Înțelegerea defectelor elementelor rulante
Definiție: Ce sunt defectele elementelor rulante?
Defecte ale elementelor de rulare sunt deteriorări, defecte sau imperfecțiuni ale bilelor sau rolelor rulmenților. Aceste defecte includ ciobituri de suprafață, fisuri, contaminare încorporată, incluziuni de material și imperfecțiuni geometrice. Atunci când un element de rulare defect se rotește prin rulment, acesta creează impacturi atât asupra căilor de rulare interioare, cât și asupra celei exterioare, generând vibrații la frecvența de rotație a bilei (BSF) cu benzi laterale caracteristice la frecvența cuștii (FTF) spațiere.
Defectele elementelor de rulare sunt mai puțin frecvente decât defectele de cale de rulare, reprezentând aproximativ 10-15% din defecțiunile rulmenților, dar atunci când apar, produc semnături vibraționale distincte și pot progresa rapid până la cedarea completă a rulmentului.
Tipuri de defecte ale elementelor rulante
1. Exfolieri superficiale
Cel mai frecvent defect al elementului de rulare:
- Cauza: Oboseala de contact prin rostogolire provoacă desprinderea materialului
- Aspect: Crater sau groapă pe suprafața bilei/rolei
- Dimensiune: De obicei 0,5-3 mm inițial, poate crește mai mare
- Impact: Creează impact asupra ambelor rase atunci când defectul le lovește
- Frecvenţă: Generează vibrații la BSF și 2×BSF
2. Crăpături
- Cauza: Supraîncărcare, deteriorare prin impact sau oboseală
- Tipuri: Fisuri superficiale sau fisuri subterane
- Progresie: Fisura se propagă până când piesa se rupe (devenind o așchie)
- Detectare: Dificil de detectat până când nu apare exfolierea
- Pericol: Poate duce la o defecțiune catastrofală bruscă dacă bila se fragmentează
3. Includeri materiale
- Cauza: Defecte de fabricație - materiale străine sau goluri în oțelul rulmentului
- Efect: Creează concentrare de stres, inițiază oboseală prematură
- Detectare: De obicei, nu este detectabil până când nu se dezvoltă exfoliere în jurul incluziunii
- Prevenire: Materiale de rulmenți de înaltă calitate cu oțel curat
4. Contaminare încorporată
- Cauza: Particule dure (murdărie, așchii metalice) presate pe suprafața bilei
- Efect: Creează o denivelare ridicată care influențează cursele
- Progresie: Indentarea devine un factor de creștere a tensiunii, poate duce la exfoliere
- Detectare: Generează vibrații de impact la BSF
5. Coroziune și daune provocate de umiditate
- Aspect: Pete de rugină, coroziuni, rugozitatea suprafeței
- Progresie: Zonele corodate devin locuri de inițiere a oboselii
- Prevenire: Etanșare corespunzătoare, lubrifianți inhibați anticoroziune
6. Brinelling și Denting
- Cauza: Încărcări la impact (cădere, șoc, deteriorare la manipulare)
- Aspect: Adâncituri permanente pe suprafața bilei
- Efect: Loviturile creează impacturi și concentrări de stres
- Prevenire: Manipulare atentă, proceduri de instalare corecte
Semnătura vibrațiilor
Conținut de frecvență
Defectele elementelor de rulare produc modele distinctive:
- Frecvență primară: BSF (frecvența de rotație a bilei), de obicei 2-3× viteza de alergare
- A doua armonică: 2×BSF adesea mai puternic decât fundamentalul (defectul lovește ambele curse pe revoluție)
- Spațiere bandă laterală: FTF benzi laterale (frecvența cuștii), NU benzi laterale 1×
- Model: BSF ± FTF, BSF ± 2×FTF, creând un “gard de pali” cu spațiere FTF
Caracteristici distinctive
| Caracteristică | Defect al cursei exterioare | Defect interior al rasei | Defect al elementului rulant |
|---|---|---|---|
| Frecvență primară | BPFO (3-5×) | BPFI (5-7×) | BSF (2-3×) |
| Spațierea benzilor laterale | Niciunul sau minim | ±1× (turația arborelui) | ±FTF (viteza coliviei) |
| Stabilitatea amplitudinii | Relativ stabil | Stabil | Variabil (depinde de poziția mingii) |
| Apariție | Cel mai frecvent (~40%) | Comun (~35%) | Cel mai puțin frecvent (~10-15%) |
Variabilitatea amplitudinii
O caracteristică a defectelor elementelor de rulare:
- Amplitudinea variază între măsurători pe măsură ce sarcina elementului defect variază
- Când bila este defectă în zona de sarcină: amplitudine mare
- Când bila defectă este în zona de sarcină opusă: amplitudine mai mică
- Această variabilitate poate complica trendul, dar este diagnostică pentru defectele bilei.
