Yuvarlanan element qüsurlarını anlamaq
Yuvarlanan element qüsurları Yuvarlanma elementli rulmanların toplarında və ya rulmanlarında yaranan zədələr, qüsurlar və ya natamamlıqlardır. Bunlara səth qopmaları, çatlar, daxil olmuş çirklənmə, material daxilolmaları, korroziya və həndəsi qüsurlar daxildir. Zədələnmiş top və ya rulman rulman içindən fırlanarkən həm daxili, həm də xarici yuvarlanma yolları ilə toqquşur və yaradır vibrasiya da top fırlanma tezliyi (BSF) xarakteristikası ilə yan bantlar aralıqla yerləşdirilmiş tor, və ya əsas qatar tezliyi (FTF). Yuvarlanan element qüsurları dörd klassik lokalizə olunmuşdan biridir rulman qüsurları, daxili-irq, xarici-irq və qəfəs qüsurları ilə yanaşı.
Onlar raceway qüsurlarından daha nadirdir, rulman nasazlıqlarının təxminən 10–15%-ni təşkil edir, lakin meydana çıxdıqda özünəməxsus, bəzən çaşdırıcı iz buraxır və sürətlə tam rulman nasazlığına çevrilə bilər. Qüsur yük zonasında sabit qalmaq əvəzinə elementlə birlikdə fırlandığı üçün onun vibrasiyası raceway qüsurundan fərqli şəkildə davrandır — bu özəllik həm diaqnostik ipucu, həm də trendinq baxımından baş ağrısıdır.
1. Tərif: Yuvarlanan element qüsurları nədir?
Yuvarlanma elementi — rulman kürəsindəki kürə, silindrik, iynə və ya konus rulmanındakı silindr, iynə və ya konus rulman — yuvarlanarkən iki yuvanın arasında yükü həqiqətən daşıyan komponentdir. Onun səthi dəqiq emal olunmuş, bütünlüklə sərtləşdirilmiş rulman poladından hazırlanmış səthdir və təmiz yuvarlanmaq üçün həndəsi baxımdan mükəmməl qalmalıdır. Həmin səthdə yaranan hər hansı çat, istər polad zavodunda əmələ gəlsin, istərsə də istismar zamanı yaranan, gərginliyi artıran və zərbə mənbəyi olan bir nöqsan halına gəlir.
Elementdəki qüsur hər dəfə yuvaya toxunduqda kiçik impuls əmələ gətirir. Qafesin tam bir dövrü ərzində element xarici yuvaya bir dəfə, daxili yuvaya isə bir dəfə toxunur, beləliklə tək bir qüsur element fırlanışı başına iki zərbə yaratmağa meyllidir — buna görə spektrdə ikinci harmonik, 2×BSF, o qədər nəzərə çarpır. Bu zərbələrin təkrarlanma tezliyi rulman geometriyası (top diametri, diş diametri, kontakt bucağı və elementlərin sayı) ilə müəyyən edilir və qüsura hesablana bilən imza tezliyi verir ki, bu da qətiyyən fərqlidir İş sürəti və ya onun harmoniklər.
2. Yuvarlanma elementlərinin qüsur növləri
Səth qopmaları
Ən çox rast gəlinən yuvarlanma elementi qüsurudur. Yuvarlanma-əlaqə yorğunluğu səthdən material ləpəsi ayrılmasına səbəb olur, krater və ya çuxur əmələ gətirir. Spallər adətən başlanğıcda 0,5–3 mm diametrdə olur, lakin boşluğun kəskin kənarları yuvarlanma yolları ilə toqquşaraq daha çox qalıq parçaları atdıqca böyüyür. Spallın yuvarlanma yolu üzərindən hər keçidi zərbə yaradır, BSF-də titrəmə və tez-tez dominant olan 2×BSF əmələ gətirir. (Bax sıçrayış əsas yorğunluq mexanizmi üçün
Çatlaqlar
Yarılmalar artıq yüklənmə, zərbə zədələnməsi və ya yorulma nəticəsində yaranır və səthdə görünən və ya səthaltı ola bilər. Yarılma parçanın ayrılmasına qədər davam edir — bu anda o, spall adlanır. Yarılmaları bu baş verməzdən əvvəl aşkar etmək çətindir və ağır hallarda top parçalanıb dağılaraq qəfil fəlakətli nasazlığa səbəb ola bilər.
Material daxilolmaları
İstehsal qüsuru: rulman poladında ilişib qalan yad cisim və ya boşluq. Qatılmalar stress konsentrasiyası yaradır və erkən yorulma çatlarının əmələ gəlməsinə səbəb olur; adətən qatılmanın ətrafında qopmalar yaranana qədər aşkarlanmır. Təmiz, yüksək keyfiyyətli rulman poladı yeganə real qorunma üsuludur.
Gömülmüş çirklənmə
Sərt hissəciklər — kir, aşındırıcı qum, metal qırıntıları — element səthinə sıçrayaraq hər keçid zamanı yuvaları döyən qabarıq yaradır. Bu çökəklik həmçinin stress riseri rolunu oynayaraq qabığın ayrılmasına (spall) səbəb ola bilər. Nəticədə BSF-də zərbə titrəməsi yaranır və əsas səbəb demək olar ki, həmişə qeyri-kafi möhürləmə və ya filtrləmədir, eyni hadisələr zənciri altında əhatə olunur daşıyıcının yağlanması Təmizlik.
