Wat is afbrokkeling in wentellagers? • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren. Wat is afbrokkeling in wentellagers? • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren.

Wat is afsplintering in wentellagers?

Gepubliceerd door admin op

Inzicht in afsplintering in wentellagers

Definitie: Wat is Spalling?

Afbrokkeling (ook wel spall, schilfering of pitting genoemd, indien klein) is het plaatselijk afschilferen, afbrokkelen of breken van materiaal van het oppervlak van lagerringen of rolelementen als gevolg van rolcontactvermoeidheid. Een spall verschijnt als een krater, put of chip waar een stuk materiaal van het oppervlak is afgebroken, waardoor een ruw, beschadigd gebied achterblijft. Wanneer rolelementen over een spall gaan, genereren ze impactkrachten die karakteristieke trillingen op specifieke lagerfoutfrequenties.

Afbrokkeling is de meest voorkomende en normale lagerbreuk, die het einde van de vermoeiingslevensduur van een lager aangeeft. Het onderscheidt zich van dragen (geleidelijke materiaalverwijdering) of putjes (corrosie-geïnduceerde oppervlakteschade). Spalling is detecteerbaar door trillingsanalyse maanden voordat het lager volledig kapotgaat, waardoor het een belangrijk doelwit is voor voorspellende onderhoudsprogramma's.

Fysisch mechanisme van afsplintering

Rolcontactvermoeidheidsproces

Afbrokkeling ontstaat door een progressief vermoeiingsproces:

  1. Cyclische belasting: Elke keer dat een rolelement een punt op de baan passeert, creëert het een Hertz-contactspanning (meestal 1000-3000 MPa)
  2. Ondergrondse schuifspanning: De maximale schuifspanning treedt op iets onder het oppervlak (meestal 0,2-0,5 mm diepte)
  3. Scheurinitiatie: Na miljoenen of miljarden cycli ontstaat er een microscopische scheur bij een spanningsconcentratie onder het oppervlak
  4. Scheurvoortplanting: De scheur groeit parallel aan het oppervlak en vertakt zich vervolgens naar het oppervlak en dieper in het materiaal.
  5. Materiaalscheiding: Cracknetwerk isoleert een stuk materiaal
  6. Spall-formatie: Geïsoleerd materiaal breekt los en laat een krater of kuil achter

Typische Spall-kenmerken

  • Maat: Aanvankelijk 1-5 mm diameter, kan uitgroeien tot 10-20 mm of meer
  • Diepte: 0,2-2 mm diep in de geharde behuizing
  • Vorm: Onregelmatige krater met ruwe bodem en randen
  • Locatie: Meestal op de buitenste race in de laadzone
  • Verschijning: Metaalachtig, helder oppervlak met aanvankelijk scherpe randen; wordt donkerder bij voortdurend gebruik

Oorzaken en bijdragende factoren

Normaal Vermoeidheidsleven

  • Alle lagers hebben een eindige vermoeiingslevensduur (L10-levensduur – 90% overleeft dit punt)
  • Afbrokkeling is de verwachte falingsmodus aan het einde van de levensduur
  • Een juiste lagerkeuze zorgt voor een voldoende levensduur voor de toepassing
  • Er is geen sprake van een defect als het optreedt tijdens of na de berekende L10-levensduur

Oorzaken van voortijdige afbrokkeling

  • Overbelasting: Belastingen die de lagercapaciteit overschrijden, verkorten de levensduur drastisch (Levensduur ∝ 1/Belasting³)
  • Slechte smering: Onvoldoende filmdikte verhoogt de oppervlaktespanning
  • Besmetting: Deeltjes die spanningsverhogers creëren die scheuren initiëren
  • Verkeerde uitlijning: Randbelasting die hoge lokale spanningen veroorzaakt
  • Onjuiste installatie: Schade tijdens de montage die vroegtijdige storingen veroorzaakt
  • Corrosie: Oppervlakteputten die dienen als scheurinitiatieplaatsen
  • Materiële gebreken: Insluitingen in lagerstaal

Trillingsdetectie van afsplintering

Vroeg stadium (micro-spall)

  • Spall < 1-2 mm diameter
  • Kleine pieken bij lagerbreukfrequenties in enveloppespectrum
  • Mogelijk niet zichtbaar in standaard FFT spectrum
  • Amplitude in envelop: 0,5-2 g
  • Resterende levensduur: doorgaans 6-18 maanden

