Монтаж и демонтаж на промишлени лагери: път на силата, температурен диапазон на нагряване и признаци за повреда

Изключете всяка процедура, която набива лагера през търкалящите се елементи

Лагера поврежд не инструментът, а пътят на натоварване. Силата при монтажа трябва да се прилага към пръстена, който се поставя, и никога да не се предава през търкалящите се елементи¹.

Ако силата върви само към вътрешния пръстен, топките могат да се притиснат към външния пръстен и да надраскат пътната канавка, което после се проявява като шум в експлоатация²⁸.

Вътрешният пръстен е частта, която сяда на въртящия се вал, така че той е естествената точка на натиск за посадка на вала — но точно затова противоположният пръстен трябва да се подпира, а не да бъде оставен да поема реакцията през комплекта топки²¹.

Удрянето или директното натоварване на външния пръстен при монтажа поврежда пътната канавка, поражда шум и влошава способността на лагера да понася външни натоварвания¹⁵. Когато двата пръстена се монтират едновременно, опорна плоча прилага равномерен натиск върху двата²⁸.

Източниците не описват стъпка по стъпка процедура за подпиране на противоположния пръстен нито величината на силата, така че схемата на реакцията е пункт от процедурата, който да се запише и провери, а не число от източник.

Пресоване или монтаж с нагряване: кое посадка избутва избора към нагряване

Лагер с цилиндрично отвърстие обикновено се монтира на вала с притискане, или се нагрява, за да се разшири вътрешният диаметър преди сглобяване като посадка от свиваемане¹⁵. Изборът зависи от типа лагер и формата на посадката.

Вътрешните пръстени обикновено изискват цилиндрично притискане, и при по-големи лагери или по-голям натяг монтажът с нагряване намалява риска от повреда на пътната канавка при пресоване¹⁵.

Това е механизмът зад предпочитанието: пресоването на голям пръстен с голям натяг изисква висока аксиална сила, и всяка част от нея, която стигне до комплекта топки или ролки, драска пътната канавка. Предварителното нагряване на пръстена премахва по-голямата част от силата, нужна за поставянето му.

При тясни посадки нагряването на лагера или охлаждането на вала улеснява монтажа¹. Ако външният пръстен изисква притискане, лагерът може вместо това да се охлади със сух лед, за да се свие преди монтажа, като в този случай първо е нужна антикорозионна обработка¹⁵.

Преди който и да е път, проверете, че размерите на лагера съответстват на корпуса и вала и че обработените контактни повърхности са перпендикулярни; несъответстващи размери или неперпендикулярни повърхности причиняват ексцентрицитет и концентрация на напрежения при пресоване¹⁵.

Задайте температурен диапазон на нагряване, който можете да защитите

Описаната практика е лагерът да се нагрее до между 80 и 100 C за поставяне с притискане на вал²⁰.

Краткосрочни индукционни изкачвания до 225 C са установени, че избягват омекотяването дори когато самата стомана е била отпусната при 150 C след мартензитно превръщане, а 40-секундно изкачване до 230 C е посочено като еквивалентно по твърдост на едночасова обработка при 150 C²⁰.

Причината горната граница да има значение е металургична: лагерна стомана с нискотемпературен отпуск омеква при продължителна експлоатация над около 200 C, което е пределът ѝ за максимална работна температура²⁰. Краткото индукционно изкачване не е същото излагане като задържане в пещ или масло, и източниците ги разглеждат поотделно.

Това, което източниците не правят, е да превърнат някоя от тези стойности в наложителен максимум за конкретен тип лагер. Запишете диапазона като лимит на процедурата, който задавате с доставчика на лагери, и поискайте лимита на температурната разлика и максималната температура на задържане за точно този лагер, който поставяте.

Проверете дали притискането не е изяло работния ход

Когато вътрешната обойма на лагера се монтира на вал с цилиндрично притискане, външният диаметър на вътрешната обойма се разширява, което намалява изработения, тоест верстатния вътрешен ход¹⁶. Ако това ефективно намаление на вътрешния радиален ход не се изчисли правилно, може да не остане достатъчно верстатен ход, за да има изобщо някакъв работен ход¹⁶.

