Диагностика на повреди на лагери: уморно лющене, износ, корозия или електрична ерозия — и какво ви казва всеки модел да поправите

Изключете електричната ерозия, преди да обвините умората

При двигател с инверторно захранване редовен флутинг или модел на прана дъска по обиколката на пътната канавка е електрична ерозия, а не умора¹⁵. Механизмът е паразитен ток във вала: токът прескача тънкия маслен филм и микрократерира пътната канавка, а кратерите прерастват във флутинговия модел¹⁴.

Именно затова канавка с флутинг продължава да се поврежда след всяко коригиране на смазването и центрирането — пътят на тока си остава и само прекъсването му спира повторението^15,21.

Един доставчик съобщава, че паразитни токове във вала над 1.5 В пробиват масления филм и причиняват микрократери¹⁴; приемете това като стойност, съобщена от един източник, а не като праг за скрининг, и попитайте доставчика на задвижването или двигателя какви доказателства за тока могат да предоставят.

Същата повреда може да бъде разчетена като лющене, ако изобщо не вземете предвид задвижването, затова проверете типа двигател и схемата на задвижване, преди да се спрете на диагноза „умора“¹⁵.

Лющенето е умора в края на ресурса или преждевременна умора?

Ямки или лющене по пътните канавки и търкалящите се елементи е умора: цикличното натоварване с времето в крайна сметка отнема материал и това се очаква при разчетния ресурс^15,21. Диагностичният въпрос не е дали лющенето е станало, а дали е станало рано — преждевременното лющене сочи към претоварване, а не към дефектен лагер²¹.

Преди да приемете обяснението с претоварването, погледнете разпределението на износа: уморното лющене е ямки по канавката от циклично натоварване, докато износът от несъосност е по-силен от едната страна на канавката¹⁵. Едностранна износена лента ви праща към центрирането на вала и корпуса, а не към натоварващата способност.

Ако моделът е равномерни ямки, а напработката е под изчисления ресурс, следващото за проверка е пътят на натоварването^15,21.

Корозия или абразивен износ: две влошени повърхности, две различни поправки

Корозията се проявява като червеникало-кафяви ямки или ръжда по пътната канавка или топките и идва от проникване на влага, отказ на уплътнение, лошо съхранение или грешно смазващо вещество^15,21. Абразивният износ изглежда различно: матова износена повърхност по пътните канавки и търкалящите се елементи, причинена от замърсено смазващо вещество, носещо абразивни частици²¹.

Двете изискват различни корекции, макар и двете да се проявяват като влошена канавка. Корозията ви праща към уплътнението и условията на съхранение; абразивният износ — към чистотата на смазващото вещество и филтрацията или по-честа му смяна²¹.

Замърсяването е описано като водеща причина за преждевременен износ, затова ако повърхността е матова, а не ръждясала, подозирайте смазващото вещество и средата му¹⁹.

Първо изключете повреди от монтаж и вибрация в покой

Ударените вдлъбнатини се правят, преди лагерът изобщо да заработи, затова ги изключете, преди да припишете какъвто и да е белег на експлоатационна причина. Монтаж с чук вместо притискане оставя вдлъбнатини по Бринел под случайни ъгли¹⁵.

Вибрация по време на съхранение или транспорт на статичен лагер оставя елиптични вдлъбнатини на разстояние между топките — фалшив Бринел¹⁵. Геометрията на модела разграничава двата: случайни ъгли сочат към монтажния метод, елипси с стъпката на топките — към това как лагерът е бил съхраняван или преместван¹⁵.

Ако откриете някой от двата модела, коригиращото действие е във вашата монтажна процедура или склада, а не в експлоатационните условия.

Потвърдете режима с мониторинга, който източниците подкрепят

Анализът на вибрации и термографията могат да маркират развиващ се отказ, преди да предизвика престой, затова ги използвайте за потвърждаване на тенденция, а не за наименуване на режима от едно измерване¹⁰.

Лагер над 300°F в състояние на спиране вероятно е в последната си фаза на отказ и времето за реакция може да бъде часове, а не дни — тогава се фокусирайте върху ограничаване на вторичните повреди на вала и корпуса⁵.

• ✓Проверете дали машината е с инверторно захранване, преди да приемете диагноза „умора“ [S15]
• ✓Сравнете наблюдаваната напработка с изчисления ресурс L10 за реалното натоварване [S10]
• ✓Погледнете разпределението на износа: равномерни ямки срещу едностранен износ [S15]
• ✓Проверете цвета и текстурата на повърхността на канавката: ръжда срещу матов износен метал [S21]
• ✓Търсете елиптични вдлъбнатини със стъпката на топките срещу вдлъбнатини по Бринел под случайни ъгли [S15]
• ✓Проследявайте температурата и вибрацията на лагера; промяната е също толкова важна, колкото абсолютната стойност [S5]

Съобразете коригиращото действие с намерения механизъм

Всяка диагноза предполага различна корекция. При електрическо ямообразване се препоръчват изолирани лагери или заземяващи пръстени за вала, за да се предотврати повторение²¹.

