Влияние износа подшипников на работу оборудования

Подшипники — это запчасти, которые имеются практически во всех механизмах. Основная роль узлов — минимизация трения между элементами прибора или оборудования. Одни детали принимают радиальные нагрузки, другие осевые. Затем их направляют на раму, корпус или другие конструкционные составляющие.

Также узлы удерживают вал или ось в пространстве. Их основная функция — обеспечить вращение, качение или линейное движение и при этом уменьшить расход энергии.

Качественной называют ту деталь, которая повышает эффективность работы механических систем, увеличивает срок эксплуатации. Также прочные запчасти обеспечивают безопасность применения приборов.

Роль подшипников в работе оборудования

Благодаря подшипникам, запчасти механизмов свободно вращаются, уменьшая трение.

Подшипник качения включает пару колец и тела качения (шарики, ролики). В кольце с большим диаметром расположен внутренний желоб, а в кольце меньшего диаметра внешний. Желоб обеспечивает движение тел качения.

Во избежание блокировки тела качения размещаются в сепараторе. Принцип функционала основывается на трении качения. Потери энергии минимальные и бывают только из-за того что тела качения контактируют с сепаратором. Если участок соприкосновения небольшой, износ практически неощутимый.

Подшипник скольжения работает от вращения двух плоскостей. Одна поверхность может быть подвижной, а другая в состоянии покоя. Изделия соединяют два вала с корпусом прибора, который не двигается. Скольжение происходит по смазочному материалу по желобу. Под внешним кольцом скрыт вкладыш.

В соответствии со смазкой устройства могут быть гидростатическими или гидродинамическими. Если изделие гидростатическое, смазочный материал поступает с внешнего края. Скорость вращения на это не влияет. Подачу обеспечивает гидронасос.

Гидродинамическое изделие определяет подачу смазочного материала, благодаря самому подшипниковому узлу.

Шариковые детали выбирают для работы на высоких скоростях. Их используют в турбинах, насосах, электродвигателях. Для запчастей не страшны радиальные и осевые нагрузки. Комплектующие компактного размеры и износостойкие.

Низкое трение шариковых деталей позволяет им вращаться плавно, даже когда обороты высокие. Изделия отлично справляются с сильными вибрациями, тем самым служат надежной защитой от поломок механизмов.

Если нагрузки слишком большие, специалисты рекомендуют пользоваться роликовыми устройствами. Их отличие в том, что шарики заменены роликами в форме цилиндров. Роликовые детали обладают прекрасной грузоподъемностью. Прочные и выносливые запчасти устанавливают в прокатных станах, в горном оборудовании, задействованном в добыче полезных ископаемых.

Даже если на устройства приходятся жесткие удары и вибрации, детали все равно сохраняют статус надежных опор. Их задача — обеспечить вращение механизма на много тонн.

Шариковые и роликовые детали предназначены для восприятия радиальных нагрузок. Упорные узлы воспринимают осевые нагрузки. Их функция — фиксировать положение валов, которые вращаются, и не дать им переместиться в направлении вдоль оси.

Благодаря упорным запчастям, осевые нагрузки от валов переходят на корпус механизма. Изделия используют в коробках передач, приводных валах и редукторах.

Таким образом, каждый тип подшипников помогает решить отдельные задачи. Главное — уметь их подбирать и сочетать. Тогда удастся создать мощные опоры в любом оборудовании.

Причины и механизмы износа подшипников

К основным факторам износа относят установку деталей с нарушением пошагового руководства, использование неподходящих для этого инструментов. Еще одна грубая ошибка, которую можно допустить — неправильная настройка узла, из-за чего подшипник установлена не прочно и перегревается.

Износу также способствуют загрязненность. Если инородные частицы, пыль, стружка повреждают уплотнительный элемент, утекает смазка. Увеличивается трение, растут температура и вибрация. Такие же последствия из-за плохого качества смазки.

Если изделие применяют при нагрузках, на которые они не рассчитаны, тоже повышается температура. Температурные изменения в течение длительного времени приводят к тому, что узел становится неисправным.

