторичные, являющиеся их следствием. К вторичным повреждениям, вызывающим выход опорных узлов из строя, относят раковины усталости или как их называют питтинг, а также трещины, непосредственно разрушающие подшипник. Но важно помнить, что и первичные повреждения могут приводить к поломке детали. В качестве примера можно назвать износ и, как следствие, слишком большой зазор, вызывающий вибрации и гул при работе узла вращения.

Чаще всего при исследовании неисправного подшипника обнаруживают комплекс первичных и вторичных дефектов. Классифицировать их принято следующим образом:
• Очаги коррозии;
• Следы износа;
• Задиры на рабочих поверхностях;
• Разрушения поверхностей;
• Вмятины и выбоины;
• Дефекты от электрических разрядов.

Список вторичных повреждений более скромен, но и дефекты в нем очень серьезные:
• Трещины;
• Раковины усталости материала.
Все эти проявления износа должны внимательно исследоваться при обслуживании механизма, а особенно при замене вышедшей из строя опорной детали.

Износ подшипника


Если подшипник качения работает в нормальном режиме, то такого явления как износ в нем не наблюдается. Это негативное явление характерно для случаев, когда в узле не хватает смазочного материала или если на рабочие поверхности попали инородные твердые частицы. Еще одна частая причина износа, о которой стоит упомянуть – это вибрации подшипника в нерабочем состоянии.

Абразивные частицы


Имеющие небольшой размер абразивные частицы, такие как продукты износа материала, находясь внутри опорного элемента повреждают все его детали: дорожки качения, расположенные на кольцах, тела качения и даже сепараторы. Определить негативное воздействие этих частиц на поверхность можно по ее матовому цвету. В том случае, если эти частицы являются продуктами разрушения латунного сепаратора, то они могут придать зеленый оттенок смазочному материалу.
Чем больше изнашиваются сепараторы и кольца, тем больше абразивных частиц находится в подшипнике. Процесс этот не прекращается и заканчивается, как правило, полным выходом узла из строя. При относительно небольшом износе применение деталей допускается нормами, но перед дальнейшей эксплуатацией их очищают от старой смазки, тщательно промывают и снова смазывают в соответствии с требованиями производителя.
Могут попасть в подшипник опасные для него частицы и извне. Обычно они проникают через некачественные или не соответствующие условиям эксплуатации уплотнения. Еще два пути для абразивов – загрязненная смазка или небрежность работников при сборке или установке узла.
Типичной картиной повреждения являются вмятины на дорожках и телах качения, а также матовая их поверхность. Часто пластичная смазка при этом приобретает темный цвет. Основными причинами такого состояния детали являются недостаточное соблюдение чистоты при монтаже и использование уплотнений с низкими защитными качествами.

povrezhdenija-podshipnikov-kachenija-5.j


 
Профилактика в этом случае очень проста и не требует приложения особых усилий. В первую очередь нужно содержать рабочее место и инструменты в чистоте. Вторым моментом является поддержание в чистом виде используемого смазочного материала. При возникновении сомнений в чистоте масла, рекомендуется выполнить его фильтрацию. Третье мероприятие, помогающее избежать таких повреждений подшипника – это проверка уплотнительных элементов и, при необходимости, их замена на новые.


Нехватка смазочного материала


Если смазки внутри подшипника недостаточно, то устойчивая пленка на поверхности образоваться не может. Второй причиной того, что смазка не выполняет свои функции, может быть утрата ею своих эксплуатационных характеристик. В этом случае часто возникает непосредственный контакт между металлическими поверхностями тел качения, дорожек и сепараторов. Начальная стадия может быть схожей с процессом притирания частей подшипника. Во время работы узла стираются и срезаются мелкие шероховатости. В это же время проявляется эффект прикатывания частей, из-за которого поверхность полируется и становится зеркальной.

povrezhdenija-podshipnikov-kachenija-5.j
 

После того как смазка полностью исчезает, в процессе работы узла повышается температура. Специальная сталь из которой изготовлен подшипник постепенно изменяет свои свойства, теряя твердость. На поверхности элементов в этом случае появляется «цвет побежалости», который, в зависимости от марки стали и температуры, может быть коричневым или голубым. Температура может повыситься настолько, что подшипник заклинивает и полностью перестает выполнять свои функции.


povrezhdenija-podshipnikov-kachenija-5.j 


Чтобы избежать этой проблемы необходимо следить за подачей смазки в подшипник, если она автоматизирована или уменьшить интервалы между смазываниями, если внесение материала происходит вручную.


Износ из-за вибраций


Когда подшипник стоит, то пленка из смазочного материала между телами качения и дорожками не возникает. Между деталями узла появляется опасный для него металлический контакт. Если в этот момент на подшипник начинает действовать вибрация, то возникают перемещения элементов с небольшой амплитудой, со временем вызывающие появление в металле углублений. Эти повреждения имеют особое название у специалистов - «ложное бринеллирование» или проще - «стиральнаядоска». При этом повреждения в разных типах подшипников отличаются – шарики оставляют на дорожках вмятины, а ролики – борозды.
Часто такой тип износа сопровождается коррозией в местах повреждений, что связано с тем, что отделяемые при взаимодействии деталей частицы постепенно окисляются. Чаще всего при «ложномбринеллировании» сами тела качения не получают повреждений и остаются в отличном рабочем состоянии.


Размеры повреждений и скорость их появления при вибрациях напрямую зависят от энергии воздействия на подшипник, а также от времени негативного воздействия и размеров зазора в подшипнике. При этом частота колебаний не оказывает на этот процесс какого-либо влияния. Отдельно стоит отметить, что роликовые подшипники более чувствительны к вибрациям, чем шариковые, а самыми уязвимыми считаются цилиндрические роликовые узлы.


povrezhdenija-podshipnikov-kachenija-5.j 


«Ложное бринеллирование» - это характерная черта подшипников, установленных в машинах, работающих с перерывами, но расположенными в зоне эксплуатации других машин и механизмов. Также это явление можно обнаружить на опорных узлах машин, перевозившихся железнодорожным транспортом. Если есть риск подобного воздействия на машину, то конструкторам рекомендуют снижать эффект от вибрационного воздействия, используя вместо роликовых, менее подверженные «ложному бринеллированию» шариковые детали.
Чтобы максимально снизить воздействие вибраций на неработающий шариковый подшипник, иногда создают в нем при помощи пружин предварительный натяг. Еще одной эффективной защитной мерой является погружение подшипников нагруженной зоной в ванну с маслом. Но наиболее доступным и поэтому самым популярным методом является применение специальных амортизирующих опор. При транспортировке иногда временно закрепляют валы, исключая их смещения на опорных узлах.


povrezhdenija-podshipnikov-kachenija-5.j 

Вмятины


На дорожках колец и телах качения могут появляться вмятины. Обычно причина этих повреждений заключается в передаче усилий при монтаже через тела качения, непосредственно на дорожки колец. Еще одна причина – приложение значительной силы к подшипнику, находящемуся в состоянии покоя. Менее распространенный случай – это появление на поверхностях углублений, вызванных инородными частицами, попавшими в подшипник.