При повреди от смазването самият режим е променливата: и преза смазване, и недоза смазване могат да причинят отказ, затова коригирайте количеството и типа, вместо просто да добавяте смазка¹⁹.

Там, където висока температура, висока скорост или силно замърсяване надделяват над смазката, маслото може да разсейва топлината и да промива замърсителите, а преминаването от смазка към масло е посоката, към която сочат тези условия².

Смазка, загубила вискозитета си при тези условия, допуска контакт метал-метал и накрая заклинване — това е механизмът зад модела на пресъхване². При умора и износ от несъосност корекцията е в пътя на натоварването и центрирането, а не в смазващото вещество¹⁵.

А ресурсът наистина ли беше кратък? Използвайте връзката натоварване–ресурс

Ресурсът L10 следва кубична зависимост от натоварването: удвояването на еквивалентното динамично натоварване скъсява изчисления ресурс до около една осмина^11,12. Формулата е L10 = (C/P)³ × 1,000,000 оборота, където C е динамичната товароподемност, а P — еквивалентното динамично натоварване¹².

Затова малко претоварване дава голям недостиг на ресурс, а преждевременното лющене е доказателство за натоварването, а не за производството на лагера¹¹.

Посочените стойности за L10 дават ориентировъчни очаквания за сравнение: един доставчик посочва 30,000 до 100,000 часа за конични ролкови лагери при правилно смазване, центриране и нормално натоварване, а друг посочва 40,000 до 100,000 часа като теоретична стойност, често указвана за лагери на двигатели^10,14.

И двата диапазона са публикувани от доставчици, затова ги използвайте като проверка дали наблюдаваният ресурс е бил кратък, а не като гарантиран ресурс за вашето приложение.

Колко от повредата се пада на самия лагер?

Източниците се разминават дали отказите са предимно от приложението или от лагера, и това разминаване не е разрешено^14,15. В общи линии е уточнена материалната страна: през-втвърдената GCr15/AISI 52100 постига HRC60+ с висока износоустойчивост и уморна якост, затова е обичайната лагерна стомана^1,6.

Точно толкова е важно това, което скалата ABEC не контролира, когато решавате дали да смените лагера: тя не обхваща състава на материала, топлинната обработка, качеството на клетката, обработката на повърхността, вътрешния ход или качеството на смазването²². Затова по-висок клас точност не е път към по-дълъг живот срещу първоначална причина в смазването или замърсяването.

Ако диагнозата ви сочи приложението, смяната на класа на лагера няма да го поправи.

Данните за дяла на отказите, които източниците посочват по различен начин

Два източника дават различни отговори на един и същ въпрос — какъв дял от отказите е причинен от приложението спрямо причинен от лагера. И двете стойности идват от страници на ниво доставчик, затова никоя не бива да се цитира в доклад като отраслова статистика без проверка на основата ѝ.

Какво източниците не установяват

• Никой източник не предоставя морфология на ниво на увеличение, за да отдели уморното лющене от износването, корозията и електрическата ерозия — за това е необходима лаборатория или специализиран източник.
• Никой източник не разглежда магнитопрахов контрол, пенетрантен контрол, честотен анализ BPFO/BPFI/BSF/FTF, ударни импулси, измерване на електрически ток или анализ на смазката като диагностични методи за тези видове повреди.
• Никой източник не определя количествено скоростта на износване, скоростта на корозия или кривите на време до отказ при различни работни условия.
• Никой източник не описва съдържанието на ISO 15243 или терминологията на ANSI/ABMA за видове повреди, така че нито едно не може да се използва тук за класифициране на повредата.
• Никой източник не разглежда корозионностойки материали или покрития, конкретни типи надграждане на уплътнения, процедури за коригиране на съосността или преработка на монтажната процедура като коригиращи действия.
• Никой източник не разглежда вибрациите като основна причина за уморното лющене, или прекомерната температура като отделна причина отвъд изсъхването на смазката.
• Никой източник не разглежда избора на тип уплътнение или предпазен капак, или избора на вътрешния луфт, като проектни фактори при предотвратяване на повреди.
• Никой източник не предоставя изчерпателно разпределение на основните причини за всички видове повреди.