Типы износа

По внешним признакам износа можно определить причину дефектов. Для этого исследуют следы, имеющиеся на металле. При механическом износе на поверхности материала появляются хаотически размещенные вырывы. Из-за этого уменьшаются механические характеристики стали. Металл приобретает мягкость. Если деталь прочная, на некоторых участках видны налипания металла. Подшипник заклинивает после чего он разрушается.

Если износ абразивный, происходят процессы микрорезания. В каких объемах, зависит от величины микрочастиц, их количества и скорости трения на поверхностях.

Химический износ характеризуется коррозийными процессами. Сплошная коррозия характеризуется сплошным слоем и влияет на шероховатость плоскости. Местные процессы отличаются образованием пятен, которые могут выглядеть в виде точек или язв.

В местах контакта частей подшипника образуются и разрушаются твердые пленки окислов. Поверхности приобретают матовость.

Под влиянием высоких температур также возможен износ узлов. Когда изделие сильно нагревается, снижается качество смазочного материала, он приобретает текучесть. Из-за этого оставляет желать лучшего состояние колец и элементов качения. Следующий этап — температурная деформация металла, заклинивание и разрушение сепаратора.

Если узлы смазаны некачественной или неправильной смазкой, с небольшой вязкостью, может появляться усталость металла деталей. Дорожка расслаивается, по ней идут трещины. Слышны посторонние шумы, в работающем состоянии деталь сильно нагревается. Деталь испытывает постоянную перегрузку, отчего быстро разрушается.

Влияние износа подшипников на работу оборудования

Из-за преждевременного износа изделий механизмы начинают работать неточно. Скорость выполнения операций становится замедленной. Страдает плавность работы, также слышны шумы и стуки. Когда подшипники полностью выходят из строя и уже не подлежат ремонту, может случиться непредвиденная авария. Из-за неработающих подшипников отказать в работе могут другие детали оборудования, которые стоят гораздо дороже.

Аварии могут быть самыми разнообразными и даже опасными для жизни человека. К примеру, когда неисправен ступичный узел в автомобиле, колесо вращается неравномерно. Если водитель не обращает внимания на неисправность и не спешит ее устранить, колесо рано или поздно заклинит. Произойти это может в дороге. Избежать аварии не получится.

Диагностика состояния подшипников

Смазочный материал — фактор, от которого всегда зависит функциональность детали. Даже если выбрана деталь от надежного бренда, при отсутствии либо большом количестве смазки внутри комплектующих изделия быстро выйдут из строя.

За тем, в каком количестве смазка содержится в детали, нужно следить регулярно. Через время ее объем уменьшается, и средство приходится добавлять. Благодаря оптимальному количеству смазки, поверхности частей узла скользят плавно, а оборудование работает исправно.

Если смазки много, повреждаются манжеты. Перемещение лишнего количества смазочного материала приводит к повышению температуры узла из-за потерь на трение.

Не стоит забывать о том, что смазка должна быть чистой. Если обнаружены загрязнения, следует очистить подшипник и воспользоваться новой смазкой. При выполнении всех работ с деталью важно следовать чистоте. Визуальный осмотр поможет понять, следует производить какие-то мероприятия со смазкой в узле или нет.

Также для очной оценки износа запчастей рекомендуют использовать современные технологии. Температурный мониторинг осуществляется с помощью термодатчиков. В качестве альтернативы можно использовать бесконтактный термометр.

Читайте также:

Загрязнение в подшипниках как причина износа

Специалист снимает замеры с неподвижного участка запчасти. Дистанционный анализ помогает определить температуру без остановки функционала оборудования. Это важно, когда производство непрерывное.

Замеры проводят с помощью ручных термометров, пирометров и тепловизоров. Если узел полностью находится в смазочном материале и защищен крышкой или корпусом, не обойтись без замеров всего механизма. Автоматический мониторинг обеспечивают датчики, для этого не нужно человеческое участие.

