Comprensione dei difetti degli elementi volventi

Dispositivi

Equilibratore portatile e analizzatore di vibrazioni Balanset-1A

$2,347.12 Il prezzo originale era: $2,347.12.$1,901.46Il prezzo attuale è: $1,901.46.

Parti di ricambio

Sensore di vibrazioni

$106.96 Il prezzo originale era: $106.96.$71.30Il prezzo attuale è: $71.30.

Parti di ricambio

Sensore ottico (tachimetro laser)

$147.36 Il prezzo originale era: $147.36.$83.19Il prezzo attuale è: $83.19.

Dispositivi

Balanset-4

$8,084.78

Parti di ricambio

Standard magnetico Insize-60-kgf

$54.67

Parti di ricambio

Nastro riflettente

$11.88

Dispositivi

Bilanciatore dinamico "Balanset-1A" OEM

$2,061.90 Il prezzo originale era: $2,061.90.$1,663.78Il prezzo attuale è: $1,663.78.

Definizione: Cosa sono i difetti degli elementi volventi?

Difetti degli elementi rotanti sono danni, difetti o imperfezioni nelle sfere o nei rulli dei cuscinetti volventi. Questi difetti includono scheggiature superficiali, crepe, contaminazione incorporata, inclusioni di materiale e imperfezioni geometriche. Quando un elemento volvente difettoso ruota attraverso il cuscinetto, crea impatti sia sulle piste interne che su quelle esterne, generando vibrazione al frequenza di rotazione della palla (BSF) con bande laterali caratteristiche a frequenza della gabbia (FTF) spaziatura.

I difetti degli elementi volventi sono meno comuni dei difetti delle piste e sono responsabili di circa 10-15% di guasti dei cuscinetti, ma quando si verificano, producono vibrazioni distintive e possono progredire rapidamente fino al guasto completo del cuscinetto.

Tipi di difetti degli elementi volventi

1. Scheggiature superficiali

Il difetto più comune degli elementi volventi:

• Causa: Affaticamento da contatto volvente che provoca lo sfaldamento del materiale
• Aspetto: Cratere o fossa sulla superficie della palla/rullo
• Misurare: Tipicamente 0,5-3 mm inizialmente, può crescere più grande
• Impatto: Crea impatti su entrambe le razze quando il difetto le colpisce
• Frequenza: Genera vibrazioni a BSF e 2×BSF

2. Crepe

• Causa: Sovraccarico, danni da impatto o affaticamento
• Tipi: Crepe superficiali o crepe sotto la superficie
• Progressione: La crepa si propaga fino a quando il pezzo non si stacca (diventando una scheggia)
• Rilevamento: Difficile da rilevare finché non si verifica la sfaldatura
• Pericolo: Può portare a un improvviso guasto catastrofico se la sfera si frammenta

3. Inclusioni materiali

• Causa: Difetti di fabbricazione: materiale estraneo o vuoti nell'acciaio dei cuscinetti
• Effetto: Crea concentrazione di stress, innesca un affaticamento prematuro
• Rilevamento: Di solito non rilevabile finché non si sviluppa una scheggiatura attorno all'inclusione
• Prevenzione: Materiali dei cuscinetti di alta qualità con acciaio pulito

4. Contaminazione incorporata

• Causa: Particelle dure (sporcizia, trucioli di metallo) premute sulla superficie della sfera
• Effetto: Crea una protuberanza rialzata che influisce sulle gare
• Progressione: L'indentazione diventa un fattore di stress e può portare alla scheggiatura
• Rilevamento: Genera vibrazioni d'impatto a BSF

5. Danni da corrosione e umidità

• Aspetto: Macchie di ruggine, vaiolatura, rugosità superficiale
• Progressione: Le aree corrose diventano siti di innesco della fatica
• Prevenzione: Sigillatura adeguata, lubrificanti anticorrosione

6. Brinellatura e ammaccatura

• Causa: Carico d'impatto (caduta, urto, danni da movimentazione)
• Aspetto: Indentature permanenti sulla superficie della sfera
• Effetto: Le ammaccature creano impatti e concentrazioni di stress
• Prevenzione: Manipolazione attenta, procedure di installazione corrette

Firma di vibrazione

Contenuto di frequenza

I difetti degli elementi volventi producono modelli distintivi:

• Frequenza primaria: BSF (frequenza di rotazione della palla), in genere 2-3 volte la velocità di corsa
• Seconda armonica: 2×BSF spesso più forte del fondamentale (il difetto colpisce entrambe le razze per rivoluzione)
• Spaziatura delle bande laterali: FTF bande laterali (frequenza della gabbia), NON bande laterali 1×
• Modello: BSF ± FTF, BSF ± 2×FTF, creando una “recinzione a picchetto” con spaziatura FTF