Обычно расстояние между двумя вмятинами, расположенными по соседству, равно расстоянию между соседствующими друг с другом шариками или роликами. Сферические подшипники чаще, чем опоры других типов, подвержены таким повреждениям в процессе монтажа. Первой стадией при воздействии нагрузки в неподвижном состоянии становятся задиры и лишь потом они развиваются в полноценные вмятины, если нагрузка продолжает усиливаться.

povrezhdenija-podshipnikov-kachenija-5.j


 
Подвержены появлению вмятин при монтаже и конические подшипники. Чтобы избежать повреждений, при монтаже их рекомендуют постоянно проворачивать. Чрезмерный натяг также может стать причиной повреждений, поэтому при установке упорных подшипников рекомендуется проявлять максимальную аккуратность. Если подшипник поставляется с документацией, как часто бывает с продукцией компании SKF, то соблюдение приведенных в ней рекомендаций по монтажу позволит избежать повреждений такого характера.


Вмятины, появляющиеся из-за посторонних частиц


Посторонние частицы, например металлические стружки, попав в подшипник, вызывают появление вмятин. Это происходит потому, что при работе узла тела качения «закатывают» стружку в поверхность дорожки качения. Наибольшую опасность представляют в этом плане твердые частицы, но опыт показывает, что и мягкими пренебрегать не стоит. Даже бумага и волокна ткани способны в некоторых случаях стать причинами появления вмятин. Узнать повреждения, полученные из-за проникновения в рабочую зону инородных частиц совсем несложно – они, как правило, относительно небольшие и равномерно распределены по всей площади дорожек качения.

povrezhdenija-podshipnikov-kachenija-5.j


 
Хороший способ избежать подобных неприятностей – это соблюдение чистоты при сборке и установке опорной детали. Кроме этого стоит обращать внимание на качество смазочного материала, а также на целостность и плотное прилегание уплотнений подшипника.


Задиры


Такие распространенные повреждения подшипников как задиры, являются следствием недостаточного смазывания поверхностей. При скольжении двух элементов относительно друг друга под нагрузкой и без смазки, неизбежно происходит перенос частиц материала с одной поверхности на другую. Именно это явление в механике и называют задирами. Поверхности при таком типе повреждений выглядят шершавыми. Но не это самое опасное в таком случае. Дело в том, что образование задир сопровождается повышением температуры материала, а этот процесс вызывает отпуск металла, который крайне нежелателен в случае с элементами подшипника. Местная концентрация напряжений при отпуске становится причиной образования трещин в материале.


Задиры на торцах роликовых тел качения и бортах


Подшипники цилиндрического и конического типа, а также сферические узлы, имеющие направляющие бортики, подвержены появлению задиров на торцах тел качения и на направляющих  поверхностях. Обычно причиной повреждения является нехватка смазочного материала в местах контакта торцов и направляющих бортов. Но иногда роликоподшипник получает задиры и при особенно больших осевых нагрузках, что бывает, когда коническую опору монтируют с предварительным натягом особенно большой величины.
Гораздо меньше подвержены появлению задир опорные подшипники с осевой нагрузкой, изменяющей свое направление в ходе работы механизма. Это связано с тем, что при таком режиме работы детали на поверхность, которая оказалась без нагрузки, поступает смазочный материал.

povrezhdenija-podshipnikov-kachenija-5.j


 
Борьба с этим явлением заключается в правильном подборе смазки и контролем за ее количеством в работающем подшипнике.


Задиры на поверхностях роликов и дорожек


В некоторых случаях задиры могут возникать и на поверхностях качения роликов и дорожек колец. Это типичный случай для деталей цилиндрического и сферического типа. Появляются эти повреждения при торможении роликов в зоне, где отсутствует рабочая нагрузка. При этом возникают условия, при которых кольца не могут вести тела качения из-за отсутствия сил трения. Но при резком входе в нагруженную зону тела получают такое большое ускорение, что пробуксовывают на месте, порождая в местах контакта с кольцами зоны с задирами.
 

povrezhdenija-podshipnikov-kachenija-5.j


Такие задиры выглядят как шероховатые или неравномерно окрашенные зоны на поверхностях деталей подшипников. Избежать повреждений такого плана можно используя опорный узел с меньшим зазором и тщательно подбирая смазочные материалы в соответствии с условиями эксплуатации узла вращения.


Коррозия


Если на подшипник воздействует вода или агрессивная среда, то их основной защитой является слой смазки. Если материала на поверхности элементов изделия недостаточно, то на ней появляются очаги коррозии. Коррозия может быть глубокой – «щелевой», а также контактной, или как ее называют фреттинг-коррозия.


Глубокая коррозия


Глубокая коррозия вызывает разрушение материала подшипника, с постепенным образованием опасных для детали трещин. Особенно высокий уровень опасности для детали создают соляные растворы, в том числе морская вода.

povrezhdenija-podshipnikov-kachenija-5.j


 
Коррозия глубокого типа выглядит как серо-черные полоски, расположены поперек колец подшипника на его дорожках. Возможна также сквозная коррозия, которая типична для случаев, когда агрессивный фактор действует продолжительное время. Защитить от коррозии этого типа смогут эффективные уплотнения, а также специальные смазки с ярко выраженными антикоррозийными характеристиками.


Фреттинг-коррозия


Контактная, или фреттинг-коррозия – это повреждения, которые возникают из-за относительного движения деталей подшипника в местах контакта кольца с посадочным местом на валу или оси. При активном развитии такой коррозии она может очень глубоко проникнуть в материал кольца и вызвать его разрушение.

povrezhdenija-podshipnikov-kachenija-5.j


 
При контакте поверхностей отделяются мельчайшие частицы материала, интенсивно окисляющиеся под действием воздуха. В результате образуется слой контактной ржавчины, которая постепенно прогрессирует и портит поверхность. Фреттинг-коррозия нарушает плотное прилегание кольца к валу, что негативно действует на распределение сил внутри опорной детали при ее работе. Дополнительно эти мелкие частицы наносят повреждения поверхностям качения, действуя как абразивный материал.

Повреждения подшипников качения и их причины |Часть-1

Причины снижения ресурса и выхода из строя подшипников качения

При ревизии оборудования или замене смежных узлов ремонтники нередко диагностируют преждевременный износ подшипников. Опоры вращающихся валов становятся непригодными к дальнейшей эксплуатации, хотя «по документам» срок их плановой замены еще не подошел. Исследования условий эксплуатации, микроструктуры и исходных дефектов материалов, которые проводятся компанией SKF, показывают, что наиболее частыми причинами снижения ресурса подшипников являются ошибки монтажа, смазывания, отсутствие своевременного обслуживания и попадание загрязнений внутрь корпусов. 

