Razumevanje napak kotalnih elementov

Naprave

Prenosni balanser in analizator vibracij Balanset-1A

$2,358.31

Deli

Senzor vibracij

$107.47

Deli

Optični senzor (laserski tahometer)

$148.07

Naprave

Balanset-4

$8,123.32

Deli

Magnetno stojalo velikosti 60 kgf

$54.93

Deli

Reflektivni trak

$11.94

Naprave

Dinamični balanser "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definicija: Kaj so napake kotalnih elementov?

Napake kotalnih elementov so poškodbe, napake ali nepravilnosti v kroglicah ali valjih kotalnih ležajev. Te napake vključujejo površinske odlušitve, razpoke, vdelano onesnaženje, vključke materiala in geometrijske nepravilnosti. Ko se okvarjen kotalni element vrti skozi ležaj, povzroča udarce tako na notranjem kot na zunanjem obroču, kar povzroča vibracije na frekvenca vrtenja kroglice (BSF) z značilnimi stranskimi pasovi pri frekvenca kletke (FTF) razmik.

Napake kotalnih elementov so manj pogoste kot napake tekalnih površin in predstavljajo približno 10-15% okvar ležajev, vendar ko se pojavijo, povzročajo značilne vibracije in lahko hitro napredujejo do popolne odpovedi ležaja.

Vrste napak kotalnih elementov

1. Površinske praske

Najpogostejša napaka kotalnih elementov:

• Vzrok: Utrujenost zaradi kotalnega stika, ki povzroča luščenje materiala
• Videz: Krater ali vdolbina na površini kroglice/valja
• Velikost: Običajno na začetku 0,5-3 mm, lahko zraste več
• Vpliv: Ustvarja vplive na obe rasi, saj ju prizadene napaka
• Pogostost: Ustvari vibracije pri BSF in 2×BSF

2. Razpoke

• Vzrok: Preobremenitev, poškodbe zaradi udarca ali utrujenost
• Vrste: Površinske razpoke ali podzemne razpoke
• Napredek: Razpoka se širi, dokler se kos ne odlomi (postane odluščen)
• Zaznavanje: Težko zaznati, dokler ne pride do luščenja
• Nevarnost: Lahko povzroči nenadno katastrofalno okvaro, če se krogla razdrobi

3. Vključki materialov

• Vzrok: Proizvodne napake – tujki ali praznine v ležajnem jeklu
• Učinek: Ustvarja koncentracijo stresa, povzroča prezgodnjo utrujenost
• Zaznavanje: Običajno ni zaznavno, dokler se okoli vključka ne razvije luščenje
• Preprečevanje: Visokokakovostni ležajni materiali s čistim jeklom

4. Vgrajena kontaminacija

• Vzrok: Trdi delci (umazanija, kovinski ostružki), vtisnjeni v površino krogle
• Učinek: Ustvari dvignjeno izboklino, ki vpliva na dirke
• Napredek: Vdolbina postane dejavnik napetosti, kar lahko povzroči odluščenje
• Zaznavanje: Ustvarja udarne vibracije pri BSF

5. Korozija in poškodbe zaradi vlage

• Videz: Rjaste madeže, jamke, hrapavost površine
• Napredek: Korodirana območja postanejo mesta začetka utrujenosti
• Preprečevanje: Pravilno tesnjenje, maziva, odporna proti koroziji

6. Brinelling in denting

• Vzrok: Udarna obremenitev (padec, udarec, poškodbe zaradi ravnanja)
• Videz: Trajne vdolbine na površini krogle
• Učinek: Vdolbine povzročajo udarce in koncentracije napetosti
• Preprečevanje: Skrbno ravnanje, pravilni postopki namestitve

Vibracijski podpis

Frekvenčna vsebina

Napake kotalnih elementov ustvarjajo značilne vzorce:

• Primarna frekvenca: BSF (frekvenca vrtenja žogice), običajno 2–3 × hitrost teka
• Drugi harmonik: 2×BSF pogosto močnejši od osnovnega (napaka prizadene obe rasi na revolucijo)
• Razmik stranskih pasov: Tuji teroristični borci (kletkasta frekvenca) stranski pasovi, NE 1× stranski pasovi
• Vzorec: BSF ± FTF, BSF ± 2×FTF, ustvarjanje “lesene ograje” z razmikom FTF

