Compreendendo os defeitos dos elementos rolantes

Dispositivos

Balancim portátil e analisador de vibrações Balanset-1A

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Peças

Sensor de vibração

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Peças

Sensor ótico (tacómetro laser)

$146.72 O preço original era: $146.72.$106.49O preço atual é: $106.49.

Dispositivos

Balanset-4

$8,049.74

Peças

Tamanho do suporte magnético-60-kgf

$54.43

Peças

Fita reflectora

$11.83

Dispositivos

Balanço dinâmico "Balanset-1A" OEM

$2,052.96 O preço original era: $2,052.96.$1,774.90O preço atual é: $1,774.90.

Definição: O que são defeitos de elementos rolantes?

Defeitos do elemento rolante São danos, falhas ou imperfeições nas esferas ou rolos de rolamentos de elementos rolantes. Esses defeitos incluem lascas superficiais, rachaduras, contaminação incrustada, inclusões de material e imperfeições geométricas. Quando um elemento rolante defeituoso gira através do rolamento, ele cria impactos nas pistas interna e externa, gerando vibração no frequência de rotação da bola (BSF) com faixas laterais características em frequência de gaiola (FTF) espaçamento.

Defeitos nos elementos rolantes são menos comuns que defeitos nas pistas, sendo responsáveis por aproximadamente 10-15% das falhas nos rolamentos, mas quando ocorrem, produzem assinaturas de vibração distintas e podem progredir rapidamente para falha completa do rolamento.

Tipos de defeitos de elementos rolantes

1. Lascas de superfície

O defeito mais comum do elemento rolante:

• Causa: Fadiga de contato rolante causando descamação do material
• Aparência: Cratera ou poço na superfície da bola/rolo
• Tamanho: Normalmente 0,5-3 mm inicialmente, pode crescer mais
• Impacto: Cria impactos em ambas as raças quando o defeito as atinge
• Freqüência: Gera vibração em BSF e 2×BSF

2. Rachaduras

• Causa: Sobrecarga, danos por impacto ou fadiga
• Tipos: Fissuras superficiais ou fissuras subsuperficiais
• Progressão: A rachadura se propaga até que o pedaço se solte (tornando-se uma lasca)
• Detecção: Difícil de detectar até que ocorra a fragmentação
• Perigo: Pode levar a uma falha catastrófica repentina se a bola se fragmentar

3. Inclusões materiais

• Causa: Defeitos de fabricação — material estranho ou vazios no aço do rolamento
• Efeito: Cria concentração de estresse, inicia fadiga prematura
• Detecção: Geralmente não é detectável até que se desenvolva fragmentação ao redor da inclusão
• Prevenção: Materiais de rolamento de alta qualidade com aço limpo

4. Contaminação incorporada

• Causa: Partículas duras (sujeira, lascas de metal) pressionadas na superfície da bola
• Efeito: Cria uma elevação elevada que impacta as corridas
• Progressão: A indentação aumenta o estresse e pode levar à fragmentação
• Detecção: Gera vibração de impacto no BSF

5. Corrosão e danos causados pela umidade

• Aparência: Manchas de ferrugem, corrosão, rugosidade da superfície
• Progressão: Áreas corroídas tornam-se locais de início de fadiga
• Prevenção: Vedação adequada, lubrificantes anticorrosivos

6. Brinelling e Amassados

• Causa: Carga de impacto (queda, choque, danos de manuseio)
• Aparência: Marcas permanentes na superfície da bola
• Efeito: Amassados criam impactos e concentrações de estresse
• Prevenção: Manuseio cuidadoso, procedimentos de instalação adequados

Assinatura de vibração

Conteúdo de frequência

Defeitos nos elementos rolantes produzem padrões distintos:

• Frequência primária: BSF (frequência de rotação da bola), normalmente 2-3 × velocidade de corrida
• Segundo Harmônico: 2×BSF geralmente mais forte que o fundamental (o defeito atinge ambas as raças por revolução)
• Espaçamento da faixa lateral: FTF (frequência de gaiola) bandas laterais, NÃO bandas laterais 1×
• Padrão: BSF ± FTF, BSF ± 2×FTF, criando “cerca de estacas” com espaçamento FTF

