Gultņu un zobratu bedrīšu veidošanās izpratne
Bedrīšu veidošana tas ir nelielu dobumu, krāteru vai iedobumu veidošanās gultņu gredzenu darba virsmā, rullīšos vai zobratu zobos. Tas rodas divu diezgan atšķirīgu mehānismu dēļ: noguruma bedrīšu veidošanās, kas ir rullējošā kontakta noguruma sākotnējais posms, un korozijas punktveida veidošanās, kas rodas elektroķīmiskas korozijas rezultātā, kuras laikā no virsmas tiek noņemts materiāls. Rullīšu gultņos pittingu parasti uzskata par agrīnu vai vieglu lobīšanās; zobratu sistēmās tas tiek uzskatīts par atsevišķu bojājuma veidu, kas nav saistīts ar zobu lūzumiem vai vispārējiem pārnesumu nodilums.
Neatkarīgi no tā izcelsmes, korozijas bedrītes rada virsmas nelīdzenumu un sprieguma koncentrācijas, kas izraisa vibrācija un troksni. Ja to neizlabo, atsevišķs korozijas caurums kļūst par plaisas veidošanās vietu, caurumi apvienojas lielākās atslāņojumos, un detaļa virzās uz bojājumu. To savlaicīgi pamanīt — kamēr bojājums vēl ir neliels un tā attīstība lēna — ir visa uzraudzības jēga.
1. Pittinga veidi
Noguruma korozija (mehāniska)
Noguruma korozija rodas atkārtotas rullēšanas saskares un cikliskas spriedzes zem virsmas ko tas uzliek. Tas parādās divos mērogos:
- Micropitting: ļoti sīki iedobumi, kuru diametrs ir aptuveni 10–50 mikrometri, kas rada matētu pelēku virsmas tekstūru un ir gandrīz neredzami ar neapbruņotu aci. Tas parasti veidojas vietās, kur ir liela slodze, un bieži sastopams zobratos, kuros tiek izmantota plāna eļļas kārtiņa, kā arī ātrgaitas gultņos. Atkarībā no apstākļiem tas var stabilizēties vai pāriet makropittingā.
- Makropitting (sākotnējā korozija): skaidri redzami krateri, kuru diametrs ir apmēram 1–5 mm un dziļums 0,1–0,5 mm, kas veidojas, kad zem virsmas esoša noguruma plaisa izplatās uz virsmu un izrauj plāksnīti. Parasti tā izaug par lielākiem atlūzumiem, un līdz lūzumam var paiet mēneši vai pat gadi — tieši šo laika posmu izmanto stāvokļa uzraudzība.
Korozijas bedrītes (ķīmiskas)
Korozijas bedrītes rodas drīzāk elektroķīmiskas iedarbības, nevis slodzes dēļ. Mitrums, skābes vai procesā izmantotās ķimikālijas, nonākot saskarē ar virsmu, izveido sekla, rūsas krāsas bedrītes, kurās bieži uzkrājas korozijas produkti. Atšķirībā no noguruma bedrītēm tās parasti izplatās plašāk, nevis ir ierobežotas tikai ar slodzes zonu, un, lai gan sākumā tās parasti ir sekla nekā noguruma bedrītes, katra šāda dobumiņa darbojas kā sprieguma palielinātājs, kas vēlāk izraisa noguruma plīsumus. Efektīva hermētizācija un pretkorozijas smērvielas ir pirmā aizsardzības līnija.
Elektriskā korozija
Elektrisko koroziju izraisa strāva, kas plūst caur gultni un veido dzirksteļus eļļas plēvē, izkausējot sīkus kraterīšus. Tipiska pazīme ir cieši izvietoti kraterīši, kas sakārtoti regulārās joslās — veidojot rakstu, kas atgādina veļas dēli vai gofrētu virsmu. Tas bieži novērojams motoros, kurus baro frekvenču pārveidotāji (VFD) ar nepietiekamu vārpstas zemējumu; šis ir arī galvenais cēlonis daudziem elektriskie defekti, un to parasti var atpazīt pēc raksturīgā, regulārā raksta, to apskatot.