В вышеописанных случаях замена подшипника или переход на продукт другого производителя не дадут положительного результата. Если во время ревизии выявлен дефект, необходимо установить и устранить его причину.

Виды повреждений подшипников

Абразивный износ. В результате попадания крупинок ржавчины, окалины или металлической пыли контактные поверхности колец, роликов или шариков становятся матовыми, как после пескоструйной обработки. Дальнейшая эксплуатация подшипника в абразивной среде приводит к увеличению зазоров.

Абразивный износ

Фото: eurobearings.es

Вмятины. Крупная частица, попавшая между роликом и кольцом, оставляет отпечаток соответствующей глубины. Также вмятины могут быть оставлены самими телами качения.

Задиры. При остановке вращения роликов вокруг своей оси и скольжении по кольцам на них возникают дефекты, связанные с налипанием металла. Подобные дефекты возникают и на посадочных поверхностях подшипников при проворачивании наружного кольца в буксе или внутреннего по валу.

Абразивный износ

Фото: nskeurope.com

Коррозия. Явление вызвано химическим или электрохимическим окислением металла, в начальной стадии проявляется в виде пятен ржавчины, на месте которых затем образуются глубокие раковины.

Коррозия

Фото: researchgate.net

Следы прохождения электричества. Глубина проплавления металла зависит от напряжения и силы тока, продолжительности его воздействия, частоты вращения вала, вида смазочного материала. При прохождении электричества через подшипник на полностью остановленном роторе возникает один – два дефекта. Во вращении постепенно повреждаются все поверхности качения.

Отпуск стали. Изменение цвета колец и тел качения на синий, желтый или коричневый свидетельствует о том, что подшипник подвергался нагреву. В результате в стали произошли фазовые и структурные превращения, которые привели к снижению твердости.

Отпуск стали

Фото: smtu.ru

Поверхностные разрушения. Отслоение частиц металла выглядит как крупнозернистый излом и образуется в результате сухого трения. Этот дефект часто путают с естественной усталостью, которая проявляется в виде мелкой сетки в подповерхностном слое.

Поверхностные разрушения

Фото: nskeurope.com

Трещины. Этот вид повреждений считается вторичным, поскольку чаще всего развивается в местах задиров, коррозии, усталостных раковин или вмятин. Часто трещины являются следствием нарушения технологии сборки.

Трещина

Фото: pnevmolux.com

Характерные причины повреждений и способы их предотвращения

Вид повреждений

Вероятные причины возникновения

Как предотвратить

Абразивный износ
  1. Попадание грязи при монтаже.
  2. Разрушение уплотнений.
  3. Воздействие стружки от латунного сепаратора. 
  4. Недостаточное смазывание.
  1. Удалить загрязненную смазку, промыть подшипник.
  2. Заменить уплотнения.  
  3. Найти причины утечки масла, пересмотреть и скорректировать режим подачи густой смазки.
Вмятины от тел качения
  1. Прикладывание усилий не к тому кольцу во время монтажа.
  2. Слишком большой натяг.
  3. Зажатие наружного кольца корпусом.
  4. Неправильное соотношение радиальных и осевых рабочих нагрузок.
  5. Перегрев.
  1. Проводить сборку в соответствии с технологической картой. 
  2. Проверить натяг (после демонтажа поврежденного подшипника).
  3. Проверить внутренний диаметр в корпусе, при необходимости – расточить. Проверять вращение и радиальный зазор в подшипнике щупами. 
  4. Найти причину увеличения нагрузок.
  5. Решить проблемы смазывания и охлаждения. Выбрать подшипник с увеличенным тепловым зазором. 
Вмятины от инородных тел Попадание частиц в процессе монтажа или со смазкой. Удалить загрязненную смазку, промыть подшипник.
Задиры на торцах роликов
  1. Недостаток смазки.
  2. Чрезмерные осевые нагрузки.
  1. Проверить подачу смазки.
  2. Устранить причины осевых нагрузок.
Задиры на поверхностях качения
  1. Удары при монтаже.
  2. Перекос наружного кольца относительно внутреннего.
  3. Нарушение центровки в муфтовом соединении.
  1. Напрессовывать через мягкую оправку.
  2. Устранить перекос, при монтаже проверять вращение. 
  3. Совместить оси сопрягаемых валов.
Задиры на посадочных поверхностях Зазоры, вследствие которых произошло проворачивание или осевое смещение колец относительно вала или корпуса. Проверять размеры перед сборкой. Восстановить диаметры посадочных поверхностей вала и корпуса. При невозможности восстановления – заменить детали. Выбрать посадку с большим натягом.
Коррозия
  1. Попадание воды в подшипник со смазкой или через уплотнения.
  2. Зазоры на посадочных местах.
  1. Проверить качество смазочного материала, заменить уплотнения.
  2. Увеличить натяг. Устранить «эллипс» и «конус» на сопряженных с подшипником деталях.
Прохождение электрического тока
  1. Проведение сварочных работ.
  2. Пробой изоляции питающих кабелей. 
  1. Устанавливать обратный кабель так, чтобы исключить прохождение тока через подшипник. 
  2. Заземлять оборудование. 
Поверхностные разрушения
  1. Избыточный натяг. 
  2. Отклонения формы посадочных поверхностей от цилиндрической.
  3. Деформации и смещения деталей корпуса при затяжке болтов.
  4. Смещение одного кольца относительно другого в осевом направлении. 
  1. Выполнять посадку в соответствии с допусками.
  2. Наплавка с последующей шлифовкой или замена деталей.
  3. Расточить отверстие в корпусе при утянутых болтах. Использовать направляющие штифты при сборке.
  4. Проверить линейные размеры всех шеек  на валу. Выполнить регулировку в осевом направлении.
Отпуск
  1. Перегрев во время монтажа.
  2. Отсутствие смазки.
  3. Отказ системы охлаждения.
  4. Чрезмерный натяг. 
  1. Не использовать открытый огонь для нагрева подшипников (газовые и керосиновые горелки). Применять индукционные нагреватели или масляные ванны с контролем температуры.
  2. Проверить наличие смазки.
  3. Проверить циркуляцию хладагента.
  4. Проводить сборку в соответствии с допусками. 
Трещины
  1. Удары молотком, использование закаленных оправок.
  2. Чрезмерный натяг. Трещина возникает при остывании подшипника (горячая цилиндрическая посадка) или во время монтажа (коническая посадка). 
  1. Использовать инструмент и технологии, рекомендуемые в каталоге подшипников. 
  2. Соблюдать натяг, изменить посадку. Использовать технологию монтажа SKF Drive-Up Method. Назначить посадку с меньшим натягом.

