Zrozumienie zużycia łożysk
Definicja: Czym jest zużycie łożysk?
Zużycie łożysk Zużycie to postępująca utrata materiału z powierzchni łożysk (bieżni, elementów tocznych i koszyka) w wyniku procesów mechanicznych, takich jak ścieranie, adhezja, korozja lub zmęczenie powierzchni. W przeciwieństwie do nagłych awarii spowodowanych odpryskami zmęczeniowymi, zużycie łożysk to stopniowy proces degradacji, który zwiększa luzy łożyskowe, zmniejsza precyzję i ostatecznie prowadzi do awarii funkcjonalnej, gdy luzy stają się nadmierne lub uszkodzenie powierzchni staje się poważne.
Zużycie łożyska można wykryć poprzez wibracja Monitorowanie (zwiększanie zawartości wysokich częstotliwości i ogólnego poziomu), monitorowanie temperatury (zmiany tarcia) oraz kontrola fizyczna (widoczne ślady zużycia, zwiększony luz). Zrozumienie mechanizmów zużycia umożliwia właściwy dobór łożysk, praktyk smarowania i strategii konserwacji.
Mechanizmy zużycia łożysk
1. Zużycie ścierne
Najczęstszy mechanizm zużycia łożysk przemysłowych:
- Przyczyna: Twarde cząstki (brud, wióry metalowe, zanieczyszczenia powstałe w wyniku zużycia) przedostające się do łożyska
- Proces: Cząsteczki uwięzione pomiędzy elementami tocznymi i bieżniami działają jak środek ścierny
- Wynik: Materiał usuwany z miękkich powierzchni (zwykle bieżni), tworzący rowki lub wypolerowane ślady zużycia
- Wskaźnik: Proporcjonalnie do poziomu zanieczyszczenia i twardości cząstek
- Zapobieganie: Skuteczne uszczelnienie, filtracja, czyste praktyki montażowe
2. Zużycie kleju (zadrapania)
Występuje w warunkach smarowania granicznego lub suchego kontaktu:
- Przyczyna: Niedostateczne smarowanie umożliwiające kontakt metalu z metalem
- Proces: Mikroskopijne spawanie i rozdarcia w punktach styku
- Wynik: Szorstkie, odbarwione powierzchnie; przenoszenie materiału pomiędzy bieżniami i elementami tocznymi
- Postęp: Może szybko eskalować po rozpoczęciu
- Zapobieganie: Odpowiednia ilość i jakość smarowania
3. Zużycie frettingowe (fałszywe odciski Brinella)
Występuje w łożyskach stacjonarnych lub oscylacyjnych:
- Przyczyna: Ruch oscylacyjny o małej amplitudzie, gdy łożysko się nie obraca (wibracje podczas transportu lub przechowywania)
- Proces: Mikropoślizgi między elementami tocznymi i bieżniami powodują powstawanie resztek tlenków
- Wynik: Czerwonobrązowe osady w miejscach styku, płytkie zagłębienia
- Wizualny: Wygląd podobny do prawdziwego odcisku Brinella, ale bez trwałej deformacji
- Zapobieganie: Izolacja drgań podczas przechowywania/transportu, lekkie obracanie się łożyska lub odpowiednie obciążenie wstępne
4. Zużycie korozyjne
- Przyczyna: Wilgoć, chemikalia lub agresywne środowisko
- Proces: Atak chemiczny powodujący wżery i chropowatość powierzchni
- Wynik: Rdzawe osady, szorstkie powierzchnie, utrata materiału
- Częste w: Przetwórstwo żywności, środowiska morskie, zakłady chemiczne
- Zapobieganie: Łożyska odporne na korozję, skuteczne uszczelnienie, właściwy dobór środka smarującego
5. Zużycie erozyjne
- Przyczyna: Przepływ cieczy o dużej prędkości przenoszący cząstki
- Częste w: Zanieczyszczone środki smarne z układami cyrkulacyjnymi
- Wynik: Gładko erodowane powierzchnie, usuwanie materiału
- Zapobieganie: Filtracja, czyste środki smarne, prawidłowa konstrukcja uszczelnień
Objawy wibracji zużycia łożysk
Stopniowe zmiany
Zużycie powoduje charakterystyczne, postępujące zmiany wibracji:
- Rosnący poziom ogólny: Całkowita wartość skuteczna drgań stopniowo wzrasta
- Treści o wysokiej częstotliwości: Więcej energii w zakresie wysokich częstotliwości (> 1000 Hz)
- Szum szerokopasmowy: Podwyższony poziom szumu w całym spektrum
- Wiele małych szczytów: Zamiast pojedynczej dominującej częstotliwości defektów
- Utrata śledzenia: 1× szczyt może stać się mniej widoczny w porównaniu z wyższymi częstotliwościami
Rozróżnianie zużycia od wad