2. Noteikšanas metodes
Vibrācijas analīze
Pitting rada raksturīgu vibrāciju izmaiņu gaitu. Sākotnējā stadijā tas izraisa nelielu augstfrekvences vibrāciju pieaugumu; defektiem palielinoties, atsevišķas gultņu defektu frekvences appear — BPFO, BPFI vai BSF atkarībā no tā, kura virsma ir bojāta — un to amplitūda un harmoniku skaits palielinās. Aploksnes analīze ir visefektīvākais līdzeklis, lai atklātu sākotnējā stadijā esošus iedobumus, jo tas no plaša spektra fona izdalītu vājos, atkārtojošos triecienus jau ilgi pirms tie sāk dominēt parastajā spektrs.
Vizuālā pārbaude
Tieša pārbaude prasa izjaukšanu vai piekļuvi ar endoskopu. Inspektors meklē pelēkas, matētas vietas (mikrokraterus) vai redzamus kraterus (makrokraterus), skaita un nosaka krateru izmērus, lai novērtētu bojājumu smagumu, kā arī tos fotografē dokumentēšanai un tendenceu salīdzināšanai ar turpmākajām pārbaudēm.
Eļļas analīze
Nolietojuma metāla daļiņas oil sample parāda aktīvu materiāla noņemšanos. Ferrografija ļauj atšķirt pittinga daļiņu morfoloģiju no parastā nodiluma daļiņu morfoloģijas, un pieaugošā daļiņu koncentrācija apstiprina, ka bojājums turpina attīstīties, nevis ir stabils.
Ultraskaņas pārbaude
Pittinga izraisītā virsmas raupjuma dēļ palielinās gultņa ultrasonic emisijas, un pārnēsājamie detektori spēj to fiksēt neinvazīvā veidā. Ultraskaņa bieži vien norāda uz problēmām, pirms vibrācijas simptomi kļūst nepārprotami, tādējādi kļūstot par noderīgu papildinājumu spektrālajai uzraudzībai.
3. Cēloņi un profilakse
Noguruma piting
- Atbilstošais gultņu slodzes koeficients: izvēlieties gultni, kuras L10 kalpošanas ilgums ievērojami pārsniedz nepieciešamo ekspluatācijas laiku.
- Pareiza eļļošana: jāuztur piemērots plēves biezums (lambda koeficients lielāks par aptuveni 3), lai nelīdzenumi nesaskartos.
- Tīrība: novērst piesārņojumu, kas izraisa virsmas deformācijas un rada sprieguma koncentrācijas vietas.
- Saskaņošana: izvairīties no slodzes koncentrēšanās malās, ko izraisa neatbilstība.
- Slodzes vadība: iztur pārslodzi — rullīšu gultņu kalpošanas ilgums samazinās aptuveni proporcionāli slodzes trešajai pakāpei.
Korozijas bedrītes
- Efektīva hermētizācija: neļaujiet mitrumam iekļūt gultņa dobumā.
- Pareizā smērviela: izmantojiet preparātus ar korozijas inhibitoriem.
- Korozijizturīgi materiāli: norādiet nerūsējošā tērauda gultņus lietošanai mitrā vidē.
- Aizsardzība uzglabāšanas laikā: pasargājiet rezerves gultņus no mitruma.
- Kondensāta novēršana: izvairieties no termiskajām svārstībām, kas izraisa kondensāta veidošanos korpusā.
Elektriskā korozija
Profilakse ir vērsta uz strāvas novēršanu no gultņa: pareiza vārpstas zemējuma nodrošināšana motoros ar frekvences pārveidotāju, izolēts gultnis vienā mašīnas galā, keramiskie (nevadīgie) rullīši, kā arī vispārīgi pasākumi, lai novērstu vai samazinātu nesošās strāvas.