 

Множество вторичных повреждений возникает при разрушении сепаратора. Из-за этого не удается установить причину возникновения проблемы. Единственный способ избежать разрушения – выполнять регулярный осмотр и диагностику оборудования.

Диагностика

Вибромониторинг. Любой вид износа сопровождается увеличением уровня вибрации. В зависимости от степени ответственности узла разрабатывают график периодического контроля виброскорости и амплитуды колебаний или в опоры устанавливаются стационарные преобразователи для непрерывного слежения. Контроль вибрации позволяет выявить некоторые ошибки монтажа. Например, наличие осевых колебаний говорит о перекосе колец, а нестабильность фазы – о прогибе вала. 

Контроль температуры. При утечке масла или прекращении циркуляции охлаждающей жидкости подшипник перегревается и разрушается в течение нескольких минут. Установка термостата в опору дает возможность отключить оборудование при превышении температурного порога. 

Контроль нагрузки привода. Высокие пусковые и рабочие токи – следствие того, что подшипники установлены несоосно, наружное кольцо зажато корпусом, увеличен натяг по внутреннему диаметру, посадочное место имеет эллипсовидную поверхность. Нагрузка увеличивается из-за вмятин, разницы в температурах вала (внутреннего кольца) и корпуса (наружного кольца). 

Как избежать преждевременного износа подшипников

Чтобы подшипник отработал заложенное количество циклов, необходимо соблюдать правила монтажа, указанные производителем, требования к сборке и техническому обслуживанию узлов и механизмов. В большинстве случаев достаточно выполнения следующих рекомендаций:

  • Хранить подшипники в заводской упаковке и вскрывать непосредственно перед монтажом.
  • Удалять консервационную смазку, если это указано в паспорте сборочной единицы.
  • Не допускать попадания пыли и инородных предметов в механизм, закрывать отверстия и посадочные места парафиновой бумагой или полимерной пленкой. Контролировать отсутствие ворса после протирки поверхностей ветошью.
  • Не производить сборку вблизи металлообрабатывающих станков, на сварочных постах и в местах проведения газорезательных работ.
  • Не наносить ударов по подшипнику. 
  • Для посадки с натягом использовать гидравлические домкраты и втулки из незакаленных металлов.
  • Для нагрева подшипников использовать индукционные нагреватели или ванны с горячим маслом. Контролировать температуру.
  • Поверять диаметры посадочных мест, радиусы скруглений и галтелей на валах и в корпусах.
  • Контролировать зазоры между кольцами и телами качения после посадки, установки в корпус и периодически в процессе работы узла.
  • Тщательно проверять соосность валов (центровку) в муфтовых соединениях.
  • Провести динамическую балансировку роторов на рабочей частоте вращения.
  • Применять рекомендуемую производителем смазку для подшипников, следить за ее уровнем. 
  • Следить за состоянием сальниковых уплотнений. 

Для некоторых видов машин разработаны специфические мероприятия, обеспечивающие сохранение рабочего ресурса опор. Например, рабочие колеса эксгаустеров, аспирационных машин запускают с закрытыми шиберами или шторками направляющих аппаратов, а нагружают только после разгона ротора до рабочей частоты вращения.  

Если дефект уже есть, и он находится в начальной стадии, устранение его причин может продлить жизненный цикл подшипника. Например, развитие абразивного износа, который проявился в виде матирования, можно предотвратить промывкой узла и набивкой чистой смазки. При появлении цветов побежалости или скола требуется немедленная замена подшипника. 

Сведения, приведенные в статье, являются неполными. В некоторых видах оборудования возникают дефекты, вызванные особенностями их эксплуатации. Для анализа причин и разработки мероприятий по их устранению может потребоваться консультационная помощь производителя подшипников.

Основные дефекты подшипников и их причины

Категория:

   Подшипники качения

Публикация:

   Основные дефекты подшипников и их причины

Читать далее:



Основные дефекты подшипников и их причины

Установить причину выхода из строя подшипника и определить пригодность его к дальнейшей работе в большинстве случаев можно на основании внешнего осмотра деталей и замеров зазоров подшипника.

Износ рабочих поверхностей — наиболее частый дефект подшипников электрических машин как общего, так и многих машин специального назначения. Пыль, мелкий песок, продукты износа щеток и т. п., смешиваясь со смазкой, вызывают абразивное истирание рабочих поверхностен Радиальный зазор и осевая игра подшипника увеличиваются, а при сильном износе достигают значительных величин. Рабочие поверхности принимают характерный матовый оттенок.

Если в подшипник абразивные частицы не попадают, то, как показывают многочисленные замеры подшипников, отработавших в эксплуатации и на стендах по нескольку расчетных долговечностей, величины зазоров не выходят за пределы, установленные для новых подшипников. Следовательно, увеличение зазоров более чем на 2—3 мк, т. е. на величину возможной погрешности в замерах, указывает на абразивный износ рабочих поверхностей. Попадание абразивных частиц в подшипник может происходить как при монтаже, так и в процессе эксплуатации электрической машины.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Грязь на рабочем месте, хранение смазки в открытых банках, низкое качество самой смазки, плохая промывка или промывка в грязном бензине, открытое хранение как промытого подшипника, так и смонтированного на валу основные причины загрязнения подшипника.

У роликовых подшипников от попадания абразивных частиц происходит также износ борта и на торце ролика появляется уступ.

Абразивный износ рабочих поверхностей может происходить также при их значительной коррозии. Продукты коррозии, смешиваясь со смазкой, портят рабочие поверхности, так же как и загрязнение подшипника. Поэтому подшипники с глубокой коррозией даже на нерабочих поверхностях отбраковывают.

Следует отметить, что в большинстве машин общего назначения и во многих машинах специального назначения можно допустить повышенные по сравнению с данными в приложениях 1, 2 и 3 величины радиальных зазоров и осевой игры. Эти вопросы решаются в каждом конкретном случае с учетом размера подшипника, конструкции машины, требований к величине допустимых зибраций и определяется практикой эксплуатации в каждом отдельном случае.

Усталостное выкрашивание металла на дорожках качения колец происходит вследствие усталости металла от действия многократных нагружений телами качения. Величина очага выкрашивания металла зависит от времени работы подшипника после образования трещин усталости, от которых начинается выкрашивание. Чем больше удельные (т. е. приходящиеся на каждый квадратный сантиметр) нагрузки, чем выше обороты и сильнее вибрации, тем быстрее распространяется выкрашивание металла по длине дорожки качения. Подшипники, имеющие выкрашивание металла на рабочих поверхностях, независимо от величины очага выкрашивания к дальнейшей работе непригодны.

Появление усталостного выкрашивания может произойти по трем основным причинам: усталости металла после обработки расчетной долговечности; как результат неправильного монтажа и увеличенных нагрузок; из-за плохого качества подшипника.

Усталостное выкрашивание после отработки расчетной долговечност и—явление нормальное. Для электрических машин общего назначения малой и средней мощности расчетная долговечность обычно равна 10000—20000 ч и выше.

