Inzicht in lagerslijtage
Definitie: Wat is lagerslijtage?
Lagerslijtage is het progressieve verlies van materiaal van lageroppervlakken (loopringen, rollichamen en kooi) door mechanische processen zoals slijtage, hechting, corrosie of oppervlaktevermoeiing. In tegenstelling tot plotselinge breuken door vermoeiingsafbrokkeling, is lagerslijtage een geleidelijk degradatieproces dat toeneemt. lagerspeling, vermindert de nauwkeurigheid en leidt uiteindelijk tot functioneel falen wanneer de speling te groot wordt of er ernstige schade aan het oppervlak ontstaat.
Lagerslijtage is detecteerbaar via trillingen Monitoring (toenemende hoogfrequente inhoud en algehele niveaus), temperatuurbewaking (veranderingen in wrijving) en fysieke inspectie (zichtbare slijtagepatronen, toegenomen speling). Inzicht in slijtagemechanismen maakt de juiste lagerselectie, smeermethoden en onderhoudsstrategieën mogelijk.
Mechanismen van lagerslijtage
1. Schurende slijtage
Het meest voorkomende slijtagemechanisme bij industriële lagers:
- Oorzaak: Harde deeltjes (vuil, metaalsplinters, slijtageresten) die in het lager terechtkomen
- Proces: Deeltjes die tussen de rolelementen en de loopringen vastzitten, werken als slijpmiddel
- Resultaat: Materiaal verwijderd van zachtere oppervlakken (meestal loopvlakken), waardoor groeven of gepolijste slijtsporen ontstaan
- Tarief: Evenredig aan de verontreinigingsgraad en de hardheid van de deeltjes
- Preventie: Effectieve afdichting, filtratie en schone montagepraktijken
2. Adhesieve slijtage (slijtage)
Treedt op onder grenssmering of droogcontactomstandigheden:
- Oorzaak: Onvoldoende smering waardoor metaal-op-metaalcontact mogelijk is
- Proces: Microscopisch lassen en scheuren op contactpunten
- Resultaat: Ruwe, verkleurde oppervlakken; materiaaloverdracht tussen loopvlakken en rolelementen
- Progressie: Kan snel escaleren als het eenmaal is gestart
- Preventie: Voldoende hoeveelheid en kwaliteit van de smering
3. Fretting Wear (False Brinelling)
Komt voor bij stationaire of oscillerende lagers:
- Oorzaak: Oscillerende beweging met kleine amplitude terwijl het lager niet roteert (trillingen tijdens transport of opslag)
- Proces: Microslip tussen rolelementen en loopringen creëert oxideresten
- Resultaat: Roodbruine afzettingen in contactgebieden, ondiepe depressies
- Visueel: Uiterlijk vergelijkbaar met echte brinelling, maar zonder permanente vervorming
- Preventie: Trillingsisolatie tijdens opslag/transport, lichte lagerrotatie of voldoende voorspanning
4. Corrosieve slijtage
- Oorzaak: Vocht, chemicaliën of agressieve omgevingen
- Proces: Chemische aantasting die putcorrosie en oppervlakteruwheid veroorzaakt
- Resultaat: Roestkleurige afzettingen, ruwe oppervlakken, materiaalverlies
- Veel voorkomend in: Voedselverwerking, mariene omgevingen, chemische fabrieken
- Preventie: Corrosiewerende lagers, effectieve afdichting, juiste smeermiddelkeuze
5. Erosieve slijtage
- Oorzaak: Vloeistofstroom met hoge snelheid die deeltjes meevoert
- Veel voorkomend in: Verontreinigde smeermiddelen met circulatiesystemen
- Resultaat: Glad geërodeerde oppervlakken, materiaalverwijdering
- Preventie: Filtratie, schone smeermiddelen, goed afdichtingsontwerp
Trillingssymptomen van lagerslijtage
Geleidelijke veranderingen
Slijtage veroorzaakt karakteristieke progressieve trillingsveranderingen:
- Toenemend algemeen niveau: De totale RMS-trilling neemt geleidelijk toe
- Hoogfrequente inhoud: Meer energie in het hoogfrequente bereik (> 1000 Hz)
- Breedbandruis: Verhoogde ruisvloer over het hele spectrum
- Meerdere kleine pieken: In plaats van een enkele dominante defectfrequentie
- Verlies van tracking: 1× piek kan minder prominent worden in verhouding tot hogere frequenties
Het onderscheiden van slijtage en defecten