Caratteristiche distintive

Caratteristica	Difetto della razza esterna	Difetto di razza interiore	Difetto dell'elemento rotolante
Frequenza primaria	BPFO (3-5×)	BPFI (5-7×)	BSF (2-3×)
Spaziatura delle bande laterali	Nessuno o minimo	±1× (velocità dell'albero)	±FTF (velocità della gabbia)
Stabilità dell'ampiezza	Relativamente stabile	Stabile	Variabile (dipende dalla posizione della palla)
Evento	Più comune (~40%)	Comune (~35%)	Meno comune (~10-15%)

Variabilità di ampiezza

Una caratteristica dei difetti degli elementi volventi:

• L'ampiezza varia tra le misurazioni in base alla variazione del carico dell'elemento difettoso
• Quando la palla difettosa nella zona di carico: ampiezza elevata
• Quando la palla difettosa è opposta alla zona di carico: ampiezza inferiore
• Questa variabilità può complicare l'andamento ma è diagnostica per i difetti della palla

Progressione e conseguenze

Sviluppo del difetto

1. Iniziazione: Piccola crepa o inclusione superficiale
2. Micro-scheggiatura: Un piccolo pezzo di materiale si stacca
3. Crescita delle scheggiature: Gli impatti sui bordi dei difetti propagano i danni
4. Schegge multiple: I danni secondari causati dai detriti creano difetti aggiuntivi
5. Frammentazione della palla: Nei casi più gravi, l'intera palla può rompersi e frammentarsi
6. Fallimento completo: Il cuscinetto perde la capacità di carico

Danni secondari

• Danni da gara: La sfera difettosa danneggia le superfici interne ed esterne della pista
• Circolazione dei detriti: Il materiale scheggiato crea un'abrasione a tre corpi
• Danni alla gabbia: Le irregolarità della superficie della palla possono danneggiare le tasche della gabbia
• Deterioramento rapido: Una volta che una palla si è danneggiata, le altre seguono rapidamente

Cause comuni

Difetti di fabbricazione e dei materiali

• Inclusioni interne o vuoti nel materiale della sfera
• Trattamento termico improprio
• Difetti di finitura superficiale
• Imperfezioni geometriche (palline fuori tondo)

Danni da installazione

• Impatto durante la movimentazione (caduta, urto)
• Brinellatura da sovraccarico statico o vibrazioni da fermo
• Contaminazione durante l'installazione che incorpora particelle

Condizioni operative

• Lubrificazione inadeguata che causa danni superficiali
• Sovraccarico che accelera la fatica
• Corrente elettrica attraverso il cuscinetto che causa corrosione
• Ambiente corrosivo che attacca le superfici delle palline
• Contaminazione da particelle dure che creano rientranze

Rilevamento e diagnosi

Analisi delle vibrazioni

• Calcolare BSF e FTF per cuscinetto installato
• Ricerca spettro dell'involucro per il picco BSF
• Verificare il modello della banda laterale FTF (caratteristica diagnostica chiave)
• Controllare 2×BSF che spesso ha un'ampiezza maggiore
• Misurazioni multiple possono mostrare variabilità di ampiezza

Ispezione fisica

• Smontare il cuscinetto e ispezionare ogni sfera/rullo singolarmente
• Cercare scheggiature, crepe, materiale incorporato, corrosione
• Sentire la rugosità della superficie (palline lisce vs. ruvide)
• Controllare la precisione geometrica (non rotondità)
• Difetti fotografici per la documentazione

Azioni correttive

Risposta immediata

• Aumentare la frequenza del monitoraggio in base alla gravità
• Pianificare la sostituzione dei cuscinetti
• Indagare sulla causa principale per prevenire la recidiva
• Controllare eventuali danni secondari alle razze

Analisi della causa principale

• Rivedere la selezione dei cuscinetti (valutazione adeguata?)
• Verificare l'adeguatezza della lubrificazione
• Controllare le fonti di contaminazione
• Valutare le pratiche di installazione
• In caso di guasto prematuro, prendere in considerazione specifiche di cuscinetti aggiornate

I difetti degli elementi volventi, sebbene meno comuni dei difetti delle piste, richiedono la comprensione della loro caratteristica firma di frequenza BSF con bande laterali FTF per una diagnosi accurata. La diagnosi precoce tramite analisi dell'inviluppo consente di pianificare la manutenzione prima che il difetto si trasformi in gravi danni ai cuscinetti e potenziali guasti catastrofici.

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