Koroziya və rütubət zədələnməsi
Su sızması və ya kondensasyon pas ləkələri əmələ gətirir., qarşılaşdırma, və səth xəzilliyi. Korroziyaya uğramış sahələr yorğunluq başlanğıc məntəqələri kimi çıxış edir. Düzgün möhürləmə və korroziyaya qarşı inhibitorlu sürtkü yağları bunun qarşısını alır.
Brinell xəsarəti və batıqlaşma
Təsir yüklənməsi — rulmanı salmaq, daşıma zamanı zərbə və ya statik həddindən artıq yük — element səthində daimi çökəkliklər yaradır. Maşın dayanarkən yaranan vibrasiya nəticəsində saxta brinelləşmə də baş verə bilər. Bu çökəkliklər zərbələr və gərginlik konsentrasiyaları yaradır; diqqətli davranış və düzgün quraşdırma bunun qarşısını alır.
3. Titremə imzısı
Tezlik məzmunu
Yuvarlanan element qüsurları tanınan bir naxış yaradır vibrasiya spektri:
- Əsas tezlik: BSF, adətən 2–3× qaçış sürəti.
- Güclü ikinci harmonik: 2×BSF tez-tez fundamentaldan daha böyükdür, çünki defekt hər element fırlanışı zamanı hər iki irqə təsir edir.
- Yan zolaq aralığı: FTF (hücrə tezliyi) yan zolaqları — deyil 1× yan zolaqlar. Bu daxili yarış qüsurundan əsas ayırıcıdır.
- Nümunə: BSF ± FTF, BSF ± 2×FTF və s., qəfəs tezliyində aralıqlarla yerləşən zirvələrdən ibarət “picket fence” qurmaq.
Çünki təsirlər qısa və yüksək tezlikli olduğundan, adətən xam spektrdə basdırılır və yalnız demodulyasiyadan sonra aydın şəkildə ortaya çıxır. Zərfin təhlili siqnalı düzetməklə və zolaq-keçid filtrindən keçirməklə təkrarolma tezliyini aşkar edir və nəticədə yaranan zərf spektri BSF/FTF ailəsinin ən çox nəzərə çarpdığı yerdir. Yaxın qohumluq əlaqəsi olan rulmanların nasazlıq tezlikləri Daxili yarış, xarici yarış və qəfəs diaqnostik alətlər dəstini tamamlayır.
Dörd rulman qüsurunu ayırd etmək
| Xüsusiyyət | Xarici yarışBPFO) | Daxili YarışBPFI) | Yuvarlanan element (BSF) |
|---|---|---|---|
| Əsas tezlik | BPFO (3–5×) | BPFI (5–7×) | BSF (2–3×) |
| Yan zolaq aralığı | Heç biri və ya minimal | ±1× (val sürəti) | ±FTF (qəfəs sürəti) |
| Amplitud sabitliyi | Nisbətən sabit | Stabil | Dəyişən (topun mövqeyindən asılıdır) |
| Baş vermə | Ən ümumi (~40%) | Ümumi (~35%) | Ən nadir (~10–15%) |
Amplitud dəyişkənliyi
Top qüsurlarının əsas xüsusiyyəti odur ki, ölçülən amplituda oxumalar arasında dəyişir:
- Qüsurlu element yük zonası boyunca hərəkət edərkən zərbələr güclü və amplitudası yüksək olur.
- Eyni element rulmanın boşluqlu tərəfində olduqda, təmas yüngül olur və amplituda azalır.
- Bu modulyasiya qəfəs tezliyi (buna görə də FTF yan zolaqları) ilə tənzimlənir və sadə edə bilər trenddədir qeyri-sabit — lakin səviyyənin yuxarı-aşağı hərəkət etməsi belə, yuvarlanma elementindəki nasazlığı göstərir.
4. Proqressiya və Nəticələr
Qüsurların inkişafı
- Təşəbbüs: Kiçik səthi çat və ya səthaltı qüsur.
- Mikro-spall: Materialın kiçik bir parçası ayrılır.
- Spall artımı: Spall kənarlarında yaranan təsirlər zədələnmənin yayılmasına səbəb olur.
- Birdən çox qabıq parçası: Dolaşan qalıqlar səthi aşındırır və əlavə qüsurların yaranmasına səbəb olur.
- Top parçalanması: Ağır hallarda bütün top çatlayıb parçalanır.
- Tam uğursuzluq: Yatacaq yükdaşıma qabiliyyətini itirir, tez-tez ilişir.
İkincili zərər
- Yarış zədəsi: Defektli element həm daxili, həm də xarici yuvaları zədələyir.
- Qalıq dövriyyəsi: Soyulmuş material rulman boyunca üç cismli aşınmaya səbəb olur.
- Qəfəs zədəsi: Sərtləşdirilmiş element qəfəs ciblərini aşındırır.
