ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการแตกกระจายในตลับลูกปืนแบบลูกกลิ้ง

อุปกรณ์

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

อะไหล่

Vibration sensor

$107.47

อะไหล่

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

อุปกรณ์

Balanset-4

$8,123.32

อะไหล่

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

อะไหล่

Reflective tape

$11.94

อุปกรณ์

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

คำจำกัดความ: Spalling คืออะไร?

การแตกเป็นสะเก็ด (เรียกอีกอย่างว่า spall, flaking หรือ pitting เมื่อมีขนาดเล็ก) คือการหลุดลอก การแตก หรือรอยแตกของวัสดุบนพื้นผิวของรางลูกปืนหรือชิ้นส่วนกลิ้ง อันเนื่องมาจากความล้าจากการสัมผัสแบบกลิ้ง spall มีลักษณะเป็นหลุม หลุม หรือ chip ซึ่งชิ้นส่วนของวัสดุแตกออกจากพื้นผิว ทำให้เกิดพื้นที่ขรุขระและเสียหาย เมื่อชิ้นส่วนกลิ้งเคลื่อนผ่าน spall พวกมันจะสร้างแรงกระแทกที่สร้างลักษณะเฉพาะ การสั่นสะเทือน ที่เฉพาะเจาะจง ความถี่ความผิดพลาดของตลับลูกปืน.

การแตกเป็นลักษณะความล้มเหลวของตลับลูกปืนที่พบบ่อยที่สุดและเป็นเรื่องปกติ ซึ่งหมายถึงการสิ้นสุดอายุความล้าของตลับลูกปืน ซึ่งแตกต่างจาก สวมใส่ (การกำจัดวัสดุแบบค่อยเป็นค่อยไป) หรือ หลุม (ความเสียหายพื้นผิวที่เกิดจากการกัดกร่อน) สามารถตรวจจับการแตกร้าวได้ผ่าน vibration analysis หลายเดือนก่อนที่ตลับลูกปืนจะล้มเหลวโดยสิ้นเชิง ทำให้กลายเป็นเป้าหมายสำคัญของโปรแกรมการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์.

กลไกทางกายภาพของการแตกร้าว

กระบวนการล้าจากการสัมผัสแบบกลิ้ง

การแตกร้าวเกิดขึ้นจากกระบวนการเหนื่อยล้าแบบก้าวหน้า:

1. การโหลดแบบวนรอบ: ทุกครั้งที่ชิ้นส่วนกลิ้งผ่านจุดบนสนามแข่ง จะทำให้เกิดแรงกดสัมผัสแบบเฮิรตซ์ (โดยทั่วไปคือ 1,000-3,000 MPa)
2. แรงเฉือนใต้ผิวดิน: แรงเฉือนสูงสุดเกิดขึ้นเล็กน้อยใต้พื้นผิว (โดยทั่วไปอยู่ที่ความลึก 0.2-0.5 มม.)
3. การเริ่มต้นแคร็ก: หลังจากผ่านไปหลายล้านหรือหลายพันล้านรอบ รอยแตกร้าวในระดับจุลภาคจะเริ่มขึ้นที่ความเข้มข้นของแรงใต้ผิวดิน
4. การแพร่กระจายของรอยแตกร้าว: รอยแตกร้าวจะขยายขนานไปกับผิว แล้วแตกแขนงออกสู่ผิวและลึกเข้าไปในวัสดุ
5. การแยกวัสดุ: เครือข่ายแตกแยกชิ้นส่วนของวัสดุ
6. การก่อตัวของสปอลล์: วัสดุแยกตัวแตกออก ทำให้เกิดหลุมหรือหลุม

ลักษณะการแตกแบบทั่วไป

• ขนาด: เส้นผ่านศูนย์กลางเริ่มต้น 1-5 มม. สามารถขยายได้เป็น 10-20 มม. หรือมากกว่า
• ความลึก: ลึก 0.2-2 มม. เข้าไปในเคสที่แข็ง
• รูปร่าง: หลุมอุกกาบาตที่มีรูปร่างไม่แน่นอน มีก้นและขอบที่ขรุขระ
• ที่ตั้ง: ส่วนใหญ่มักจะอยู่ที่รอบนอกในโซนโหลด
• รูปร่าง: พื้นผิวโลหะมันวาว ขอบคมในตอนแรก เปลี่ยนเป็นสีเข้มขึ้นเมื่อใช้งานต่อไป