Рис. 1. Усталостное выкрашивание металла на рабочих поверхностях подшипников. а — на внутреннем кольце шарикового радиального однорядного подшипника после продолжительной работы от момента начала выкрашивания; б — на шарике шарикового радиального однорядного подшипника.

Причиной увеличенных нагрузок может явиться неправильный монтаж.

Повреждения рабочих поверхностей при монтаже эксплуатации также резко уменьшают работоспособность подшипника. Как показали испытания, ухудшение чистоты обработки дорожек качения шариковых однорядных подшипников с 10-го класса чистоты на 9-й класс уменьшает долговечность подшипника в 2 раза. Еще более резко сокращается долговечность при дальнейшем уменьшении чистоты обработки. Отсюда ясно, что попадание в подшипник твердых частиц, которые ухудшают чистоту рабочих поверхностей подшипника, приводит к резкому уменьшению его долговечности.

Появление выкрашивания у роликового подшипника на краю дорожки качения может явиться следствием перекоса наружного кольца относительно внутреннего из-за плохого монтажа, несоосности вала и посадочного места в корпусе, неперпендикулярности (больших биений) опорных заплечиков вала и корпуса.

Усталостное выкрашивание металла как следствие недостатков изготовления подшипника происходит по следующим причинам:
— понижения или повышения твердости колец и тел качения из-за нарушения режима термообработки; устанавливается замерами твердости и проверкой в лаборатории структуры металла;
— шлифовочный ожог — местный отпуск (понижение твердости) в результате кратковременного резкого повышения температуры при шлифовке;
— выявляется в лаборатории травлением в 3—6%-ном водном растворе азотной кислоты;
— несоблюдение геометрических размеров, зазоров и биений колец; неточное изготовление тел качения. Замеры проводятся в лаборатории;
— плохое качество металла — крупные неметаллические включения, шлаковины, рыхлоты и др., выходящие на ра” бочую поверхность деталей подшипника или расположенные вблизи нее; выявляются металлографическим исследованием в лаборатории;

Цвета побежалости могут появиться в результате неправильной посадки подшипников на вал или в корпус, так как чрезмерные натяги приводят к выборке зазоров подшипника и как следствие к нагреву.

При значительных нагрузках и высоких оборотах цвета побежалости сильный перегрев и заклинивание подшипника могут явиться следствием выкрашивания металла на рабочих поверхностях.

Следует отметить, что характер разрушения подшипника при работе без смазки и от усталостного выкрашивания поверхности деталей различен.

Подшипники с цветами побежалости на рабочих поверхностях деталей к дальнейшей работе непригодны.

Разрушение штампованных сепараторов происходит по следующим причинам:
— от касания о кольцо из-за износа гнезд сепаратора или некачественного его изготовления; у подшипников малых размеров с диаметром отверстия менее 10 мм касание о кольцо допускается, но в этом случае чистота бортов и допуска на геометрию ужесточены;
— от появления выкрашивания металла на рабочих ДО” рожках колец; при появлении выкрашивания металла дорожках качения колец нагрузки на сепаратор B03P^j стают; поэтому, если на кольцах имеется выкрашиван ч металла, то разрыв сепаратора является его следствием,
— разрушение массивных сепараторов происходит также: из-за износа сепаратора по центрирующим поверхностям- при этом возникают дополнительные нагрузки на сепаратор, которые с увеличением износа возрастают; поэтому у разрушенного сепаратора необходимо внимательно осмотреть состояние центрирующих поверхностей;
— как следствие выкрашивания на дорожках качения колец и работы подшипника с недостаточным количеством смазки.

Подшипники с разрушившимся сепаратором отбраковываются. Кроме того, к дальнейшей работе не допускаются подшипники, имеющие износ сепаратора, трещины, грубые забоины, обрыв заклепок.

После осмотра подшипник проверяется на легкость вращения. Проверка производится медленным вращением от руки наружного кольца относительно внутреннего в горизонтальной плоскости. При заеданиях и притормаживаниях производится повторная промывка в бензине. Если ненормальности не устраняются, нужно тщательнее осмотреть рабочие части. Для проверки наличия зазора между штампованным сепаратором и кольцами отверткой или другим инструментом перемещают сепаратор из одного крайнего положения в другое. Сепаратор не должен касаться бортов колец.

Рекламные предложения:


Читать далее: Монтаж подшипников

Категория: - Подшипники качения

Главная → Справочник → Статьи → Форум


ПОВРЕЖДЕНИЯ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Перегрев подшипников
Povrezhdenie-podshipnikov-001-Peregrev.jpg
Поломка наружного кольца подшипника
Povrezhdenie-podshipnikov-002-Polomka naruzhnogo kolca.jpg
Причина
• сильный внешний нагрев
• недостаточный теплоотвод
• недостаточные охлаждение или смазка

Последствия
• изменение цвета колец, тел качения и обойм (от
жёлтого до синего)
• температура свыше 200 °С снижает твёрдость
и допустимую нагрузку, что может привести к
преждевременному выходу из строя
• в самых неблагоприятных случаях компоненты
подшипника деформируются
• повышение температуры может ухудшить или
разрушить смазочный материал

Устранение
• контроль температуры и нагрузок
• отвод тепла в достаточной степени

Причина
• недостаточная поддержка колец в корпусе
подшипника
• осевой преднатяг из-за неправильного зазора в
подшипнике при высокой рабочей температуре

Последствия
• обычно разлом проходит равномерно по окружности
и зачастую сопровождается выламыванием отдельных
кусков
• при осевой нагрузке эти разломы обычно возникают
непосредственно за центром дорожки качения
• пятно контакта на внешней стороне наружного
кольца подшипника неравномерное

Устранение
• исправление установочного положения подшипника
• правильный зазор в подшипнике
• выполнение инструкций по монтажу
компании-производителя

Перекос подшипников
Povrezhdenie-podshipnikov-003-Perekos.jpg
Слишком тугая посадка подшипника
Povrezhdenie-podshipnikov-004-Slishkom tugaja posadka.jpg
Причина
• погнувшиеся валы
• заусенцы или грязь на валу или заплечиках корпуса
• резьба на валу расположена не параллельно оси
посадочного гнезда подшипника
• гайки валов с торцами, не совпадающими с осью резьбы

Последствия
• след износа, проходящий наискось к кромкам
дорожки качения неподвижного кольца

Устранение
• проконтролировать валы и корпусы, нет ли
отклонений от траектории движения по заплечикам и
посадочным гнёздам подшипников
• обработка резьбы и посадочного гнезда подшипника
• использование точных гаек валов

Причина
• колея по всей окружности дорожки качения

Последствия
• длительная эксплуатация под высокой нагрузкой, при плохой смазке и слишком малом зазоре в подшипнике ведёт к быстрому износу и усталости материала

