Riedėjimo elementų guolių išskilimo supratimas
Apibrėžimas: Kas yra spallingas?
Skilimas (dar vadinamas atšokimu, pleiskanojimu arba įdubimu, kai mažas) yra lokalizuotas medžiagos atšokimas, atšokimas arba įtrūkimas nuo guolių žiedų arba riedėjimo elementų paviršiaus dėl riedėjimo kontaktinio nuovargio. Atšokimas atrodo kaip krateris, duobė arba įskilimas, kur medžiagos gabalas atšokęs nuo paviršiaus, palikdamas šiurkštų, pažeistą vietą. Kai riedėjimo elementai kerta atšokimą, jie sukuria smūgio jėgas, kurios sukuria būdingą vibracija konkrečiai guolių gedimų dažniai.
Guolio nusilupimas yra labiausiai paplitęs ir normalus guolio gedimo būdas, rodantis guolio nuovargio tarnavimo laiko pabaigą. Jis skiriasi nuo dėvėti (laipsniškas medžiagos šalinimas) arba įdubimas (korozijos sukeltas paviršiaus pažeidimas). Atsisluoksniavimas aptinkamas per vibracijos analizė mėnesius iki guolio visiško gedimo, todėl tai yra pagrindinis nuspėjamųjų priežiūros programų taikinys.
Fizinis skilimo mechanizmas
Riedėjimo kontaktinio nuovargio procesas
Skilimas vystosi dėl progresuojančio nuovargio proceso:
- Ciklinis pakrovimas: Kiekvieną kartą, kai riedėjimo elementas pravažiuoja tašką ant bėgių, jis sukuria hercinį kontaktinį įtempį (paprastai 1000–3000 MPa).
- Požeminis šlyties įtempis: Didžiausias šlyties įtempis atsiranda šiek tiek žemiau paviršiaus (paprastai 0,2–0,5 mm gylyje)
- Įtrūkimo inicijavimas: Po milijonų ar milijardų ciklų mikroskopinis įtrūkimas prasideda ties požemine įtempių koncentracija
- Įtrūkimų plitimas: Įtrūkimas auga lygiagrečiai paviršiui, tada šakojasi link paviršiaus ir giliau į medžiagą
- Medžiagų atskyrimas: Įtrūkimų tinklas izoliuoja medžiagos gabalą
- Pluošto susidarymas: Izoliuota medžiaga atitrūksta, palikdama kraterį arba duobę
Tipinės taškymosi charakteristikos
- Dydis: Iš pradžių 1–5 mm skersmens, gali išaugti iki 10–20 mm ar daugiau
- Gylis: 0,2–2 mm gylyje į sukietėjusį korpusą
- Forma: Netaisyklingas krateris su šiurkščiu dugnu ir kraštais
- Vieta: Dažniausiai ant išorinių bėgimo takelių apkrovos zonoje
- Išvaizda: Metalinis, blizgus paviršius su aštriais kraštais iš pradžių; toliau naudojant tamsėja
Priežastys ir prisidedantys veiksniai
Normalus nuovargio gyvenimas
- Visų guolių nuovargio tarnavimo laikas yra ribotas (L10 tarnavimo laikas – 90% išliko iki šiol).
- Nuskilimas yra tikėtinas gedimo būdas gyvavimo ciklo pabaigoje
- Tinkamas guolio pasirinkimas užtikrina pakankamą naudojimo laiką
- Tai nėra defektas, jei atsiranda pasibaigus apskaičiuotam L10 tarnavimo laikui arba vėliau
Priešlaikinio pleiskanojimo priežastys
- Perkrovimas: Apkrovos, viršijančios guolio vardinę vertę, smarkiai sutrumpina tarnavimo laiką (tarnavimo laikas ∝ 1/apkrova³)
- Prastas tepimas: Nepakankamas plėvelės storis padidina paviršiaus įtempį
- Užterštumas: Dalelės, sukuriančios įtempių kilimo mechanizmus, kurie sukelia įtrūkimus
- Nesuderinimas: Krašto apkrova, sukelianti didelius vietinius įtempius
- Neteisingas įrengimas: Žala montavimo metu, sukelianti ankstyvus gedimus
- Korozija: Paviršiaus duobės, veikiančios kaip įtrūkimų atsiradimo vietos
- Medžiagų defektai: Įtraukos guolių pliene
Vibracijos aptikimas dėl atplaišų
Ankstyva stadija (mikrobė)
- Spall < 1–2 mm skersmens
- Maži guolių gedimų dažnių pikai apvalkalo spektras
- Standartiškai gali būti nematoma FFT spektras