สาเหตุและปัจจัยสนับสนุน

ชีวิตที่เหนื่อยล้าตามปกติ

• ตลับลูกปืนทั้งหมดมีอายุการใช้งานที่จำกัด (อายุการใช้งาน L10 – 90% ยังคงอยู่จนถึงจุดนี้)
• การแตกเป็นโหมดความล้มเหลวที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในช่วงปลายอายุการใช้งาน
• การเลือกตลับลูกปืนที่เหมาะสมช่วยให้มีอายุการใช้งานเพียงพอสำหรับการใช้งาน
• ไม่ถือเป็นข้อบกพร่องหากเกิดขึ้นที่หรือเกินอายุการใช้งาน L10 ที่คำนวณไว้

สาเหตุของการแตกก่อนเวลาอันควร

• การโอเวอร์โหลด: การรับน้ำหนักเกินพิกัดจะทำให้อายุการใช้งานลดลงอย่างมาก (อายุการใช้งาน ∝ 1/โหลด³)
• การหล่อลื่นไม่ดี: ความหนาของฟิล์มที่ไม่เพียงพอจะเพิ่มแรงเครียดบนพื้นผิว
• การปนเปื้อน: อนุภาคที่ก่อให้เกิดความเครียดซึ่งทำให้เกิดรอยแตกร้าว
• การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง: การโหลดขอบทำให้เกิดความเครียดในพื้นที่สูง
• การติดตั้งไม่ถูกต้อง: ความเสียหายระหว่างการติดตั้งทำให้เกิดความล้มเหลวในระยะเริ่มต้น
• การกัดกร่อน: หลุมผิวดินทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นของรอยแตกร้าว
• ข้อบกพร่องของวัสดุ: รวมอยู่ในเหล็กแบริ่ง

การตรวจจับการสั่นสะเทือนของการแตกกระจาย

ระยะเริ่มต้น (ไมโครสปอลล์)

• สปอลล์ เส้นผ่านศูนย์กลาง < 1-2 มม.
• จุดสูงสุดเล็กๆ ที่ความถี่ความผิดพลาดของตลับลูกปืนใน สเปกตรัมซองจดหมาย
• อาจไม่สามารถมองเห็นได้ตามมาตรฐาน เอฟเอฟที สเปกตรัม
• แอมพลิจูดในซอง: 0.5-2 กรัม
• อายุการใช้งานที่เหลือ: โดยทั่วไป 6-18 เดือน

ระยะปานกลาง

• สปอลล์ เส้นผ่านศูนย์กลาง 2-10 มม.
• ความถี่สูงสุดของความผิดพลาดที่ชัดเจนในทั้ง FFT และสเปกตรัมซองจดหมาย
• 2-3 ฮาร์โมนิกส์ มองเห็นได้
• จุดเริ่มต้นของ แถบข้าง การก่อตัว
• แอมพลิจูด: 2-10 กรัม
• อายุการใช้งานที่เหลือ: 2-6 เดือน

ขั้นสูง

• แตก > 10 มม. อาจมีแตกหลายจุด
• ความถี่ความผิดพลาดที่มีแอมพลิจูดสูงมาก
• ฮาร์โมนิคจำนวนมาก (4-8 หรือมากกว่า)
• โครงสร้างแถบข้างที่ซับซ้อน
• พื้นเสียงที่สูงขึ้น
• แอมพลิจูด: > 10 กรัม
• อายุขัยที่เหลืออยู่: วันถึงสัปดาห์

ระยะรุนแรง/วิกฤต

• การแตกร้าวอย่างกว้างขวาง ข้อบกพร่องหลายประการ
• สัญญาณรบกวนบรอดแบนด์มีอิทธิพลมาก
• ความถี่ความผิดพลาดของแต่ละบุคคลอาจคลุมเครือ
• การสั่นสะเทือนโดยรวมสูงมาก
• เสียงดังจากตลับลูกปืน
• อุณหภูมิที่สูงขึ้น
• ความล้มเหลวที่ใกล้จะเกิดขึ้น – จำเป็นต้องเปลี่ยนทันที

ความก้าวหน้าและความเสียหายรอง

การเจริญเติบโตแบบสปอลล์

เมื่อเริ่มต้นแล้ว การแพร่กระจายจะค่อยๆ เติบโต:

• แรงกระแทกที่ขอบแตกทำให้เกิดความเครียดสูง
• วัสดุที่อยู่ติดกันจะล้าเร็วขึ้น
• สปอลล์เติบโตออกไปด้านนอกและลึกขึ้น
• อัตราการเติบโตแบบทวีคูณ – ช่องว่างเล็กๆ อาจกลายเป็นขนาดใหญ่ได้ภายในไม่กี่สัปดาห์

