Vad är defekter på rullelement? Kul- och rullskador • Bärbar balanseringsenhet, vibrationsanalysator "Balanset" för dynamisk balansering av krossar, fläktar, mulchers, skruvar på skördetröskor, axlar, centrifuger, turbiner och många andra rotorer Vad är defekter på rullelement? Kul- och rullskador • Bärbar balanseringsenhet, vibrationsanalysator "Balanset" för dynamisk balansering av krossar, fläktar, mulchers, skruvar på skördetröskor, axlar, centrifuger, turbiner och många andra rotorer

Vad är defekter på rullelement? Skador på kulor och rullar

Publicerad av admin på

Förstå defekter i rullelement

Definition: Vad är rullelementdefekter?

Defekter i rullelement är skador, defekter eller brister i kulorna eller rullarna i rullager. Dessa defekter inkluderar ytskav, sprickor, inbäddad kontaminering, materialinneslutningar och geometriska defekter. När ett defekt rullager roterar genom lagret skapar det stötar på både inner- och ytterbanorna, vilket genererar vibration vid bollens rotationsfrekvens (BSF) med karakteristiska sidband vid burfrekvens (FTF) mellanrum.

Defekter i rullelement är mindre vanliga än lagerfel och står för ungefär 10–15% av lagerfelen, men när de uppstår producerar de tydliga vibrationssignaturer och kan snabbt utvecklas till ett fullständigt lagerfel.

Typer av rullelementdefekter

1. Ytskav

Den vanligaste defekten i rullelementet:

  • Orsaka: Rullkontaktutmattning som gör att materialet flagnar av
  • Utseende: Krater eller grop på kul-/rullyta
  • Storlek: Vanligtvis 0,5-3 mm initialt, kan växa sig större
  • Inverkan: Skapar effekter på båda raserna när defekter drabbar dem
  • Frekvens: Genererar vibrationer vid BSF och 2×BSF

2. Sprickor

  • Orsaka: Överbelastning, stötskador eller utmattning
  • Typer: Ytsprickor eller sprickor under ytan
  • Progression: Sprickan sprider sig tills biten lossnar (blir en splittring)
  • Upptäckt: Svår att upptäcka förrän splittring uppstår
  • Fara: Kan leda till plötsligt katastrofalt haveri om kulan splittras

3. Materialinnehåll

  • Orsaka: Tillverkningsfel – främmande material eller hålrum i lagerstål
  • Effekt: Skapar stresskoncentration, initierar för tidig trötthet
  • Upptäckt: Vanligtvis inte detekterbart förrän splittring utvecklas runt inneslutningen
  • Förebyggande: Högkvalitativa lagermaterial med rent stål

4. Inbäddad kontaminering

  • Orsaka: Hårda partiklar (smuts, metallflisor) pressas in i bollens yta
  • Effekt: Skapar upphöjda bulor som påverkar tävlingar
  • Progression: Intryckning blir spänningshöjande, kan leda till splittring
  • Upptäckt: Genererar stötvibrationer vid BSF

5. Korrosion och fuktskador

  • Utseende: Rostfläckar, gropfrätning, ytjämnheter
  • Progression: Korroderade områden blir utmattningsinitieringsplatser
  • Förebyggande: Korrekt tätning, korrosionsskyddade smörjmedel

6. Brinelling och buckling

  • Orsaka: Stötbelastning (fall, stötar, hanteringsskador)
  • Utseende: Permanenta fördjupningar på kulans yta
  • Effekt: Bucklor skapar stötar och stresskoncentrationer
  • Förebyggande: Noggrann hantering, korrekta installationsprocedurer

Vibrationssignatur

Frekvensinnehåll

Defekter i rullelementet ger tydliga mönster:

  • Primärfrekvens: BSF (kulrotationsfrekvens), vanligtvis 2–3× körhastighet
  • Andra harmoniska: 2×BSF ofta starkare än fundamental (defekten träffar båda lageren per varv)
  • Sidbandsavstånd: FTF (burfrekvens) sidband, INTE 1× sidband
  • Mönster: BSF ± FTF, BSF ± 2×FTF, skapar ett "staket" med FTF-avstånd