Matige fase

  • Spall 2-10 mm diameter
  • Duidelijke breukfrequentiepieken in zowel FFT- als enveloppespectra
  • 2-3 harmonischen zichtbaar
  • Begin van zijband vorming
  • Amplitude: 2-10 g
  • Resterende levensduur: 2-6 maanden

Gevorderd stadium

  • Spall > 10 mm, mogelijk meerdere spalls
  • Zeer hoge amplitude foutfrequentiepieken
  • Talrijke harmonischen (4-8 of meer)
  • Complexe zijbandstructuur
  • Verhoogde ruisvloer
  • Amplitude: > 10 g
  • Resterende levensduur: dagen tot weken

Ernstige/kritieke fase

  • Uitgebreide afbrokkeling, meerdere defecten
  • Breedbandruis dominant
  • Individuele foutfrequenties kunnen onduidelijk worden
  • Zeer hoge algehele trillingen
  • Hoorbaar geluid van lager
  • Verhoogde temperatuur
  • Dreigend falen – onmiddellijke vervanging vereist

Progressie en secundaire schade

Spall-groei

Als de spalls eenmaal zijn begonnen, groeien ze geleidelijk:

  • Stootbelasting op spallranden veroorzaakt hoge spanningen
  • Aangrenzend materiaal vermoeit sneller
  • Spall groeit naar buiten en dieper
  • Exponentiële groeisnelheid – kleine spall kan binnen enkele weken groot worden

Secundaire schade

Door afbrokkeling ontstaat puin dat een waterval van schade veroorzaakt:

  • Puingeneratie: Metaaldeeltjes van spall circuleren in lagers
  • Drie-lichamen slijtage: Puin fungeert als polijstmiddel
  • Secundaire spalls: Puindeeltjes veroorzaken nieuwe spatten op andere plekken
  • Snelle achteruitgang: Als er meerdere spalls aanwezig zijn, versnelt het falen
  • Volledige mislukking: Uiteindelijk verliest het lager al zijn draagvermogen

Reactie en corrigerende maatregelen

Bij detectie

  1. Diagnose bevestigen: Controleer of de storingsfrequentie overeenkomt met de lagergeometrie
  2. Beoordeel de ernst: Bepaal de fase op basis van amplitude en harmonischen
  3. Verhoogde monitoring: Verandering van maandelijks naar wekelijks of dagelijks op basis van de ernst
  4. Vervanging van schema: Plan de vervanging van lagers tijdens de juiste stilstandtijd
  5. Lager aanschaffen: Vervangend artikel bestellen (controleer het juiste model en de juiste specificaties)

Noodindicatoren

Onmiddellijke uitschakeling aanbevolen indien:

  • Trillingsamplitude verdubbelt in minder dan een week
  • Lagertemperatuur stijgt snel (> 5°C in één shift)
  • Hoorbaar knarsen, piepen of ruwheid van het lager
  • Er zijn meerdere lagerfrequenties aanwezig (meerdere defecten)
  • Verlies van smeermiddel of zichtbare verontreiniging

Preventie door ontwerp en onderhoud

Ontwerpfase

  • Selecteer lagers met een adequate levensduur (L10 > vereiste levensduur)
  • Zorg voor een goed smeersysteem
  • Ontwerp effectieve afdichting
  • Zorg voor voldoende koeling voor de bedrijfsomstandigheden

Installatiefase

  • Schone installatiepraktijken
  • Geschikte montagegereedschappen (voorkom schade tijdens de installatie)
  • Controleer de juiste lagerspeling
  • Nauwkeurige uitlijning

Operationele fase

  • Trillingsbewakingsprogramma met envelopanalyse
  • Smeerprogramma (intervallen, hoeveelheden, kwaliteit)
  • Temperatuurbewaking
  • Goede balanskwaliteit om dynamische belastingen te minimaliseren

Afbrokkeling is het onvermijdelijke eindpunt van de vermoeiingslevensduur van lagers. Maar door een goede lagerkeuze, installatie, smering en conditiebewaking kan de levensduur van het lager worden gemaximaliseerd en kunnen storingen vroegtijdig worden gedetecteerd, zodat secundaire schade wordt voorkomen en gepland en kosteneffectief onderhoud kan worden uitgevoerd.

← Terug naar hoofdindex

Categorieën:
WhatsApp