- Sürətli pisləşmə: Bir element zədələndikdə digərləri tezliklə zədələnir, buna görə aşkarlana bilən qüsurla uğursuzluq arasındakı vaxt qısadır.
5. Ümumi səbəblər
İstehsal və material qüsurları
- Element materialındakı daxili daxilolmalar və ya boşluqlar.
- Yetersiz və ya bərabər olmayan sərtlik yaradan düzgün aparılmamış istilik müalicəsi.
- Səth bitirmə qüsurları.
- Geometrik qüsurlar, məsələn, tam dairəvi olmayan toplar.
Quraşdırma zamanı yaranan zərər
- Əllə tutarkən təsir — rulmanı salmaq və ya vurmaq.
- Statik yüklənmədən brinell xəsarəti, yaxud dayanarkən vibrasiyadan yaranan saxta brinell xəsarəti.
- Quraşdırma zamanı səthə hissəciklərin yerləşdirilməsi ilə yaranan çirklənmə.
Əməliyyat şəraiti
- Yetersiz yağlama səthdə zədələnməyə və mikro-kaynaşmaya səbəb olur.
- Yuvarlanma təması yorğunluğunu sürətləndirən həddindən artıq yükləmə.
- Rulman vasitəsindən keçən yayındırılmış elektrik cərəyanı fluting və pittingə səbəb olur.
- Element səthlərinə hücum edən korroziy mühitlər.
- Sərt hissəcik çirklənməsi çökəkliklər yaradır.
6. Aşkar etmə, diaqnoz və düzəldici tədbir
Vibrasiya təhlili
- Müəyyən rulman geometriyası üçün BSF və FTF-i hesablayın — a Rulman Qüsuru Tezliyi Kalkulyatoru Mil sürətini və rulman ölçülərini birbaşa BPFO, BPFI, BSF və FTF-ə çevirir.
- Zərf spektrində BSF zirvəsini axtarın.
- FTF yan zolaq naxışını yoxlayın — yuvarlanma elementinin qüsurunun ən etibarlı təsdiqi.
- 2×BSF-i yoxlayın, o tez-tez amplituduna görə fundamentalı üstələyir.
- Bir neçə ölçmə aparın; gözlənilən amplitud variasiyası özü-özlüyündə təsdiqedicidir.
Sahədə bu bütün ardıcıllıq — genişzolaq səviyyəsini ölçmək, spektri tutmaq və örtük analizini aparmaq — məhz portativ iki kanallı analizatorun hazırlandığı daşıyıcı diaqnostikasıdır. Balanset-1A Maşının öz rulman korpuslarından iş sürətində FFT spektrini və zaman dalğa formasını qeyd edir, beləliklə təhlilçi maşını sökmədən BSF ailəsini və onun FTF yan zolaqlarını yerində aşkarlaya, sonra zədələnməni … kimi bir alətlə təsnif edə bilər. Yatma zədəsi təsnifatçısı (ISO 15243). Eyni cihaz həmçinin əvəz etməyə qərar verməzdən əvvəl rulman xətasının həqiqətən mövcud olduğunu və sadəcə struktur artefaktı olmadığını təsdiqləməyə imkan verir.
Fiziki yoxlama
- Rulmanı sökün və hər bir kürəni və ya rulmanı ayrı-ayrılıqda yoxlayın.
- Çatlaqları, çatları, gömülü materialı, korroziyaya baxın
- Səth xırdalanmasını hiss edin — hamar və qaba elementlər.
- Geometrik düzgünlüyü (dairəvi olmama) yoxlayın.
- Təmir qeydiyyatı üçün hər bir qüsuru fotoşəkilə çəkin.
Düzedici tədbir və əsas səbəb
Dərhal cavab, uyğun olaraq monitorinq tezliyini artırmaqdır. defekt şiddəti, rulmanın dəyişdirilməsini planlaşdırın və yuvaları ikincili zədələnməyə görə yoxlayın. Davamlı həll kök səbəb təhlilindədir: rulman seçimi və reytinqini nəzərdən keçirin, yağlanmanın kifayətliliyini təsdiqləyin, çirklənmə mənbələrini tapın, quraşdırma təcrübəsini audit edin və nasazlıq erkən baş vermiş hallarda təkmilləşdirilmiş rulman spesifikasiyasını nəzərdən keçirin. Bu tapıntıları strukturlaşdırılmış bir çərçivəyə qaytarmaq vəziyyətin monitorinqi Proqram tək baş vermiş uğursuzluğu qarşısı alınmış uğursuzluğa çevirən şeydir.
Yuvarlanma elementlərinin qüsurları, yuvarlanma yolu qüsurlarına nisbətən daha nadir olsa da, dəqiq diaqnostika üçün onların FTF yan zolaqları ilə BSF-ə xas imzalarını aydın şəkildə başa düşməyi tələb edir. Qalxan analizi vasitəsilə erkən aşkarlama qüsurun ciddi rulman zədələnməsinə və mümkün fəlakətli nasazlığa çevrilməsindən xeyli əvvəl planlaşdırılmış texniki xidmətin həyata keçirilməsinə imkan verir.