Razlikovalne značilnosti

Funkcija	Okvara zunanjega obroča	Okvara notranjega obroča	Okvara kotalnega elementa
Primarna frekvenca	BPFO (3–5×)	BPFI (5–7×)	ČSS (2–3×)
Razmik stranskih pasov	Brez ali minimalno	±1× (hitrost gredi)	±FTF (hitrost kletke)
Stabilnost amplitude	Relativno stabilno	Stabilno	Spremenljivo (odvisno od položaja žoge)
Pojav	Najpogostejši (~40%)	Pogosto (~35%)	Najmanj pogosti (~10–151 TP3T)

Spremenljivost amplitude

Značilna lastnost napak kotalnih elementov:

• Amplituda se med meritvami spreminja, saj se spreminja obremenitev okvarjenega elementa
• Ko je defektna krogla v območju obremenitve: visoka amplituda
• Ko je defektna krogla v nasprotnem območju obremenitve: nižja amplituda
• Ta spremenljivost lahko oteži trend, vendar je diagnostična za napake žoge

Napredek in posledice

Razvoj napak

1. Začetek: Majhna površinska razpoka ali vključek
2. Mikroskopsko drobljenje: Majhen košček materiala se odlomi
3. Rast lupine: Udarci na robovih napak širijo poškodbe
4. Večkratne iztrebke: Sekundarna škoda zaradi naplavin ustvarja dodatne napake
5. Fragmentacija krogle: V hujših primerih lahko celotna krogla poči in se razdrobi
6. Popoln neuspeh: Ležaj izgubi nosilnost

Sekundarna škoda

• Škoda zaradi rase: Okvarjena kroglica poškoduje notranje in zunanje površine tekalne steze
• Kroženje odpadkov: Odkrušen material ustvarja abrazijo treh teles
• Poškodba kletke: Neravnine na površini kroglice lahko poškodujejo žepe kletke
• Hitro poslabšanje: Ko je ena žoga poškodovana, ji hitro sledijo druge

Pogosti vzroki

Napake v proizvodnji in materialu

• Notranji vključki ali praznine v materialu krogle
• Nepravilna toplotna obdelava
• Napake površinske obdelave
• Geometrijske nepravilnosti (neokrogle krogle)

Poškodba pri namestitvi

• Udar med ravnanjem (padec, udarec)
• Brineling zaradi statične preobremenitve ali vibracij med mirovanjem
• Kontaminacija med namestitvijo z vgrajenimi delci

Delovni pogoji

• Nezadostno mazanje povzroča površinske poškodbe
• Preobremenitev pospešuje utrujenost
• Električni tok skozi ležaj povzroča jamkanje
• Korozivno okolje, ki napada površine kroglic
• Kontaminacija s trdimi delci, ki ustvarja vdolbine

Odkrivanje in diagnoza

Analiza vibracij

• Izračunajte BSF in . Tuji teroristični borci za nameščen ležaj
• Iskanje ovojni spekter za vrh BSF
• Preverite vzorec stranskega pasu FTF (ključna diagnostična funkcija)
• Preverite 2×BSF, ki ima pogosto višjo amplitudo
• Več meritev lahko pokaže variabilnost amplitude

Fizični pregled

• Razstavite ležaj in preglejte vsako kroglico/valj posebej
• Poiščite odlušitve, razpoke, vgrajene materiale, korozijo
• Občutite hrapavost površine (gladke v primerjavi z hrapavimi kroglicami)
• Preverite geometrijsko natančnost (neokroženost)
• Napake fotografij za dokumentacijo

Korektivni ukrepi

Takojšen odziv

• Povečajte pogostost spremljanja glede na resnost
• Zamenjava ležaja načrta
• Raziščite vzrok, da preprečite ponovitev
• Preverite morebitne sekundarne poškodbe dirk

Analiza temeljnih vzrokov

• Pregled izbire ležaja (ustrezna ocena?)
• Preverite ustreznost mazanja
• Preverite vire kontaminacije
• Ocenite prakse namestitve
• V primeru prezgodnje odpovedi razmislite o nadgrajeni specifikaciji ležaja

Napake kotalnih elementov, čeprav manj pogoste kot napake tekalnih elementov, zahtevajo za natančno diagnozo razumevanje njihovega značilnega frekvenčnega podpisa BSF s stranskimi pasovi FTF. Zgodnje odkrivanje z analizo ovojnice omogoča načrtovano vzdrževanje, preden napaka napreduje do hude poškodbe ležaja in potencialne katastrofalne odpovedi.

---

← Nazaj na glavno kazalo