Устранение
• правильная регулировка зазора и/или ступичного
подшипника

Усталость материала в подшипниках
Povrezhdenie-podshipnikov-005-Ustalost materiala.jpg
Вмятины от тел качения
Povrezhdenie-podshipnikov-006-Vmjatiny ot tel kachenija.jpg
Причина
• использование неподходящего подшипника (снаружи
незаметно, однако внутренняя конструкция вероятно
непригодна для данного случая применения)

Последствия
• часто называется шелушением; вызывается
трещинами в дорожке качения и непрерывным
отслаиванием металлических частиц от внутренних
колец, наружных колец и тел качения
• шелушение прогрессирует и, однажды начавшись, при
длительной эксплуатации быстро расширяется
• сопровождается всё более усиливающимися шумами

Устранение
• замена подшипника
• отвод тепла в достаточной степени

Причина
• статическая перегрузка подшипника
• сильные удары по подшипнику
• использование молотка при установке
• падение подшипников или других устанавливаемых
конструктивных узлов
• установка подшипника на валу при помощи силового воздействия на наружное кольцо

Последствия
• вмятины от тел качения представляют собой
вдавливания на дорожках качения и усиливают
вибрацию подшипника (шумы)
• значительные вмятины от тел качения могут привести к преждевременному выходу из строя

Устранение
• монтаж и демонтаж подшипников с помощью
подходящего инструмента
• силовое воздействие только на то кольцо, которое
жёстко установлено
• выполнение инструкций по монтажу компании-
производителя

Загрязнение подшипников
Povrezhdenie-podshipnikov-007-Zagrjaznenie.jpg
Неправильная смазка подшипников
Povrezhdenie-podshipnikov-008-Nepravilnaja smazka.jpg
Причина
• разлетающаяся пыль, грязь или абразивные вещества
из загрязнённых рабочих помещений
• грязные руки или инструменты
• посторонние добавки в смазывающих или чистящих веществах

Последствия
• вмятины на телах качения и дорожках качения
вызывают вибрации

Устранение
• чистота в рабочих помещениях, чистые инструменты,
вспомогательные средства и руки снижают риск
загрязнения
• не выполнять шлифовальных работ рядом с местом,
где монтируются подшипники
• хранение подшипника до установки в оригинальной
упаковке
• при загрязнённом окружении необходимо принять
меры по изоляции
• при перерывах в работе накрывать открытые
монтируемые подшипники

Причина
• недостаточная смазка
• слишком высокие температуры

Последствия
• изменение цвета тел качения (голубой/коричневый) и
появление колеи от тел качения
• износ тел качения, колец и обойм
• полный отказ

Устранение
• использование нужного смазочного материала в
нужном количестве
• контроль преднатяга для снижения температуры
подшипника

Коррозия подшипников
Povrezhdenie-podshipnikov-009-Korrozija.jpg
Поломки буртиков подшипников
Povrezhdenie-podshipnikov-010-Polomki burtikov.jpg
Причина
• подшипники подвергаются воздействию
разъедающей жидкости или среды
• повреждённые уплотнения или неподходящий
смазочный материал

Последствия
• красно-бурые пятна или налёт на телах качения,
дорожках качения или обоймах
• повышенная вибрация, сопровождаемая износом
• повышение радиального зазора или потеря
преднатяга

Устранение
• предотвращение появления коррозионных жидкостей
в районе подшипников
• использование нужного смазочного материала с
подходящей спецификацией

Причина
• осевая нагрузка недопустимо высокая, недостаточная
опора для буртика
• осевая ударная нагрузка
• ошибки при монтаже или демонтаже

Последствия
• опорные буртики частично или полностью
выламываются или ломаются

Устранение
• не превышать предписанной нагрузки
• соблюдать инструкции по монтажу и порядок
монтажа

Задирный износ подшипников
Povrezhdenie-podshipnikov-011-Zadirnyj iznos.jpg
Неправильная направленность подшипников
Povrezhdenie-podshipnikov-012-Nepravilnaja napravlennost nagruzki.jpg
Причина
• недостаточная смазка при высоких нагрузках
• количество смазочного материала недостаточно или
его плотность слишком мала
• между торцом роликов и буртиком нет
гидродинамической смазочной плёнки
• слишком высокий преднапряг из-за теплового
расширения
• перекос роликов из-за износа дорожки качения или
перекоса колец

Последствия
• частичные или обширные слипания и глубокие
царапины в буртиках и торцах роликов
• пригорание смазки на этом участке

Устранение
• использование нужного смазочного материала с
подходящей спецификацией
• обеспечение правильного преднатяга подшипника

Причина
• Радиально-упорные шарикоподшипники
сконструированы под определённую направленность
нагрузки. Если нагрузка происходит в другом
направлении, то эллиптическая контактная
поверхность отрезается низкими заплечиками.
• В результате возникает очень большая нагрузка,
температура значительно повышается, затем
возникает всё более усиливающаяся вибрация, что
приводит к преждевременному выходу из строя.

Последствия
• на шариках образуются полосообразные следы
износа – из-за вращения шариков по кромке дорожки качения

Устранение
• обеспечить надлежащую установку радиально-
упорных шарикоподшипников

Неисправности подшипниковых узлов, способы устранения

Симптомы неисправ-ностей

Виды дефекта, причина

Способ устранения

Эскизы

1, 2, 3, 6

Неправильный выбор смазочного материалаОшибка конструктора, производителя, обслуживающего персонала, неподходящий для данных условий сорт масла или пластичной смазки Провести консультации с производителями смазочного материала. При изменении сорта масла/смазки следует проводить испытание старого и нового материала на смешиваемость
Недостаточное смазываниеНизкий уровень масла. Утечка масла через уплотнения. В корпусе недостаточно пластичной смазки Привести кол-во масла(смазки) в соответствие с ТД.Уровень масла в подшипнике должен быть немного ниже середины нижнего тела качения.Корпус должен быть заполнен пластичной смазкой от 1/3 до 1/2 свободного объема

1, 6

Избыточное смазываниеКорпус излишне заполнен пластичной смазкой / уровень масла высокий. Результат — повышенные потери на трение (из-за барботажа — перемешивания) и нагрев ПК Привести кол-во масла(смазки) в соответствие с ТД.Уровень масла в подшипнике должен быть немного ниже середины нижнего тела качения.Корпус должен быть заполнен пластичной смазкой от 1/3 до 1/2 свободного объема

1

Утечки смазки. Засорены отверстия для возврата (слива) масла в системуНасосный эффект уплотнений проводит к утечке масла. На ранней стадии развития дефектов шум и вибрация невелики Прочистить отверстия.Удалить (тщательно) старое масло.Заполнить корпус свежим маслом в соответствии с требованиями ТД