4. Rievu veidošanās zobratos
Zobratu zobiem raksturīga ir sava veida korozija. Tā veidojas zobu sānos saskares zonā un koncentrējas pie soļu līnijas, kur rullēšanas un slīdēšanas spēku mijiedarbība rada maksimālu saskares spriedzi. Bojājums izpaužas kā paaugstināta vibrācija pie zobratu sazobes frekvence, kuras bieži vien ieskauj sānu joslas kas rodas pie vārpstas darba ātruma, kopā ar dzirdamām toņa izmaiņām un redzamām bedrītēm uz zobu sāniem. Neliels daudzums tā saukto „sākotnējo“ bedrīšu dažos konstrukcijas veidos var būt pieņemams un pat var stabilizēties, virsmām pielāgojoties, taču pārmērīgas bedrītes samazina slodzes nesošo platību un galu galā izraisa zobu lūzumus. Saskares frekvences un tās sānu joslu uzraudzība, kā arī periodiska zobu sānu pārbaude, ir praktiska diagnostikas procedūra plašākai pārnesumu defekti.
5. Smaguma novērtēšana un lēmumi
Gultņu gadījumā smaguma pakāpi parasti novērtē pēc tā, cik liela daļa no slodzes zonas ir skarta:
- Sākuma stadijā: daži izkliedēti mikrocaurumi, kas aizņem aptuveni 5 % no slodzes zonas.
- Gaisma: redzamas korozijas bedrītes aptuveni 5–25 % no slodzes zonas platības.
- Vidēji: plaša korozija, kas skar 25–50 % virsmas, un sāk apvienoties.
- Smaga: ja bojājumi pārsniedz 50 % un bedrītes apvienojas, veidojot atslāņojumus — nekavējoties jāveic nomaiņa.
Šie novērtējumi atbilst konkrētām rīcībām. Sākotnējus vai vieglus korozijas izsitumus var turpināt ekspluatēt, veicot uzraudzību; vidēji izteikti izsitumi prasa plānoto nomaiņu viena līdz trīs mēnešu laikā; izteikti izsitumi jānovērš, izmantojot pirmo izdevību; savukārt strauja izsitumu izplatība, kam pievienojas spēcīgas vibrācijas vai paaugstināta temperatūra, prasa avārijas apstādināšana. Iestatot saprātīgu modinātāju un trip levels pret šiem posmiem un uzraugot tendence laika gaitā pārvērš sākotnējos mērījumus par lēmumu par apkopi.
6. Kur piemērojas pitting un kā palīdz balansēšana
Pitting ir svarīgs starpposms detaļas nolietošanās procesā — tas ir nopietnāks par vispārēju virsmas nodilumu, taču bieži vien to var novērst, ja to savlaicīgi pamanī. Turklāt tas reti kad rodas atsevišķi: slodze uz malām, kas rodas no nesakritības vai vibrācijas rezonanse paātrina nogurumu, tāpat kā paaugstināta dinamiskā slodze, kas rodas no rotora nelīdzsvarotība. Tādēļ rotora pareiza balansēšana ir daļa no pasākumiem, kas novērš priekšlaicīgu korozijas izraisītu bedrīšu veidošanos, un pārnēsājams divkanālu analizators, piemēram, Balanset-1A ir pelnījis savu vietu divkārši: tas darbojas aploksne un spektrālo diagnostiku, lai uz vietas savlaicīgi atklātu gultņu un zobratu korozijas pēdas, un tas veic lauka balansēšana kas samazina rullēšanas spriedzi, kas izraisa bojājumus. Apvienojumā ar pareizu eļļošanu, blīvējumu un izlīdzināšanu šī kombinācija ļauj komandai savlaicīgi atklāt korozijas bedrītes un rīkoties pēc saviem plāniem, labu laiku pirms situācija pasliktinās līdz katastrofālai virsmas atslāņošanās.
