रोलिंग एलिमेंट बियरिंग्स में स्पैलिंग को समझना
परिभाषा: स्पैलिंग क्या है?
स्पैलिंग (जिसे छोटा होने पर स्पाल, फ्लेकिंग या पिटिंग भी कहा जाता है) रोलिंग संपर्क थकान के कारण बियरिंग रेस या रोलिंग तत्वों की सतह से सामग्री का स्थानीयकृत फ्लेकिंग, चिपिंग या फ्रैक्चर है। स्पाल एक गड्ढा, गड्ढे या चिप के रूप में दिखाई देता है जहाँ सामग्री का एक टुकड़ा सतह से अलग हो जाता है, जिससे एक खुरदरा, क्षतिग्रस्त क्षेत्र बन जाता है। जब रोलिंग तत्व स्पाल के ऊपर से गुजरते हैं, तो वे प्रभाव बल उत्पन्न करते हैं जो विशिष्ट कंपन विशिष्ट रूप से असर दोष आवृत्तियों.
स्पैलिंग सबसे आम और सामान्य बेयरिंग विफलता मोड है, जो बेयरिंग के थकान जीवन के अंत को दर्शाता है। यह इससे अलग है घिसाव (क्रमिक सामग्री हटाना) या खड़ा (संक्षारण से प्रेरित सतह क्षति)। टूटने का पता लगाया जा सकता है vibration analysis बियरिंग के पूरी तरह से खराब होने से कई महीने पहले ही इसे बंद कर दिया जाता है, जिससे यह पूर्वानुमानित रखरखाव कार्यक्रमों के लिए एक प्रमुख लक्ष्य बन जाता है।.
स्पैलिंग का भौतिक तंत्र
रोलिंग संपर्क थकान प्रक्रिया
स्पैलिंग एक प्रगतिशील थकान प्रक्रिया के माध्यम से विकसित होती है:
- चक्रीय लोडिंग: हर बार जब कोई रोलिंग तत्व रेस पर एक बिंदु से गुजरता है, तो यह हर्ट्जियन संपर्क तनाव (आमतौर पर 1000-3000 एमपीए) बनाता है
- उपसतह कतरनी तनाव: अधिकतम कतरनी तनाव सतह से थोड़ा नीचे होता है (आमतौर पर 0.2-0.5 मिमी गहराई)
- दरार आरंभ: लाखों या अरबों चक्रों के बाद, सूक्ष्म दरार उपसतह तनाव सांद्रता पर शुरू होती है
- दरार प्रसार: दरार सतह के समानांतर बढ़ती है, फिर सतह की ओर शाखाएं बनाती है और सामग्री में गहराई तक जाती है
- सामग्री पृथक्करण: क्रैक नेटवर्क सामग्री के एक टुकड़े को अलग करता है
- स्पैल गठन: पृथक सामग्री टूटकर मुक्त हो जाती है, जिससे गड्ढा या गड्ढा बन जाता है
विशिष्ट स्पैल विशेषताएँ
- आकार: प्रारंभ में 1-5 मिमी व्यास, 10-20 मिमी या उससे अधिक तक बढ़ सकता है
- गहराई: कठोर केस में 0.2-2 मिमी गहराई तक
- आकार: खुरदुरे तल और किनारों वाला अनियमित गड्ढा
- जगह: अधिकतर लोड ज़ोन में बाहरी रेस पर
- उपस्थिति: धातु जैसी चमकदार सतह, शुरुआत में तीखे किनारे; लगातार उपयोग से काली हो जाती है
कारण और योगदान कारक
सामान्य थकान भरा जीवन
- सभी बियरिंगों का थकान जीवन सीमित होता है (L10 जीवन - 90% इस बिंदु तक जीवित रहता है)
- स्पैलिंग अपेक्षित जीवन-अंत विफलता मोड है
- उचित बेयरिंग चयन अनुप्रयोग के लिए पर्याप्त जीवन सुनिश्चित करता है
- यदि गणना की गई L10 आयु पर या उससे अधिक समय पर होता है तो यह दोष नहीं है
समय से पहले टूटने के कारण
- ओवरलोडिंग: बेयरिंग रेटिंग से अधिक भार जीवन को काफी कम कर देता है (जीवन ∝ 1/भार³)
- खराब स्नेहन: अपर्याप्त फिल्म मोटाई सतह तनाव को बढ़ाती है
- दूषण: कण तनाव उत्पन्न करते हैं जो दरारें उत्पन्न करते हैं
- मिसलिग्न्मेंट: किनारे पर भार के कारण उच्च स्थानीय तनाव उत्पन्न होना
- गलत स्थापना: माउंटिंग के दौरान होने वाली क्षति से प्रारंभिक विफलताएं
- संक्षारण: सतही गड्ढे दरार आरंभ स्थल के रूप में कार्य करते हैं
- सामग्री दोष: असर स्टील में समावेशन
स्पॉलिंग का कंपन पता लगाना
प्रारंभिक चरण (सूक्ष्म-स्पॉल)
- रोड़ी < 1-2 मिमी व्यास
- असर दोष आवृत्तियों पर छोटे शिखर लिफ़ाफ़ा स्पेक्ट्रम
- मानक में दिखाई नहीं दे सकता एफएफटी स्पेक्ट्रम
- लिफाफे में आयाम: 0.5-2 ग्राम
- शेष जीवन: आमतौर पर 6-18 महीने