Одним из признаков износа подшипников являются сильные вибрации. Замеряют их с помощью виброметров. Устройства надежные и показывают точные замеры. Обладают небольшим размером, поэтому ими легко пользоваться.

Последствия износа подшипников для оборудования

При износе подшипников оборудование отправляется на ремонт. Стоит это дорого, ведь вместе с узлами могут поломаться другие детали, тогда эти компоненты также следует поменять. Простои техники обходятся недешево. Предприятие теряет заказчиков.

Даже если изношенные подшипники еще работают, дальнейшая их эксплуатация ведет к потере точности производственных процессов. Из-за этого ухудшается качество продукции. А ведь от этого зависит репутация компании и дальнейшее сотрудничество с заказчиками.

Таким образом, выгодно своевременно определить неисправность деталей, чтобы устранить ее и обеспечить эффективность работы оборудования.

Меры по предотвращению износа подшипников

Чтобы подшипниковые узлы прослужили долго, важно отнестись ответственно к выбору подходящей детали. Изделия отличаются между собой нагрузками, которые они выдерживают, температурным режимом, в котором они способны исправно функционировать.

После покупки запчастей важно правильно их установить. Необходимо следовать пошаговой инструкции. Изделие должно быть защищено от влаги и грязи, поэтому доставать его из упаковки лучше перед самим монтажом. По подшипнику нельзя ударять подручными инструментами. Есть специализированный инструментарий, который позволит правильно монтировать деталь. К примеру, запрессовка осуществляется специальной втулкой.

Покупая смазочные материалы, учитывают инструкцию к применению. Сказка должна соответствовать условиям эксплуатации. Заполнять смазочным материалом узел следует в оптимальном объеме.

Чтобы избежать преждевременного износа комплектующих, опытные специалисты составляют планы профилактических проверок и обслуживания. Такие меры позволят своевременно обнаружить дефекты и устранить неисправности.

Восстановление и замена изношенных подшипников

Не всегда подшипник можно восстановить. Существуют дефекты, при которых подшипник заменяют на новый:

·         на поверхности внутреннего или внешнего кольца видны забоины и вмятины;

·         после того как деталь промыли, слышны стук и шум;

·         на сепараторе, кольцах или на роликах обнаружены сколы;

·         не подлежат восстановлению посадочные поверхности;

·         на дорожках имеются следы от тел качения;

·         на дорожках обнаружены глубокие царапины, идущие поперек.

Во всех других случаях можно попробовать реанимировать детали. Ремонт может осуществляться без разборки. Рекомендуется, когда тела качения не испорчены. Этот метод подразумевает замену колец, шлифовку дорожек или смену сепаратора.

Если устройство разбирают, специалисту нужно проверить чистоту поверхностей и каналов охлаждений внутри, восстановить уплотнительные элементы. Без разборки запчасти не обойтись, когда ремонт или замена нужны для тел качения.

Если специалист отмечает, что посадка внутреннего кольца на вал слабая, деталь демонтируют, а шейку вала протачивают. Еще один способ — с натяжением насадить втулку. Также может быть обнаружено зажатие кольца, которое находится на внешней стороне. Тогда задача специалиста — выровнять корпус.

После шлифовки изделия может оставаться ржавчина. Ее убирают оксидом хрома, который предварительно разводят в турбинном масле или с пастой ГОИ. Если поверхность пока не отшлифована, ржавчину убирают наждачной бумагой, смоченной в керосине. Когда запчасть очищена, ее промывают в бензине и хорошо вытирают.

Особенности установки подшипников

Чтобы оборудование не простаивало, следует установить новые подшипники. Открытый формат деталей промывают перед монтажом и заполняют смазкой. Средство выбирают, в зависимости от условий работы комплектующих. Закрытые запчасти уже на заводе заполнены смазочным материалом.