| Charakterystyczny | Wada lokalna (odprysk) | Odzież ogólna |
|---|---|---|
| Częstotliwości błędów | Wyczyść szczyty BPFO, BPFI, BSF | Brak wyraźnych częstotliwości defektów |
| Wygląd widma | Dyskretne szczyty z harmonicznymi | Szeroki, podwyższony poziom hałasu |
| Postęp | Wykładniczy wzrost amplitudy | Stopniowy liniowy wzrost |
| Analiza koperty | Silna reakcja, wyraźne szczyty | Umiarkowany wzrost dostępu szerokopasmowego |
| Czas na porażkę | Tygodnie lub miesiące po wykryciu | Miesiące, a nawet lata stopniowej degradacji |
Metody wykrywania
Monitorowanie drgań
- Trend ogólnych poziomów RMS w czasie
- Monitoruj przyspieszenie o wysokiej częstotliwości (HFD – wskaźnik defektu wysokiej częstotliwości)
- Współczynnik szczytu może pozostać względnie normalny (w przeciwieństwie do łuszczenia, gdzie się nasila)
- Kurtoza nie wykazuje drastycznych zmian (rozłożone zużycie w porównaniu z uderzeniami dyskretnymi)
Monitorowanie temperatury
- Trend temperatury łożyska
- Zużycie często powoduje wzrost temperatury w wyniku większego tarcia
- Stopniowy wzrost (2-5°C/rok) wskazuje na stopniowe zużycie
- Nagłe skoki sugerują przejście do poważniejszych uszkodzeń
Monitorowanie ultrasonograficzne
- Emisja ultradźwięków wzrasta wraz ze wzrostem chropowatości powierzchni
- Skuteczne w wykrywaniu zużycia na wczesnym etapie
- Przenośne urządzenia ultradźwiękowe do inspekcji trasowych
Analiza oleju
- Pozostałości zużycia w próbkach oleju
- Liczenie i analiza cząstek
- Ferrografia pokazująca charakterystykę cząstek zużycia
- Rosnące stężenie cząstek wskazuje na postępujące zużycie
Przyczyny i czynniki przyczyniające się
Związane ze smarowaniem
- Niewystarczająca ilość środka smarującego (głodowanie)
- Niewłaściwa lepkość środka smarnego w warunkach eksploatacji
- Zanieczyszczony środek smarny (cząsteczki, woda, substancje chemiczne)
- Zdegradowany środek smarny (utlenianie, utrata dodatków)
- Niewłaściwe odstępy między smarowaniami
Warunki pracy
- Nadmierne obciążenia łożysk (statyczne lub dynamiczne)
- Wysokie temperatury pracy
- Zanieczyszczone środowisko
- Niewystarczające uszczelnienie umożliwiające przedostawanie się cząstek
- Wibracje ze źródeł zewnętrznych (pobliskie urządzenia)
Instalacja i konserwacja
- Nieprawidłowa instalacja powodująca niewspółosiowość
- Nieprawidłowy dobór luzu łożyska
- Zanieczyszczenie podczas instalacji
- Uszkodzone uszczelki umożliwiające przedostawanie się zanieczyszczeń
Profilaktyka i przedłużanie życia
Najlepsze praktyki smarowania
- Użyj właściwego rodzaju i gatunku środka smarnego do danego zastosowania
- Utrzymuj odpowiedni poziom środka smarującego (nie za dużo i nie za mało)
- Ustal odpowiednie odstępy czasu między kolejnymi smarowaniami
- Monitoruj stan środka smarnego, wymień go, gdy ulegnie pogorszeniu
- Stosuj czyste praktyki podczas smarowania
Kontrola zanieczyszczeń
- Skuteczne uszczelnienie zapobiegające przedostawaniu się cząstek
- Czyste praktyki instalacyjne
- W stosownych przypadkach układy smarowania filtrowanego
- Kontrola środowiska (obudowy, nadciśnienie)
- Regularna kontrola i wymiana uszczelek
Zarządzanie warunkami operacyjnymi
- Pracuj w granicach konstrukcyjnych łożyska (obciążenie, prędkość, temperatura)
- Utrzymuj dobry balansować aby zminimalizować obciążenia dynamiczne
- Zapewnij precyzję wyrównanie aby zapobiec obciążeniu krawędzi
- W razie potrzeby kontroluj temperaturę roboczą poprzez chłodzenie
Zużycie łożysk, choć stopniowe i mniej drastyczne niż nagłe uszkodzenia typu spalling, stanowi istotną część degradacji łożysk w zastosowaniach przemysłowych. Prawidłowe smarowanie, kontrola zanieczyszczeń i monitorowanie stanu umożliwiają wczesne wykrycie i planową wymianę łożysk, zanim zużycie przekształci się w awarię funkcjonalną, optymalizując zarówno niezawodność sprzętu, jak i koszty konserwacji.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 