Utmärkande drag

Särdrag Yttre rasdefekt Inre rasdefekt Defekt i rullelement
Primärfrekvens BPFO (3–5×) BPFI (5–7×) BSF (2–3×)
Sidbandsavstånd Ingen eller minimal ±1× (axelhastighet) ±FTF (burhastighet)
Amplitudstabilitet Relativt stabil Stabil Variabel (beror på bollens position)
Förekomst Vanligast (~40%) Vanlig (~35%) Minst vanligt (~10-15%)

Amplitudvariabilitet

Ett karakteristiskt drag för defekter i rullelement:

  • Amplituden varierar mellan mätningar eftersom det defekta elementets belastning varierar
  • När kulan defekterar i lastzonen: hög amplitud
  • När kulan defekterar motsatt lastzon: lägre amplitud
  • Denna variation kan komplicera trendanalysen men är diagnostisk för bolldefekter

Progression och konsekvenser

Defektutveckling

  1. Initiering: Liten ytspricka eller inneslutning
  2. Mikrospall: Liten bit material lossnar
  3. Tillväxt av spall: Stötar vid defektkanter sprider skador
  4. Flera spallar: Sekundära skador från skräp skapar ytterligare defekter
  5. Bollfragmentering: Svåra fall kan hela bollen spricka och splittras
  6. Fullständigt misslyckande: Lagret förlorar bärförmåga

Sekundär skada

  • Rasskada: Defekt kula skadar inre och yttre lagerytor
  • Skräpcirkulation: Splittrat material skapar nötning på tre delar
  • Skador på buren: Ojämnheter i bollytan kan skada burfickor
  • Snabb försämring: När en boll skadas följer andra snabbt efter

Vanliga orsaker

Tillverknings- och materialfel

  • Interna inneslutningar eller hålrum i bollmaterialet
  • Felaktig värmebehandling
  • Defekter i ytfinishen
  • Geometriska ofullkomligheter (orunda bollar)

Installationsskador

  • Stöt vid hantering (fall, slag)
  • Brinelling från statisk överbelastning eller vibrationer vid stillastående
  • Kontaminering under installationen av inbäddade partiklar

Driftsförhållanden

  • Otillräcklig smörjning orsakar ytskador
  • Överbelastning accelererar utmattning
  • Elektrisk ström genom lagret orsakar punktering
  • Frätande miljö som angriper bollytor
  • Kontaminering av hårda partiklar som skapar inbuktningar

Detektion och diagnos

Vibrationsanalys

  • Beräkna BSF och FTF för installerat lager
  • Sök enveloppspektrum för BSF-topp
  • Verifiera FTF-sidbandsmönster (viktig diagnostisk funktion)
  • Kontrollera 2×BSF som ofta har högre amplitud
  • Flera mätningar kan visa amplitudvariabilitet

Fysisk inspektion

  • Demontera lagret och inspektera varje kula/rulle individuellt
  • Leta efter sprickor, spruckna material, korrosion
  • Känn ytans ojämnhet (släta vs. grova bollar)
  • Kontrollera geometrisk noggrannhet (ej rund)
  • Fotofel för dokumentation

Korrigerande åtgärder

Omedelbar respons

  • Öka övervakningsfrekvensen baserat på svårighetsgrad
  • Planlagerbyte
  • Undersök grundorsaken för att förhindra återfall
  • Kontrollera om det finns sekundära skador på loppen

Analys av rotorssaker

  • Granska lagervalet (tillräcklig klassning?)
  • Kontrollera smörjningens tillräcklighet
  • Kontrollera föroreningskällor
  • Utvärdera installationspraxis
  • Överväg uppgraderad lagerspecifikation vid förtida fel

Defekter i rullelement, även om de är mindre vanliga än defekter i lagerbanan, kräver förståelse för deras distinkta BSF-frekvenssignatur med FTF-sidband för korrekt diagnos. Tidig upptäckt genom enveloppanalys möjliggör planerat underhåll innan defekten utvecklas till allvarliga lagerskador och potentiellt katastrofala fel.

← Tillbaka till huvudmenyn

Kategorier:
WhatsApp