Вал, на который монтируют узел, должен быть таким же твердым. Убедитесь, что участок, на котором происходит установка детали, чистый. Инструменты, детали, все должно быть чистым. Ведь загрязнения в виде пыли и стружки станут причиной перекосов. Это повлечет за собой уменьшение точности оборотов, подшипник может работать с шумом и сильно нагреваться. О длительном функционале узла в таких обстоятельствах не может быть и речи.

Открытые запчасти перед монтажом следует промыть разогретым маслом или керосином. Закрытые промывать нет необходимости. Когда изделие устанавливают на вал, последний охлаждают, а кольцо внутри наоборот нагревают. Установка узла в корпус предполагает охлаждение внешнего кольца и нагрев корпуса. Нагрев чаще всего осуществляется в масле, охлаждение сухим льдом.

Монтаж подшипникового узла подразумевает приложение усилия к кольцу, которое устанавливаю на посадочное место. Таким образом, при установке детали на вал стучать и давить на внешнее кольцо не нужно. Это чревато разрушением детали. Если во время монтажа используется молоток или медная оправка, удары должны приходиться по очереди по всей торцевой плоскости кольца запчасти.

Запрещается ударять по сепаратору. Резкие удары могут стать причиной появления трещин на детали. Такое особенно часто встречается, когда осуществляется установка больших тонкостенных комплектующих.

Следует учитывать тот факт, что конические роликовые узлы относятся к разъемным деталям. Поэтому установка происходит раздельно. На вал фиксируют кольцо внутри с сепаратором и роликами. В углублении в корпусе закрепляют наружное кольцо. Настраивается зазор путем использоваться прокладок под крышку, они бывают разной величины.

Специалисту важно не перетянуть зазор. В этом случае узел не будет вращаться. Недотянув, можно столкнуться с ситуацией проскакивания роликов.

Игольчатые детали, в которых отсутствует сепаратор, устанавливают по-другому. Ролики фиксируют на смазке на внешнем кольце. Далее конструкцию располагают на валу. Число роликов определяют так, чтобы последний ролик входил свободно и после монтажа между роликами был зазор величиной ½-1 диаметр ролика.

Мероприятия по уходу за подшипниками

Итак, чтобы оборудование работало эффективно, важно отслеживать состояние подшипников. Сначала важно выбрать деталь подходящего типа, чтобы изделие выдерживало условия эксплуатации, нагрузки. К быстрому износу узлов приводят их неправильная установка, загрязнение внутренней оболочки деталей, выбор неправильной смазки. Также если смазки недостаточно или в избытке, это приводит к дефектам запчасти.

Если узел стал работать с шумом, стуком или скрипом, чувствуются вибрации, пора проверить состояние подшипника. Лучше всего составить план проведения мероприятий технического обслуживания узлов.

Для длительного использования комплектующих важно обеспечивать регулярный уход за деталями. Важно проводить проверку герметичности устройства и его чистоту. Заметив вспенивание смазочного материала или его загустение, следует почистить деталь. В противном случае изделие будет работать с перегрузом.

Чтобы качественно обслужить узел для продолжительной и безопасной работы оборудования, подшипник разбирают. Неразборные модели требуют демонтажа пыльника. Так открывается доступ к сепаратору и телам качения.

Увеличить ресурс комплектующих можно с помощью своевременной чистки. Популярный способ — чистка погружением. После разбора детали ее части с применением щетки промывают в чистом бензине. На то, что узел не имеет загрязнений, указывает такое вращение роликов, когда вы не слышите лишнего шума.

Когда чистка произведена, подшипник просушивают сжатым воздухом и наносят смазочный материал. Весь процесс по уходу осуществляется безворсовым материалом. Если детали крупные, в разборном состоянии их промывают в ультразвуковой ванне. Сепараторы удается отлично очистить пескоструйным способом.

Если смазочный материал качественный, подшипник получает большой эксплуатационный ресурс. Увеличивается временной отрезок между сервисами, уменьшаются потери энергии от трения. Смазка должна быть термоустойчивой, неподверженной окислению, обладать антикоррозийными характеристиками и влагостойкостью.