| Kenmerkend | Gelokaliseerd defect (Spall) | Algemene slijtage |
|---|---|---|
| Foutfrequenties | Duidelijke BPFO-, BPFI- en BSF-pieken | Geen duidelijke defectfrequenties |
| Spectrum uiterlijk | Discrete pieken met harmonischen | Brede verhoogde ruisvloer |
| Progressie | Exponentiële amplitudegroei | Geleidelijke lineaire toename |
| Envelopanalyse | Sterke respons, duidelijke pieken | Matige toename van breedband |
| Tijd tot falen | Weken tot maanden na detectie | Maanden tot jaren van geleidelijke afbraak |
Detectiemethoden
Trillingsbewaking
- Trend van algemene RMS-niveaus in de loop van de tijd
- Monitor hoogfrequente versnelling (HFD – High Frequency Defect indicator)
- Crestfactor kan relatief normaal blijven (in tegenstelling tot afbrokkeling, waarbij het toeneemt)
- Kurtosis vertoont geen dramatische veranderingen (verspreide slijtage versus discrete impacten)
Temperatuurbewaking
- Trend van de lagertemperatuur
- Slijtage veroorzaakt vaak een temperatuurstijging door hogere wrijving
- Een geleidelijke stijging (2-5°C/jaar) duidt op progressieve slijtage
- Plotselinge sprongen duiden op een overgang naar ernstiger schade
Echografiebewaking
- Ultrasone emissies nemen toe met de oppervlakteruwheid
- Effectief voor het detecteren van slijtage in een vroeg stadium
- Draagbare ultrasone instrumenten voor routegebaseerde inspecties
Olieanalyse
- Slijtageresten in oliemonsters
- Deeltjestelling en -analyse
- Ferrografie die de eigenschappen van slijtagedeeltjes laat zien
- Een toenemende deeltjesconcentratie duidt op progressieve slijtage
Oorzaken en bijdragende factoren
Smeringsgerelateerd
- Onvoldoende hoeveelheid smeermiddel (uithongering)
- Verkeerde viscositeit van het smeermiddel voor de bedrijfsomstandigheden
- Verontreinigd smeermiddel (deeltjes, water, chemicaliën)
- Afgebroken smeermiddel (oxidatie, verlies van additieven)
- Onjuiste nasmeerintervallen
Bedrijfsomstandigheden
- Overmatige lagerbelastingen (statisch of dynamisch)
- Hoge bedrijfstemperaturen
- Verontreinigde omgeving
- Onvoldoende afdichting waardoor deeltjes kunnen binnendringen
- Trillingen van externe bronnen (apparatuur in de buurt)
Installatie en onderhoud
- Onjuiste installatie die verkeerde uitlijning veroorzaakt
- Onjuiste lagerspeling gekozen
- Verontreiniging tijdens de installatie
- Beschadigde afdichtingen waardoor verontreinigingen kunnen binnendringen
Preventie en levensverlenging
Beste praktijken voor smering
- Gebruik het juiste type en de juiste kwaliteit smeermiddel voor de toepassing
- Zorg voor een goed smeermiddelniveau (niet te veel en niet te weinig)
- Stel passende nasmeerintervallen in
- Controleer de toestand van het smeermiddel, vervang het indien het is gedegradeerd
- Gebruik schone werkwijzen tijdens het smeren
Besmettingscontrole
- Effectieve afdichting om het binnendringen van deeltjes te voorkomen
- Schone installatiepraktijken
- Gefilterde smeersystemen waar van toepassing
- Milieubeheersing (omhulsels, positieve druk)
- Regelmatige inspectie en vervanging van de afdichting
Beheer van de operationele omstandigheden
- Werken binnen de ontwerpgrenzen van het lager (belasting, snelheid, temperatuur)
- Goed onderhouden evenwicht om dynamische belastingen te minimaliseren
- Zorg voor precisie uitlijning om randbelasting te voorkomen
- Beheers de bedrijfstemperaturen indien nodig door middel van koeling
Lagerslijtage, hoewel geleidelijk en minder dramatisch dan plotselinge afbrokkeling, vertegenwoordigt een aanzienlijk deel van de lagerverslechtering in industriële toepassingen. Goede smering, verontreinigingsbeheersing en conditiebewaking maken vroegtijdige detectie en geplande lagervervanging mogelijk voordat slijtage zich ontwikkelt tot functioneel falen. Dit optimaliseert zowel de betrouwbaarheid van de apparatuur als de onderhoudskosten.