Czym jest łuszczenie się łożysk tocznych? • Przenośny wyważacz, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników Czym jest łuszczenie się łożysk tocznych? • Przenośny wyważacz, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników

Czym jest łuszczenie się łożysk tocznych?

Opublikowane przez admin w dniu

Zrozumienie łuszczenia się łożysk tocznych

Definicja: Czym jest łuszczenie?

Łuszczenie (nazywane również odpryskiem, łuszczeniem lub wżerami w małych ilościach) to miejscowe łuszczenie, odpryskiwanie lub pękanie materiału z powierzchni bieżni łożysk lub elementów tocznych w wyniku zmęczenia tocznego. Odprysk pojawia się jako krater, wgłębienie lub wiór, w którym fragment materiału oderwał się od powierzchni, pozostawiając chropowaty, uszkodzony obszar. Gdy elementy toczne przechodzą przez odprysk, generują siły uderzeniowe, które tworzą charakterystyczne wibracja w określonym częstotliwości uszkodzeń łożysk.

Łuszczenie się to najczęstszy i najbardziej typowy rodzaj uszkodzenia łożyska, oznaczający koniec jego żywotności zmęczeniowej. Różni się ono od nosić (stopniowe usuwanie materiału) lub wżery (uszkodzenia powierzchni wywołane korozją). Odpryskiwanie jest wykrywalne przez analiza drgań miesięcy przed całkowitą awarią łożyska, co sprawia, że jest ono kluczowym celem programów konserwacji predykcyjnej.

Mechanizm fizyczny łuszczenia

Proces zmęczenia tocznego

Łuszczenie się skóry powstaje w wyniku postępującego procesu zmęczenia:

  1. Obciążenie cykliczne: Za każdym razem, gdy element toczny przechodzi przez punkt na bieżni, powstaje naprężenie stykowe Hertza (zwykle 1000–3000 MPa)
  2. Naprężenie ścinające pod powierzchnią: Maksymalne naprężenie ścinające występuje nieznacznie poniżej powierzchni (zwykle na głębokości 0,2–0,5 mm)
  3. Inicjacja pęknięcia: Po milionach lub miliardach cykli, w miejscu koncentracji naprężeń pod powierzchnią, rozpoczynają się mikroskopijne pęknięcia
  4. Propagacja pęknięć: Pęknięcie rośnie równolegle do powierzchni, a następnie rozgałęzia się w kierunku powierzchni i głębiej w materiał
  5. Separacja materiałów: Sieć pęknięć izoluje kawałek materiału
  6. Powstawanie odprysków: Odizolowany materiał uwalnia się, pozostawiając krater lub dół

Typowe cechy odprysku

  • Rozmiar: Początkowo o średnicy 1-5 mm, może urosnąć do 10-20 mm lub więcej
  • Głębokość: 0,2-2 mm w głąb utwardzonej obudowy
  • Kształt: Nieregularny krater o nierównym dnie i krawędziach
  • Lokalizacja: Najczęściej na zewnętrznym biegu w strefie obciążenia
  • Wygląd: Metaliczna, jasna powierzchnia z ostrymi krawędziami na początku, ciemnieje podczas dalszej eksploatacji

Przyczyny i czynniki przyczyniające się

Normalne zmęczenie

  • Wszystkie łożyska mają skończoną trwałość zmęczeniową (trwałość L10 – 90% przetrwa do tego momentu)
  • Łuszczenie się jest przewidywanym trybem awarii pod koniec okresu eksploatacji
  • Prawidłowy dobór łożysk gwarantuje odpowiednią żywotność w danym zastosowaniu
  • Nie jest to wada, jeśli wystąpi w okresie użytkowania L10 lub dłużej

Przyczyny przedwczesnego łuszczenia

  • Przeciążenie: Obciążenia przekraczające znamionową wytrzymałość łożyska drastycznie zmniejszają żywotność (żywotność ∝ 1/obciążenie³)
  • Słabe smarowanie: Niewystarczająca grubość filmu zwiększa naprężenie powierzchniowe
  • Zanieczyszczenie: Cząsteczki tworzące punkty naprężenia, które inicjują pęknięcia
  • Niewspółosiowość: Obciążenie krawędziowe powodujące wysokie naprężenia lokalne
  • Nieprawidłowa instalacja: Uszkodzenia podczas montażu powodujące wczesne awarie
  • Korozja: Wżery powierzchniowe działające jako miejsca inicjacji pęknięć
  • Wady materiałowe: Wtrącenia w stali łożyskowej

Wykrywanie odprysków za pomocą wibracji

Wczesny etap (mikro-odprysk)

  • Odprysk < 1-2 mm średnicy
  • Małe piki przy częstotliwościach uszkodzeń łożysk w widmo obwiedni
  • Może nie być widoczne w standardzie FFT widmo
  • Amplituda w otoczce: 0,5-2 g
  • Pozostały czas życia: zazwyczaj 6–18 miesięcy