Características distintivas

Recurso	Defeito na pista externa	Defeito na Raça Interna	Defeito do elemento rolante
Frequência primária	BPFO (3-5×)	BPFI (5-7×)	BSF (2-3×)
Espaçamento da faixa lateral	Nenhum ou mínimo	±1× (velocidade do eixo)	±FTF (velocidade da gaiola)
Estabilidade de amplitude	Relativamente estável	Estável	Variável (depende da posição da bola)
Ocorrência	Mais comum (~40%)	Comum (~35%)	Menos comum (~10-15%)

Variabilidade de amplitude

Uma característica dos defeitos dos elementos rolantes:

• A amplitude varia entre as medições conforme a carga do elemento defeituoso varia
• Quando bola defeituosa na zona de carga: alta amplitude
• Quando a bola defeituosa está na zona de carga oposta: menor amplitude
• Essa variabilidade pode complicar a tendência, mas é diagnóstica para defeitos de bola

Progressão e Consequências

Desenvolvimento de Defeitos

1. Iniciação: Pequena fissura ou inclusão superficial
2. Micro-lasca: Um pequeno pedaço de material se solta
3. Crescimento de estilhaços: Impactos nas bordas dos defeitos propagam danos
4. Múltiplas lascas: Danos secundários causados por detritos criam defeitos adicionais
5. Fragmentação de Bola: Em casos graves, a bola inteira pode rachar e fragmentar
6. Falha completa: O rolamento perde capacidade de carga

Dano Secundário

• Dano de corrida: Bola defeituosa danifica as superfícies internas e externas da pista
• Circulação de detritos: O material lascado cria abrasão de três corpos
• Danos na gaiola: Irregularidades na superfície da bola podem danificar as bolsas da gaiola
• Deterioração rápida: Uma vez que uma bola é danificada, outras seguem rapidamente

Causas comuns

Defeitos de fabricação e materiais

• Inclusões internas ou vazios no material da bola
• Tratamento térmico inadequado
• Defeitos no acabamento da superfície
• Imperfeições geométricas (bolas fora do círculo)

Danos na instalação

• Impacto durante o manuseio (queda, impacto)
• Brinelling devido a sobrecarga estática ou vibração enquanto parado
• Contaminação durante a instalação incorporando partículas

Condições de operação

• Lubrificação inadequada causando desgaste da superfície
• Sobrecarga acelerando a fadiga
• Corrente elétrica através do rolamento causando corrosão
• Ambiente corrosivo atacando superfícies de bola
• Contaminação por partículas duras criando marcas

Detecção e Diagnóstico

Análise de vibração

• Calcular BSF e FTF para rolamento instalado
• Pesquisar espectro de envelope para pico BSF
• Verifique o padrão de banda lateral FTF (recurso de diagnóstico principal)
• Verifique 2×BSF que geralmente tem amplitude maior
• Múltiplas medições podem mostrar variabilidade de amplitude

Inspeção Física

• Desmonte o rolamento e inspecione cada esfera/rolo individualmente
• Procure por lascas, rachaduras, material incrustado, corrosão
• Sinta a aspereza da superfície (bolas lisas vs. ásperas)
• Verifique a precisão geométrica (fora do arredondamento)
• Fotografar defeitos para documentação

Ações corretivas

Resposta imediata

• Aumente a frequência de monitoramento com base na gravidade
• Substituição do rolamento do plano
• Investigar a causa raiz para evitar recorrência
• Verifique se há danos secundários nas corridas

Análise de Causa Raiz

• Revisar seleção de rolamentos (classificação adequada?)
• Verifique a adequação da lubrificação
• Verifique se há fontes de contaminação
• Avaliar práticas de instalação
• Considere a especificação atualizada do rolamento em caso de falha prematura

Defeitos em elementos rolantes, embora menos comuns do que defeitos em pistas, exigem a compreensão de sua assinatura de frequência BSF distinta com bandas laterais FTF para um diagnóstico preciso. A detecção precoce por meio da análise de envelope permite a manutenção planejada antes que o defeito evolua para danos graves ao rolamento e potencial falha catastrófica.

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