मध्यम अवस्था
- स्पैल 2-10 मिमी व्यास
- एफएफटी और लिफाफा स्पेक्ट्रा दोनों में स्पष्ट दोष आवृत्ति शिखर
- 2-3 हार्मोनिक्स दृश्यमान
- की शुरुआत साइडबैंड गठन
- आयाम: 2-10 ग्राम
- शेष जीवन: 2-6 महीने
उन्नत चरण
- स्पाल > 10 मिमी, कई स्पाल हो सकते हैं
- बहुत उच्च आयाम दोष आवृत्ति चोटियाँ
- अनेक हार्मोनिक्स (4-8 या अधिक)
- जटिल साइडबैंड संरचना
- ऊंचा शोर तल
- आयाम: > 10 ग्राम
- शेष जीवन: दिन से सप्ताह तक
गंभीर/गंभीर अवस्था
- व्यापक टूट-फूट, अनेक दोष
- ब्रॉडबैंड शोर प्रमुख
- व्यक्तिगत दोष आवृत्तियाँ अस्पष्ट हो सकती हैं
- बहुत उच्च समग्र कंपन
- बियरिंग से श्रव्य शोर
- ऊंचा तापमान
- आसन्न विफलता - तत्काल प्रतिस्थापन आवश्यक
प्रगति और द्वितीयक क्षति
स्पैल ग्रोथ
एक बार शुरू होने के बाद, स्पॉल्स उत्तरोत्तर बढ़ते हैं:
- स्पैल किनारों पर प्रभाव भार उच्च तनाव पैदा करता है
- आसन्न सामग्री अधिक तेजी से थक जाती है
- स्पाल बाहर की ओर और गहरा होता जाता है
- घातीय वृद्धि दर - छोटा सा स्पाल कुछ ही हफ्तों में बड़ा हो सकता है
द्वितीयक क्षति
टूटने से मलबा उत्पन्न होता है जो व्यापक क्षति का कारण बनता है:
- मलबा उत्पादन: स्पॉल से धातु के कण बियरिंग में घूमते हैं
- तीन-शरीर घर्षण: मलबा लैपिंग यौगिक के रूप में कार्य करता है
- द्वितीयक स्पॉल्स: मलबे के कण अन्य क्षेत्रों में नए विस्फोटों को जन्म देते हैं
- तीव्र गिरावट: एक बार जब कई स्पाल मौजूद होते हैं, तो विफलता तेज हो जाती है
- पुर्ण खराबी: अंततः बेयरिंग अपनी सारी भार वहन क्षमता खो देता है
प्रतिक्रिया और सुधारात्मक कार्रवाई
पता चलने पर
- निदान की पुष्टि करें: दोष आवृत्ति का सत्यापन बेयरिंग ज्यामिति से मेल खाता है
- गंभीरता का आकलन करें: आयाम और हार्मोनिक्स के आधार पर चरण का निर्धारण करें
- निगरानी बढ़ाएँ: गंभीरता के आधार पर मासिक से साप्ताहिक या दैनिक में परिवर्तन
- अनुसूची प्रतिस्थापन: उचित डाउनटाइम के दौरान बियरिंग परिवर्तन की योजना बनाएं
- बियरिंग खरीदें: प्रतिस्थापन का आदेश दें (सही मॉडल और विनिर्देशों की पुष्टि करें)
आपातकालीन संकेतक
तत्काल शटडाउन की अनुशंसा की जाती है यदि:
- एक सप्ताह से भी कम समय में कंपन आयाम दोगुना हो जाएगा
- बियरिंग तापमान में तेजी से वृद्धि (एक शिफ्ट में 5°C से अधिक)
- बियरिंग से सुनाई देने वाली घिसाई, चीख़ने या खुरदरापन
- एकाधिक असर आवृत्तियाँ मौजूद (एकाधिक दोष)
- स्नेहक की हानि या दृश्यमान संदूषण
डिजाइन और रखरखाव के माध्यम से रोकथाम
डिजाइन चरण में
- पर्याप्त जीवन रेटिंग वाले बीयरिंग का चयन करें (L10 > आवश्यक सेवा जीवन)
- उचित स्नेहन प्रणाली प्रदान करें
- प्रभावी सीलिंग डिज़ाइन
- परिचालन स्थितियों के लिए पर्याप्त शीतलन सुनिश्चित करें
स्थापना चरण
- स्वच्छ स्थापना प्रथाएँ
- उचित माउंटिंग उपकरण (स्थापना क्षति को रोकें)
- सही बेयरिंग क्लीयरेंस सत्यापित करें
- सटीक संरेखण
संचालन चरण
- लिफ़ाफ़ा विश्लेषण के साथ कंपन निगरानी कार्यक्रम
- स्नेहन कार्यक्रम (अंतराल, मात्रा, गुणवत्ता)
- तापमान निगरानी
- गतिशील भार को न्यूनतम करने के लिए अच्छी संतुलन गुणवत्ता
बेयरिंग के थकान जीवन का अपरिहार्य अंतिम बिंदु, स्पॉलिंग है, लेकिन उचित बेयरिंग चयन, स्थापना, स्नेहन और स्थिति की निगरानी के माध्यम से, बेयरिंग के जीवन को अधिकतम किया जा सकता है और विफलताओं का शीघ्र पता लगाया जा सकता है, जिससे द्वितीयक क्षति को रोका जा सके और योजनाबद्ध, लागत प्रभावी रखरखाव संभव हो सके।.
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