Etap umiarkowany

  • Odprysk o średnicy 2-10 mm
  • Wyraźne szczyty częstotliwości błędów zarówno w widmach FFT, jak i obwiedni
  • 2-3 harmonia widoczny
  • Początek wstęga boczna tworzenie
  • Amplituda: 2-10 g
  • Pozostały okres przydatności: 2-6 miesięcy

Zaawansowany etap

  • Odpryski > 10 mm, mogą występować liczne odpryski
  • Bardzo wysokie amplitudy szczytów częstotliwości błędów
  • Liczne harmoniczne (4-8 lub więcej)
  • Złożona struktura pasma bocznego
  • Podwyższony poziom szumu
  • Amplituda: > 10 g
  • Pozostały czas życia: dni do tygodni

Ciężki/krytyczny stopień

  • Rozległe łuszczenie, liczne wady
  • Dominujący szum szerokopasmowy
  • Poszczególne częstotliwości błędów mogą zostać przesłonięte
  • Bardzo wysokie ogólne wibracje
  • Słyszalny hałas z łożyska
  • Podwyższona temperatura
  • Nieuchronna awaria – konieczna natychmiastowa wymiana

Postęp i uszkodzenia wtórne

Wzrost odprysków

Po powstaniu odpryski stopniowo rosną:

  • Obciążenie udarowe na krawędziach odprysku powoduje duże naprężenia
  • Sąsiadujący materiał męczy się szybciej
  • Łupki rosną na zewnątrz i głębiej
  • Wykładniczy wskaźnik wzrostu – mały skok może stać się duży w ciągu kilku tygodni

Uszkodzenia wtórne

Łuszczenie się materiału powoduje powstawanie odłamków, które powodują kaskadowe uszkodzenia:

  • Generowanie zanieczyszczeń: Cząsteczki metalu z odprysków krążą w łożysku
  • Ścieranie trzech ciał: Zanieczyszczenia działają jak masa polerska
  • Odpryski wtórne: Cząsteczki zanieczyszczeń powodują powstawanie nowych odprysków w innych obszarach
  • Szybkie pogarszanie się: Gdy pojawią się liczne odpryski, awaria przyspiesza
  • Całkowita porażka: Z czasem łożysko traci całą nośność

Reakcja i działania korygujące

Po wykryciu

  1. Potwierdź diagnozę: Sprawdź, czy częstotliwość usterek odpowiada geometrii łożyska
  2. Oceń powagę: Określ stopień na podstawie amplitudy i harmonicznych
  3. Zwiększ monitorowanie: Zmiana z miesięcznego na tygodniowy lub dzienny w zależności od stopnia nasilenia
  4. Zmiana harmonogramu: Zaplanuj wymianę łożysk w odpowiednim czasie przestoju
  5. Zaopatrz się w łożysko: Zamów zamiennik (sprawdź poprawność modelu i specyfikacji)

Wskaźniki awaryjne

Zaleca się natychmiastowe wyłączenie, jeżeli:

  • Podwojenie amplitudy drgań w czasie krótszym niż tydzień
  • Gwałtowny wzrost temperatury łożyska (> 5°C w ciągu jednej zmiany)
  • Słyszalne zgrzytanie, pisk lub szorstkość łożyska
  • Występują różne częstotliwości łożysk (wiele defektów)
  • Utrata środka smarującego lub widoczne zanieczyszczenie

Zapobieganie poprzez projektowanie i konserwację

Faza projektowania

  • Wybierz łożyska o odpowiedniej trwałości (L10 > wymagana trwałość)
  • Zapewnij odpowiedni układ smarowania
  • Zaprojektuj skuteczne uszczelnienie
  • Zapewnij odpowiednie chłodzenie w warunkach pracy

Faza instalacji

  • Czyste praktyki instalacyjne
  • Odpowiednie narzędzia montażowe (zapobiegają uszkodzeniom podczas instalacji)
  • Sprawdź prawidłowy luz łożyska
  • Precyzyjne wyrównanie

Faza operacyjna

  • Program do monitorowania drgań z analizą obwiedni
  • Program smarowania (interwały, ilości, jakość)
  • Monitorowanie temperatury
  • Dobra jakość wyważenia minimalizująca obciążenia dynamiczne

Łuszczenie się jest nieuniknionym końcem trwałości zmęczeniowej łożyska, ale poprzez właściwy dobór łożyska, montaż, smarowanie i monitorowanie stanu można zmaksymalizować trwałość łożyska, a awarie wykryć wystarczająco wcześnie, aby zapobiec uszkodzeniom wtórnym i umożliwić zaplanowaną, ekonomiczną konserwację.

← Powrót do indeksu głównego

Kategorie:
WhatsApp