Forstå avskalling i rullelagre

Enheter

Bærbart balanse- og vibrasjonsanalyseapparat Balanset-1A

$2,358.31

Deler

Vibrasjonssensor.

$107.47

Deler

Optisk sensor (lasertakometer)

$148.07

Enheter

Balanset-4.

$8,123.32

Deler

Magnetisk stativ Insize-60-kgf.

$54.93

Deler

Reflekterende tape.

$11.94

Enheter

Dynamisk balanseringsenhet "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definisjon: Hva er avskalling?

Avskalling (også kalt avskalling, flassing eller gropdannelse når den er liten) er lokalisert avskalling, flisdannelse eller brudd av materiale fra overflaten av lagerbaner eller rulleelementer på grunn av rullekontaktutmatting. En avskalling fremstår som et krater, en grop eller et avskalling der et materialstykke har brukket løs fra overflaten, og etterlatt et ru, skadet område. Når rulleelementer passerer over en avskalling, genererer de støtkrefter som skaper karakteristiske vibrasjon på spesifikke frekvenser av lagerfeil.

Avskalling er den vanligste og mest normale lagerfeiltilstanden, og representerer slutten på et lagers utmattingslevetid. Det er forskjellig fra slitasje (gradvis materialfjerning) eller gropdannelse (korrosjonsindusert overflateskade). Avskalling kan oppdages gjennom vibrasjonsanalyse måneder før lageret svikter fullstendig, noe som gjør det til et sentralt mål for prediktive vedlikeholdsprogrammer.

Fysisk mekanisme for avskalling

Rullende kontaktutmattelsesprosess

Avskalling utvikles gjennom en progressiv utmattingsprosess:

1. Syklisk lasting: Hver gang et rulleelement passerer et punkt på løpebanen, skaper det en Hertz-kontaktspenning (vanligvis 1000–3000 MPa)
2. Skjærspenning i undergrunnen: Maksimal skjærspenning oppstår litt under overflaten (vanligvis 0,2–0,5 mm dybde)
3. Sprekkstart: Etter millioner eller milliarder av sykluser starter mikroskopiske sprekker ved spenningskonsentrasjonen i undergrunnen.
4. Sprekkforplantning: Sprekk vokser parallelt med overflaten, forgrener seg deretter mot overflaten og dypere inn i materialet
5. Materialseparasjon: Sprekknettverk isolerer et materiale
6. Spalldannelse: Isolert materiale bryter løs og etterlater et krater eller en grop

Typiske spallkarakteristikker

• Størrelse: Opprinnelig 1–5 mm i diameter, kan vokse til 10–20 mm eller mer
• Dybde: 0,2–2 mm dypt inn i herdet kasse
• Form: Uregelmessig krater med ru bunn og kanter
• Sted: Oftest på ytre lager i lastesonen
• Utseende: Metallisk, blank overflate med skarpe kanter i starten; mørkner ved fortsatt bruk

Årsaker og medvirkende faktorer

Normalt tretthetsliv

• Alle lagre har begrenset utmattingslevetid (L10-levetid – 90% overlever til dette punktet)
• Avskalling er den forventede feilmodusen ved levetidens slutt
• Riktig lagervalg sikrer tilstrekkelig levetid for bruken
• Ikke en feil hvis den oppstår ved eller etter beregnet L10-levetid

Årsaker til for tidlig avskalling

• Overbelastning: Belastninger som overstiger lagerkapasiteten reduserer levetiden drastisk (levetid ∝ 1/last³)
• Dårlig smøring: Utilstrekkelig filmtykkelse øker overflatespenningen
• Forurensning: Partikler som skaper spenningsstigere som initierer sprekker
• Feiljustering: Kantbelastning skaper høye lokale spenninger
• Feil installasjon: Skade under montering som utløser tidlige feil
• Korrosjon: Overflategroper som fungerer som sprekkstartsteder
• Materialfeil: Inkluderinger i lagerstål

Vibrasjonsdeteksjon av avskalling

Tidlig stadium (mikro-spall)