1….3

Утечки смазки, проникновение загрязнений в подшипник. Дефект работы уплотненияУтечки смазки или попадание загрязнений в подшипник в результате неправильной установки (работы) и/или значительного износа контактных уплотнений Промыть (тщательно) подшипник.Заполнить новой смазкой.Установить новое уплотнение в соответствием с требованиями изготовителя или ОТУ.При необходимости, восстановить нормальный контакт уплотняющей кромки манжетного уплотнения и вала

3

Утечки смазки. Нарушения плотности прилегания поверхностей в разъеме (стыке) составного корпуса подшипникаМасло вытекает из корпуса. Возможна значительная утечка смазки Применение уплотняющих прокладок не рекомендуется.Проверить состояние поверхностей на соответствие требованиям ОТУ.При небольших утечках нанести на поверхности разъема слой герметика (позволит ликвидировать небольшую утечку).При значительных утечках заменить корпус
Неправильная индикация уровня масла: отверстия для вентиляции системы смазывания перекрытыНедостаток (отсутствие) смазки вследствие неправильной индикации уровня масла Очистить запертое отверстие для выхода воздуха из указателя уровня масла

1, 3

Неправильная установка регулятора уровня маслаРегулятор уровня масла установлен слишком высоко или слишком низко.Регулятор уровня масла расположен неправильно относительно направления вращения подшипника Остановить машину. Обеспечить номинальный уровень масла (уровень масла не должен превышать середины нижнего тела качения). Провести регулировку маслоуказателя в соответствии с ТД. Пустить машину и настроить регулятор при работающей машине. Обеспечить правильное положение регулятора относительно направления вращения

2

Интенсивный воздушный поток (при перепаде давлений воздуха), обдувающий подшипникПоток воздуха, направленный на подшипниковый узел, вызывает утечки масла (вентиляторы, воздуходувки, у которых забор воздуха происходит рядом с подшипником) Минимизировать перепад давлений между боковыми сторонами подшипника — установить защитный кожух от воздушного потока.
Изменить конструкцию уплотнений.
Применить пластичную смазку

1, 6

Чрезмерный натяг (избыточное напряжение) в уплотненияхКонтактные резиновые уплотнения чрезмерно подпружинены; и/или работают баз смазки Заменить на уплотнения с правильным пружинным натягом. Смазать уплотнения

2…5

Локальные дефекты (вмятины) на дорожках и телах каченияВозникают в результате ударов молотком) по подшипнику в процессе монтажа (нарушение технологии монтажа) Заменить подшипник. Провести инструктаж (обучение) обслуживающего персонала.Для монтажа использовать специальный инструмент (втулки, безынерционные молотки, специальные нагреватели).Ударять по деталям подшипника (молотком) при сборке категорически запрещается

2…6

Загрязнение абразивными частицами. Загрязнения веществами, приводящими к коррозииПопадание в корпус подшипника:
— инородных частиц-грязи, песка, и др.;
— воды, кислоты или других веществ, приводящих к коррозии
Промыть корпус и подшипник. Заменить изношенные уплотнения.Обеспечить защиту подшипника (изменить их конструкцию уплотнений, установить маслоотражательные кольца и др.)
Загрязнение корпуса подшипника (инородные частицы внутри корпуса)При сборке подшипникового узла из корпуса не удалили стружку, грязь, посторонние предметы и др. Тщательно промыть детали узла. Заменить смазку (масло). Провести обучение (инструктаж) обслуживающего персонала

2, 4, 5

Неуравновешенность ротора, бой вала Вызывают высокие вибрации машины. При значительном развитии возможно обкатывание ротором неподвижного кольца подшипников Измерить и устранить бой вала.Осмотреть подшипники и при необходимости заменить.Провести балансировку ротора

1, 3…6

Нарушения соосности сопрягаемых валовОсевой сдвиг или угловой излом валов валопроводаНарушения соосности корпусов подшипников Перекос оси отверстия относительно опорной поверхности. Отсутствие плоскостности или прямолинейности основания Нарушения соосности сопрягаемых валов
Осевой сдвиг или угловой излом валов валопровода
Нарушения соосности корпусов подшипников
Перекос оси отверстия относительно опорной поверхности. Отсутствие плоскостности или прямолинейности основания

2

Изменение цвета подшипника (для нагрева подшипника использовалось пламя горелки)Деформация вала и деталей подшипникового узла вследствие локального нагрева Заменить подшипники с цветами побежалости на деталях.Провести подготовку (инструктаж) обслуживающего персонала.Локальный нагрев деталей (в т.ч. валов) приводит к неустранимым деформациям.Лишь в исключительных случаях при демонтаже может использоваться нагрев подшипников открытым пламенем

2, 5

Воздействие вибраций на невращающийся подшипник, повышенный шум подшипника (ложное бринеллирование)Подшипник подвергается воздействию вибрации (например, при транспортировке или при интенсивной длительной вибрации соседних машин) в неподвижном положении Тщательно исследовать дорожки качения на предмет обнаружения вмятин с шагом, равным расстоянию между телами качения.Заменить подшипник.Обеспечить демпфирование вибрации.
По возможности применять шарикоподшипники вместо роликовых.При транспортировке и разгрузке обеспечить предварительный натяг подшипников

2, 4, 5

Повышенный шум подшипника вследствие проскальзывания при разгонеОбразование лысок на телах качения вследствие проскальзывания в процессе чрезмерно быстрого разгона в условиях высокой нагрузки Осмотреть тела качения и заменить подшипник, если обнаружены лыски.Для предотвращения проскальзывания обеспечить минимально необходимую нагрузку на подшипник при разгоне.Минимизировать число пусков

1…6

Деформация подшипника качения: 1. Посадкой в корпусе; причина — некруглое или недостаточное отвер­стие (в т.ч. из-за нагрева вала или подшипника), деформация корпуса, корпусные трещины.
2. Деформацией корпуса; причина — нарушения прилегания, отставания опоры, неплоскостность сопряженных опорных поверхностей, дефекты про­кладок
Осмотреть корпус для обнаружения трещин.Проверить количество подкладных пластин. Проверить отставания опор (наличие нежесткой, «мягкой» опоры).Измерить отверстие в корпусе, при необходимости расточить до номинального размера.Увеличить отверстие в корпусе, если в качестве плавающей опоры вместо цилиндрического роликоподшипника устанавливают радиальный шарикоподшипник.