ความเสียหายรอง

การแตกเป็นสะเก็ดทำให้เกิดเศษซากที่ก่อให้เกิดความเสียหายเป็นทอดๆ:

• การสร้างเศษซาก: อนุภาคโลหะจากการแตกกระจายหมุนเวียนในตลับลูกปืน
• การเสียดสีสามส่วน: เศษซากทำหน้าที่เป็นสารทับซ้อน
• สปอลล์รอง: อนุภาคเศษซากทำให้เกิดการแตกกระจายใหม่ในพื้นที่อื่น
• การเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็ว: เมื่อมีจุดแตกหลายจุด ความล้มเหลวจะเร่งขึ้น
• ล้มเหลวโดยสิ้นเชิง: ในที่สุดตลับลูกปืนจะสูญเสียความสามารถในการรับน้ำหนักทั้งหมด

การตอบสนองและการดำเนินการแก้ไข

เมื่อตรวจพบ

1. ยืนยันการวินิจฉัย: ตรวจสอบความถี่ความผิดพลาดให้ตรงกับรูปทรงของตลับลูกปืน
2. ประเมินความรุนแรง: กำหนดระยะตามแอมพลิจูดและฮาร์โมนิก
3. เพิ่มการติดตาม: เปลี่ยนแปลงจากรายเดือนเป็นรายสัปดาห์หรือรายวันตามความรุนแรง
4. กำหนดการเปลี่ยน: วางแผนการเปลี่ยนตลับลูกปืนระหว่างเวลาหยุดทำงานที่เหมาะสม
5. จัดซื้อแบริ่ง: สั่งเปลี่ยนสินค้า (ตรวจสอบรุ่นและสเปคให้ถูกต้อง)

ตัวบ่งชี้ภาวะฉุกเฉิน

แนะนำให้ปิดระบบทันทีหาก:

• แอมพลิฟายเออร์การสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในเวลาไม่ถึงหนึ่งสัปดาห์
• อุณหภูมิตลับลูกปืนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (> 5°C ในหนึ่งกะ)
• เสียงบด เสียงดังเอี๊ยด หรือความหยาบจากตลับลูกปืน
• มีความถี่แบริ่งหลายความถี่ (ข้อบกพร่องหลายประการ)
• การสูญเสียสารหล่อลื่นหรือการปนเปื้อนที่มองเห็นได้

การป้องกันโดยการออกแบบและการบำรุงรักษา

ระยะการออกแบบ

• เลือกตลับลูกปืนที่มีอายุการใช้งานเพียงพอ (L10 > อายุการใช้งานที่ต้องการ)
• จัดให้มีระบบหล่อลื่นที่เหมาะสม
• ออกแบบการปิดผนึกที่มีประสิทธิภาพ
• ให้แน่ใจว่ามีการระบายความร้อนเพียงพอสำหรับสภาพการทำงาน

ขั้นตอนการติดตั้ง

• แนวทางปฏิบัติในการติดตั้งที่สะอาด
• เครื่องมือติดตั้งที่เหมาะสม (ป้องกันความเสียหายจากการติดตั้ง)
• ตรวจสอบระยะห่างของตลับลูกปืนที่ถูกต้อง
• การจัดตำแหน่งที่แม่นยำ

ระยะปฏิบัติการ

• โปรแกรมตรวจสอบการสั่นสะเทือนพร้อมการวิเคราะห์ซองจดหมาย
• โปรแกรมการหล่อลื่น (ช่วงเวลา ปริมาณ คุณภาพ)
• การตรวจวัดอุณหภูมิ
• คุณภาพสมดุลที่ดีเพื่อลดภาระแบบไดนามิก

การแตกร้าวเป็นจุดสิ้นสุดที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของอายุการใช้งานของตลับลูกปืน แต่ด้วยการเลือกตลับลูกปืน การติดตั้ง การหล่อลื่น และการตรวจสอบสภาพที่เหมาะสม ก็สามารถยืดอายุการใช้งานของตลับลูกปืนได้สูงสุด และสามารถตรวจพบความล้มเหลวได้เร็วพอที่จะป้องกันความเสียหายรอง และให้สามารถบำรุงรักษาตามแผนและคุ้มต้นทุนได้.

---

← กลับสู่ดัชนีหลัก