Progresie și consecințe
Dezvoltarea defectelor
- Iniţiere: Crăpătură sau incluziune superficială mică
- Micro-Spall: O mică bucată de material se rupe
- Creșterea exfolierii: Impacturile la marginile defectelor propagă deteriorarea
- Mai multe ciobituri: Daunele secundare cauzate de resturi creează defecte suplimentare
- Fragmentarea bilei: În cazuri grave, întreaga minge se poate crăpa și fragmenta.
- Eșec complet: Rulmentul își pierde capacitatea portantă
Daune secundare
- Daune provocate de cursă: Bila defectă deteriorează suprafețele interioare și exterioare ale căii de rulare
- Circulația resturilor: Materialul sfărâmat creează abraziune în trei corpuri
- Daune la cușcă: Neregularitățile suprafeței bilei pot deteriora buzunarele coliviei
- Deteriorare rapidă: Odată ce o minge este deteriorată, celelalte urmează rapid.
Cauze frecvente
Defecte de fabricație și de materiale
- Incluziuni interne sau goluri în materialul bilei
- Tratament termic necorespunzător
- Defecte de finisare a suprafeței
- Imperfecțiuni geometrice (bile ocolite)
Daune la instalare
- Impact în timpul manipulării (cădere, lovire)
- Brinelling cauzat de supraîncărcare statică sau vibrații în staționare
- Contaminare în timpul instalării particulelor încorporate
Condiții de funcționare
- Lubrifiere inadecvată care provoacă deteriorarea suprafeței
- Suprasolicitarea accelerează oboseala
- Curent electric prin rulment care provoacă coroziuni
- Mediu coroziv care atacă suprafețele mingii
- Contaminare cu particule dure care creează indentații
Detectare și diagnosticare
Analiza vibrațiilor
- Calculați BSF și FTF pentru rulmentul instalat
- Căutare spectrul anvelopei pentru vârful BSF
- Verificarea modelului benzii laterale FTF (funcție cheie de diagnosticare)
- Verificați dacă există 2×BSF, care are adesea o amplitudine mai mare
- Măsurătorile multiple pot arăta variabilitate a amplitudinii
Inspecție fizică
- Demontați rulmentul și inspectați fiecare bilă/rolă individual
- Căutați fisuri, crăpături, materiale încorporate, coroziune
- Simțiți rugozitatea suprafeței (bile netede vs. rugoase)
- Verificați precizia geometrică (obalansare)
- Defecte fotografice pentru documentație
Acțiuni corective
Răspuns imediat
- Creșteți frecvența monitorizării în funcție de severitate
- Planificarea înlocuirii rulmenților
- Investigați cauza principală pentru a preveni recurența
- Verificați dacă există daune secundare la nivelul curselor
Analiza cauzelor principale
- Verificați alegerea rulmentului (evaluare adecvată?)
- Verificați adecvarea lubrifierii
- Verificați sursele de contaminare
- Evaluați practicile de instalare
- Luați în considerare specificațiile îmbunătățite ale rulmentului în caz de defecțiune prematură
Defectele elementelor de rulare, deși mai puțin frecvente decât defectele de rulare, necesită înțelegerea semnăturii lor de frecvență BSF distinctive cu benzi laterale FTF pentru un diagnostic precis. Detectarea timpurie prin analiza anvelopei permite întreținerea planificată înainte ca defectul să progreseze spre deteriorarea severă a rulmentului și o potențială defecțiune catastrofală.
Categorii: GlosarDiagnosticarea vibrațiilor
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 