- Amplitudė apvalkale: 0,5–2 g
- Likęs tarnavimo laikas: paprastai 6–18 mėnesių
Vidutinio sunkumo stadija
- 2–10 mm skersmens nuolaužos
- Aiškūs gedimų dažnio pikai tiek FFT, tiek gaubtinės spektruose
- 2-3 harmonikos matomas
- Pradžia šoninė juosta formavimasis
- Amplitudė: 2–10 g
- Likęs gyvenimas: 2–6 mėnesiai
Pažengusi stadija
- Nuskilimas > 10 mm, gali būti keli nuskilimai
- Labai didelės amplitudės gedimų dažnio pikai
- Daugybė harmonikų (4–8 ar daugiau)
- Sudėtinga šoninės juostos struktūra
- Padidintas triukšmo lygis
- Amplitudė: > 10 g
- Likęs gyvenimas: Dienos ar savaitės
Sunkus/kritinis etapas
- Didelis atplaiša, daug defektų
- Dominuoja plačiajuosčio ryšio triukšmas
- Atskiri gedimų dažniai gali būti neaiškūs
- Labai didelė bendra vibracija
- Girdimas guolio triukšmas
- Padidėjusi temperatūra
- Neišvengiamas gedimas – reikalingas neatidėliotinas pakeitimas
Progresavimas ir antrinė žala
Pluošto augimas
Pradėjus plitimą, jis palaipsniui auga:
- Smūginė apkrova skeveldrų kraštuose sukuria didelį įtempį
- Gretimos medžiagos greičiau pavargsta
- Spragėsiai auga į išorę ir gilėja
- Eksponentinis augimo greitis – mažas plyšys per kelias savaites gali tapti didelis
Antrinė žala
Dėl atšokimo susidaro šiukšlės, kurios sukelia kaskadinę žalą:
- Šiukšlių susidarymas: Guolyje cirkuliuoja metalo dalelės nuo atplaišų
- Trijų kūnų dilimas: Šiukšlės veikia kaip glaistas
- Antriniai taškeliai: Nuolaužų dalelės sukelia naujus plyšius kitose vietose
- Greitas pablogėjimas: Kai atsiranda keli įtrūkimai, gedimas pagreitėja
- Visiškas nesėkmė: Galiausiai guolis praranda visą laikomąją galią
Atsakas ir taisomieji veiksmai
Aptikus
- Patvirtinkite diagnozę: Patikrinkite, ar gedimų dažnis atitinka guolio geometriją
- Įvertinkite sunkumą: Nustatykite stadiją pagal amplitudę ir harmonikas
- Padidinti stebėjimą: Keisti nuo mėnesinio iki savaitinio ar kasdienio, atsižvelgiant į sunkumą
- Planinis pakeitimas: Planuokite guolių keitimą tinkamu prastovos laiku
- Įsigykite guolį: Užsakyti pakaitalą (patikrinkite teisingą modelį ir specifikacijas)
Avariniai indikatoriai
Rekomenduojama nedelsiant nutraukti veiklą, jei:
- Vibracijos amplitudė padvigubėja per mažiau nei savaitę
- Guolių temperatūra sparčiai kyla (> 5 °C per vieną pamainą)
- Girdimas guolio girgždėjimas, cypimas ar šiurkštumas
- Yra keli guolių dažniai (keli defektai)
- Tepalo netekimas arba matomas užterštumas
Prevencija projektuojant ir prižiūrint
Projektavimo etapas
- Pasirinkite guolius su tinkamu tarnavimo laiku (L10 > reikiamas tarnavimo laikas)
- Užtikrinkite tinkamą tepimo sistemą
- Sukurkite efektyvų sandarinimą
- Užtikrinkite tinkamą aušinimą darbo sąlygomis
Įdiegimo etapas
- Švarūs įrengimo būdai
- Tinkami montavimo įrankiai (išvenkite pažeidimų montavimo metu)
- Patikrinkite teisingą guolio laisvumą
- Tikslus išlyginimas
Operacijos etapas
- Vibracijos stebėjimo programa su gaubtinės analizės pagalba
- Tepimo programa (intervalai, kiekiai, kokybė)
- Temperatūros stebėjimas
- Gera balanso kokybė, siekiant sumažinti dinamines apkrovas
Guolių nusilupimas yra neišvengiama guolių nuovargio tarnavimo laiko pabaiga, tačiau tinkamai parinkus, sumontavus, sutepus ir stebint guolių būklę, guolių tarnavimo laiką galima pailginti, o gedimus aptikti pakankamai anksti, kad būtų išvengta antrinės žalos ir būtų galima planuoti bei ekonomiškai efektyviai prižiūrėti.