Проверить плоскостность опорных поверхностей, лап и подкладных пластин

1…3, 6

Перекосы в уплотнениях, недостаточный зазор в лабиринтном уплотнении (износ в сопряжении
уплотнений с неподвижной деталью: трение, задевания). Нарушение положения маслоотражательного кольца (задевания за подшипник)
Вращающиеся части уплотнений или маслоотражательные кольца заде­вают сопряженную неподвижную деталь
Проверить зазор между вращающимися элементами уплотнения, маслоотражательными кольцами, сопряженными деталями

1…3, 5, 6

Чрезмерный натяг подшипников (нарушение посадки)
Чрезмерный натяг ПК при двухсторонней фиксации, в т.ч. при отклоне­нии геометрических размеров от номинальных.
Чрезмерный натяг ПК при двухсторонней фиксации вследствие удлинения вала (в т.ч. при недооценке влияющих на нагрев вала факторов)
Уменьшить натяг до номинальной величины посредством установки подкладных пластин под поверхности сопряжения крышки.Обеспечить правильный зазор между заплечиком крышки и наружным кольцом подшипника: ослабить одну из крышек, используя подкладнце пластины, обеспечить зазор.По возможности, ограничить осевой зазор посредством пружинного нагружения наружного кольца
Чрезмерный натяг подшипника (нарушение посадки) Закрепительная втулка (гайка) чрезмерно затянута Отпустить гайку закрепительной втулки.Затянуть гайку таким образом, чтобы втулка прочно сидела на валу, а подшипник свободно вращался.Зафиксировать втулку

2, 4, 5

Недостаточный зазор в подшипнике (нарушение посадки)Слишком мал внутренний зазор в подшипнике для условий работы с дополнительным нагревом вала. Расширение внутреннего кольца уменьшает номинальный зазор Проверить соответствие зазора в ПК исходной спецификации. Если не соответствует — установить подшипник в соответствии со спецификацией. Если соответствует — заменить на подшипник с большим внутренним зазором:
— СЗ вместо нормального;
— С4 вместо СЗ
Избыточный зазор в подшипнике (нарушение посадки, люфт)Возникновение вибрации вследствие слишком большего зазора в подшипнике Проверить соответствие зазора в подшипнике исходной спецификации.Если не соответствует — установить подшипник в соответствии со спецификацией.Для компенсации осевого и радиального зазоров плавающего подшипника применять подпружинивание наружного кольца в осевом направлении

2…6

Нарушение посадки (люфт, свободная посадка, проскальзывание) подшипника на валуДиаметр шейки вала меньше номинального значения.Закрепительная втулка не обеспечивает достаточный натяг Восстановить (напыление и др., затем шлифовка до требуемого размера) шейку вала в соответствии с требованиями КД.Правильно затянуть закрепительную втулку

3…5

Конусность шейки вала (концентрация напряжений в подшипнике). Конусность отверстия корпуса (концентрация напряжений в ПК)Неравномерная нагрузка на подшипник и концентрации напряжений из-за отклонения формы шейки вала или отверстия корпуса Обработать шейку вала и/или отверстие корпуса, обеспечив требуемые посадку и точность формы.При необходимости заменить вал и/или корпус

2…6

Недостаточный размер заплечика валаИзгиб (деформация) вала вследствие недостаточного размера заплечика (малой поверхности контакта) Проверить соответствие размеров заплечиков требованиями КД и/или справочников по ПК.Обработать галтели сопряжения.При необходимости установить проставочные кольца

1…3, 6

Избыточный размер заплечика валаЗадевания заплечика вала о детали (например, уплотнение) подшипника Проверить соответствие размеров заплечиков требованиями КД и/или справочников по ПК.Обработать заплечик так, чтобы он не задевал за уплотнение и соответствовал требованиям КД или справочников по ПК

2…6

Недостаточный размер заплечика корпусаДеформация наружного кольца подшипника вследствие недостаточного размера заплечика (малой площади поверхности контакта кольца с заплечиком корпуса) Проверить соответствие размеров заплечиков требованиями КД и/или справочников по ПК.Обработать галтели сопряжения заплечиков корпуса.При необходимости установить проставочные кольца

2, 3, 6

Избыточный размер заплечика корпусаЗадевания заплечика о детали (например, уплотнение) подшипника. Деформация уплотнения подшипника Проверить соответствие размеров заплечиков требованиями КД и/или справочников по ПК.Обработать заплечик так, чтобы он не задевал за уплотнение и соответствовал требованиям КД или справочников по ПК

2…6

Избыточный радиус выточки на валу (недостаточная опора, изгиб вала)Изгиб (деформация) вала и внутреннего кольца подшипника вследс­вие малой поверхности контакта Обеспечить правильное прилегание подшипника и вала.Провести обработку галтели сопряжения заплечика вала в соответствии с требованиями КД или справочников по ПК (в соответствии с ISO 582-1979)
Избыточный радиус выточки в корпусе (недостаточная опора)Деформации корпуса и наружного кольца Обеспечить правильное прилегание подшипника и вала.Провести обработку галтели сопряжения заплечика корпуса в соответствии с требованиями КД или справочников по ПК (в соответствии с ISO 582-1979)

3…6

Неперпендикулярность заплечиков вала или корпуса опорной поверхности фиксирующей гайки к посадочной поверхности вала. Вращение вала затрудненоОпорные поверхности заплечика вала или корпуса не перпендикулярны посадочной поверхности, вероятно это дефект изготовления или последствие деградации Проверить перпендикулярность. Обработать детали подшипникового узла, обеспечив требуемую перпендикулярность

1…3, 5, 6

Избыточный размер (диаметр) шейки вала (чрезмерный нагрев подшипника во время работы)Слишком большой диаметр шейки вала приводит, вследствие расширения внутреннего кольца, к слишком малому зазору в подшипнике Проверить соответствие посадочных размеров вала и подшипника.Перешлифовать шейку, обеспечить правильную посадку внутреннего кольца подшипника.При невозможности механической обработки использовать подшипник с большим внутренним зазором

1, 2, 5, 6

Задевания в подшипникеЛепестки стопорной шайбы задевают за подшипник Демонтировать стопорную шайбу и осмотреть. Заменить шайбу или произвести рихтовку

2

Повышенный шум подшипника (обусловленный другими деталями — в основном задевания)Причина — подвижные детали в близости от подшипника Тщательно проверить (по возможности прослушать) все подвижные детали машины на предмет задеваний, нарушений посадки и др. (например, близко расположенные к подшипнику детали на валу задевают о кожух или корпус подшипника)

1…5

Проворот наружного кольца подшипника в корпусе. Диаметр отверстия корпуса слишком большой. Чрезмерный нагрев подшипника во время работыДисбаланс ротора (вала).Износ посадочной поверхности, люфт.Отверстие в корпусе слишком большое, люфт Провести балансировку ротора.Провести измерения размеров отверстий кор­пуса.Заменить корпус подшипника.
Увеличенное отверстие корпуса, люфт, деформации («разбивание» отверстия при длительной эксплуатации корпуса или при материале корпуса из легких сплавов)Отверстие корпуса «разбито» вследствие недостаточной твердости металла или длительной эксплуатации: в результате люфта наружное кольцо подшипника может проворачиваться относительно корпуса Проверить соответствие посадочных размеров корпуса и подшипника.Расточить отверстие корпуса и установить (запрессовать) в него стальную втулку.Расточить втулку на требуемый размер