• Spall < 1–2 mm diameter
• Små topper ved lagerfeilfrekvenser i konvoluttspektrum
• Kan være utilgjengelig i standard FFT spektrum
• Amplitude i konvolutten: 0,5–2 g
• Gjenværende levetid: vanligvis 6–18 måneder

Moderat stadium

• Spalting 2–10 mm i diameter
• Tydelige feilfrekvenstopper i både FFT- og envelope-spektre
• 2-3 harmoniske synlig
• Begynnelsen av sidebånd formasjon
• Amplitude: 2–10 g
• Gjenværende levetid: 2–6 måneder

Avansert stadium

• Avskalling > 10 mm, kan være flere avskallinger
• Feilfrekvenstopper med svært høy amplitude
• Tallrike harmoniske (4–8 eller flere)
• Kompleks sidebåndstruktur
• Forhøyet støynivå
• Amplitude: > 10 g
• Gjenværende levetid: Dager til uker

Alvorlig/kritisk stadium

• Omfattende avskalling, flere defekter
• Dominerende bredbåndsstøy
• Individuelle feilfrekvenser kan bli skjult
• Svært høy total vibrasjon
• Hørbar lyd fra lageret
• Forhøyet temperatur
• Overhengende feil – umiddelbar utskifting nødvendig

Progresjon og sekundær skade

Spallvekst

Når de først har startet, vokser spallene gradvis:

• Støtbelastning ved splintkanter skaper høy belastning
• Tilstøtende materiale utmattes raskere
• Spall vokser utover og dypere
• Eksponentiell vekstrate – liten avskalling kan bli stor i løpet av uker

Sekundærskade

Avskalling skaper rusk som forårsaker kaskadeskader:

• Ruskgenerering: Metallpartikler fra avskalling sirkulerer i lageret
• Tredelt slitasje: Rusk fungerer som overlappende masse
• Sekundære spaller: Ruskpartikler starter nye avskallinger i andre områder
• Rask forverring: Når flere avskallinger oppstår, akselererer svikten
• Fullstendig fiasko: Etter hvert mister lageret all bæreevne

Respons og korrigerende tiltak

Ved deteksjon

1. Bekreft diagnose: Verifiser at feilfrekvensen samsvarer med lagergeometrien
2. Vurder alvorlighetsgrad: Bestem trinn basert på amplitude og harmoniske
3. Øk overvåkingen: Endre fra månedlig til ukentlig eller daglig basert på alvorlighetsgrad
4. Planlegg erstatning: Planlegg lagerbytte under passende nedetid
5. Anskaffe lager: Bestill erstatning (bekreft riktig modell og spesifikasjoner)

Nødindikatorer

Umiddelbar nedstengning anbefales hvis:

• Vibrasjonsamplitude doblet på under én uke
• Lagertemperaturen stiger raskt (> 5 °C på ett skift)
• Hørbar sliping, skriking eller ruhet fra lageret
• Flere lagerfrekvenser tilstede (flere defekter)
• Tap av smøremiddel eller synlig forurensning

Forebygging gjennom design og vedlikehold

Designfase

• Velg lagre med tilstrekkelig levetidsklassifisering (L10 > nødvendig levetid)
• Sørg for riktig smøresystem
• Design effektiv tetting
• Sørg for tilstrekkelig kjøling for driftsforholdene

Installasjonsfase

• Ren installasjonspraksis
• Riktig monteringsverktøy (forhindre skade på installasjonen)
• Kontroller riktig lagerklaring
• Presis justering

Driftsfase

• Vibrasjonsovervåkingsprogram med konvoluttanalyse
• Smøreprogram (intervaller, mengder, kvalitet)
• Temperaturovervåking
• God balansekvalitet for å minimere dynamiske belastninger

Avskalling er det uunngåelige sluttpunktet for lagerutmattingslevetid, men gjennom riktig valg, installasjon, smøring og tilstandsovervåking av lagrene kan lagerlevetiden maksimeres og feil kan oppdages tidlig nok til å forhindre sekundærskader og muliggjøre planlagt, kostnadseffektivt vedlikehold.

---

← Tilbake til hovedindeksen