Розуміння дефектів елементів кочення
Визначення: Що таке дефекти кочення?
Дефекти елементів кочення – це пошкодження, дефекти або недосконалості кульок або роликів підшипників кочення. Ці дефекти включають поверхневі відколи, тріщини, вбудовані забруднення, включення матеріалу та геометричні дефекти. Коли дефектний елемент кочення обертається в підшипнику, він створює удари як на внутрішній, так і на зовнішній ободах, спричиняючи вібрація на частота обертання кульки (ЧОО) з характерними бічними смугами при частота клітки (ЧКК) інтервал.
Дефекти елементів кочення трапляються рідше, ніж дефекти кочення, складаючи приблизно 10-15% відмов підшипників, але коли вони виникають, вони створюють характерні вібраційні ознаки та можуть швидко прогресувати до повного виходу з ладу підшипника.
Типи дефектів кочуючих елементів
1. Поверхневі відколи
Найпоширеніший дефект елементів кочення:
- Причина: Втома від кочення, що призводить до відшаровування матеріалу
- Зовнішній вигляд: Кратер або виїмка на поверхні кулі/ролика
- Розмір: Зазвичай спочатку 0,5-3 мм, може збільшуватися
- Вплив: Створює вплив на обидві раси, оскільки в них виникає дефект
- Частота: Генерує вібрацію при BSF та 2×BSF
2. Тріщини
- Причина: Перевантаження, пошкодження від удару або втома
- Типи: Поверхневі тріщини або підповерхневі тріщини
- Прогресія: Тріщина поширюється, доки шматок не відколеться (не перетворюється на відкол)
- Виявлення: Важко виявити, доки не відбудеться відкол
- Небезпека: Може призвести до раптового катастрофічного збою, якщо куля утвориться фрагментами
3. Матеріальні включення
- Причина: Виробничі дефекти — сторонні матеріали або порожнини в підшипниковій сталі
- Ефект: Створює концентрацію стресу, викликає передчасну втому
- Виявлення: Зазвичай не виявляється, доки навколо включення не утвориться відшарування
- Профілактика: Високоякісні матеріали підшипників з чистої сталі
4. Вбудоване забруднення
- Причина: Тверді частинки (бруд, металева стружка), втиснуті в поверхню кулі
- Ефект: Створює піднятий горб, який впливає на перегони
- Прогресія: Вдавлення стає джерелом напруження, що може призвести до відколу
- Виявлення: Генерує ударну вібрацію в BSF
5. Корозія та пошкодження від вологи
- Зовнішній вигляд: Плями іржі, точкова корозія, шорсткість поверхні
- Прогресія: Кородовані ділянки стають місцями початку втоми
- Профілактика: Належне ущільнення, мастила, що запобігають корозії
6. Брінеллінг та дентинг
- Причина: Ударне навантаження (падіння, удар, пошкодження від обробки)
- Зовнішній вигляд: Постійні вм'ятини на поверхні кулі
- Ефект: Вм'ятини створюють удари та концентрації напружень
- Профілактика: Дбайливе поводження, правильні процедури встановлення
Вібраційний підпис
Частота вмісту
Дефекти елементів кочення створюють характерні візерунки:
- Основна частота: ЧСФ (частота обертання м'яча), зазвичай 2-3× швидкість бігу
- Друга гармоніка: 2×BSF часто сильніший за фундаментальний (дефект вражає обидві раси за оберт)
- Відстань між бічними смугами: Іноземний терорист (частота клітки) бічні смуги, НЕ бічні смуги 1×
- Візерунок: BSF ± FTF, BSF ± 2×FTF, створюючи “штакетник” з інтервалом FTF
Відмінні риси
| Функція | Дефект зовнішньої обойми | Дефект внутрішньої обойми | Дефект кочіння |
|---|---|---|---|
| Основна частота | БПФО (3-5×) | БПФІ (5-7×) | ЧСФ (2-3×) |
| Відстань між бічними смугами | Відсутній або мінімальний | ±1× (швидкість обертання вала) | ±Швидкість клітки (ШКД) |
| Стабільність амплітуди | Відносно стабільний | Стабільний | Змінна (залежить від положення м'яча) |
| Випадок | Найпоширеніший (~40%) | Звичайний (~35%) | Найменш поширений (~10-15%) |
Змінність амплітуди
Характерна ознака дефектів елементів кочення:
- Амплітуда змінюється між вимірюваннями, оскільки змінюється навантаження дефектного елемента.
- Коли дефектна куля знаходиться в зоні навантаження: висока амплітуда
- Коли дефектна куля протилежна зоні навантаження: менша амплітуда
- Ця мінливість може ускладнювати відстеження трендів, але є діагностичною для дефектів м'яча
Прогресія та наслідки
Розвиток дефектів
- Ініціація: Невелика поверхнева тріщина або включення
- Мікровідколи: Невеликий шматочок матеріалу відривається
- Ріст відколів: Удари по краях дефекту поширюють пошкодження
- Кілька відколів: Вторинні пошкодження від уламків створюють додаткові дефекти
- Фрагментація кульки: У важких випадках вся куля може тріснути та фрагментуватися
- Повний провал: Підшипник втрачає несучу здатність
Вторинна шкода
- Пошкодження від раси: Дефектна кулька пошкоджує внутрішню та зовнішню поверхні обойми
- Циркуляція сміття: Відколотий матеріал створює тричастинкове стирання
- Пошкодження клітки: Нерівності поверхні кульки можуть пошкодити кишені клітки
- Швидке погіршення: Як тільки одна кулька пошкоджена, інші швидко йдуть за нею
Поширені причини
Виробничі та матеріальні дефекти
- Внутрішні включення або порожнечі в матеріалі кульки
- Неправильна термічна обробка
- Дефекти обробки поверхні
- Геометричні недосконалості (кульки некруглої форми)
Пошкодження при установці
- Удар під час обробки (падіння, удар)
- Брінеллінг від статичного перевантаження або вібрації під час нерухомого положення
- Забруднення під час встановлення частинками, що вбудовуються
Умови експлуатації
- Недостатнє змащення, що призводить до пошкодження поверхні
- Перевантаження прискорює втому
- Електричний струм, що проходить через підшипник, спричиняє точкову корозінку
- Корозійне середовище, що атакує поверхні кульок
- Забруднення твердими частинками, що утворює вм'ятини
Виявлення та діагностика
Аналіз вібрації
- Розрахувати ЧСФ і Іноземний терорист для встановленого підшипника
- Пошук спектр обвідної для піку BSF
- Перевірка шаблону бічної смуги FTF (ключова діагностична функція)
- Перевірте наявність 2×BSF, яка часто має вищу амплітуду
- Кілька вимірювань можуть показувати варіабельність амплітуди
Фізичний огляд
- Розберіть підшипник та огляньте кожну кульку/ролик окремо
- Шукайте відколи, тріщини, вбудований матеріал, корозію
- Відчуйте шорсткість поверхні (гладкі чи шорсткі кульки)
- Перевірка геометричної точності (неокруглості)
- Дефекти фотографій для документації
Коригувальні дії
Негайне реагування
- Збільште частоту моніторингу залежно від тяжкості
- Заміна підшипника планування
- З'ясуйте першопричину, щоб запобігти рецидиву
- Перевірте наявність вторинних пошкоджень гонок
Аналіз першопричин
- Перевірте вибір підшипника (адекватна оцінка?)
- Перевірте достатність змащення
- Перевірте джерела забруднення
- Оцінка методів встановлення
- Розгляньте можливість оновлення специфікації підшипника у разі передчасного виходу з ладу
Дефекти кочення, хоча й трапляються рідше, ніж дефекти кочення, вимагають розуміння їхньої характерної частотної сигнатури BSF з бічними смугами FTF для точної діагностики. Раннє виявлення за допомогою аналізу обвідної дозволяє планувати технічне обслуговування до того, як дефект призведе до серйозного пошкодження підшипника та потенційної катастрофічної відмови.
Категорії: ГлосарійВібраційна діагностика
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 