Известен вътрешен ход е необходим, за да се предотврати прекомерно отделяне на топлина, а загубата му води до топлинно разбягване: първоначалната работа отделя топлина, по-високата температура на лагера създава отрицателен вътрешен ход, който отделя още повече топлина, и така нататък, докато лагерът стане твърде горещ за своето смазване и откаже бързо¹⁶.

Това е проверка при избора също толкова, колкото и проверка при монтажа — посадката, която указвате, и класът ход, който поръчвате, трябва да се разглеждат заедно, а източниците не публикуват число за намалението на хода за изваждане. Запитайте доставчика какво намаление на хода дава указаната посадка при този размер лагер.

Инструмент: какво изисква избраният метод и какво да се изключи

Изборът на инструмент е един от факторите, влияещи на успеха на монтажа и срока на служба на лагера, така че решете го преди началото на работата, а не до машината¹³.

• ✓Използвайте специално разработени инструменти за монтаж и демонтаж; импровизирани инструменти като меден прът не се препоръчват, защото могат да деформират лагера, да повредят търкалящите се елементи или да причинят отказ на лагера [S13].
• ✓За по-големи лагери с притискане използвайте преса или хидравлична система за равномерен натиск вместо ударна сила [S1].
• ✓Избягвайте чукове и прекомерна сила при монтажа, които могат да повредят лагера и околните компоненти [S1].
• ✓При използване на втулка я държите по центъра и почуквайте леко, за да избегнете ексцентрицитет или повреда [S13][S28].
• ✓При едновременен монтаж на вътрешен и външен пръстен използвайте опорна плоча за равномерен натиск върху двата пръстена [S28].
• ✓Преди монтаж на нов лагер проверете дали номерът на модела е правилен, дали радиалният ход отговаря на приложимото изискване и огледайте посадочните повърхности за драскотини, прах или остатъци от пясъчна форма, като при нужда почистите с оселка или кърпа [S13].
• ✓Ако се монтира употребяван лагер, проверете повърхностите на топките или ролките за задири, драскотини или пукнатини [S13].

Разчитане на признаците, че монтаж или демонтаж вече е нанесъл повреда

Шумът след монтажа не означава непременно неизправен лагер. Чести причини са повреда на пътната канавка от неправилно натоварване на външния пръстен, ексцентричен монтаж, лоши условия на пресоване или недостатъчно смазване²⁸.

Тъй като няколко от тези причини дават един и същ симптом, откриването на коренната причина означава преглед на метода на поставяне, условията на посадката и смазването заедно, вместо смяна на лагера и повторение на процедурата²⁸. Температурата е вторият индикатор.

Лагер, работещ между 250 и 300 F, вероятно е на някакъв етап на отказ, а оставащият ресурс може да варира силно; в този момент приложете други прогностични технологии като вибродиагностика, инфрачервено и ултразвуково изпитване и увеличете честотата на мониторинга, докато не се предприемат коригиращи действия⁵.

Категориите видими повреди, които разборката може да потвърди, включват фалшиво бринелиране, фретинг корозия, вдлъбнатини, пукнатини, абразивно износване, корозия и преждевременно поникване от контактна умора¹⁸.

Източниците не дават прагове за приемане на остатъчен ход, биене или вибрация, нито съпоставка на коренните причини за намазване, електрическа ерозия или повреда на клетката и уплътнението от монтажа, така че критериите за приемане след монтажа остават точка, проверявана от купувача.

Търговски последствия и проверочните точки, които източниците не могат да дадат

Грешката в процедурата има цена в веригата за доставки освен цената на ремонта. В един описан случай в мелнична преработка на стомана първоначалният производител посочи четириседмичен срок на доставка срещу 72-часова доставка на кръстосано заменен лагер³⁰.

Именно този контраст е полезната част от случая; конкретният лагер, резултатът от инспекцията и цифрата за престой са собственият разказ на този доставчик и не бива да се четат като пазарен еталон.

Наличността на инструментите е другият търговски лост: доставчици държат на склад свличачи, индукционни нагреватели, инструменти за монтаж и демонтаж, инструменти за центроване и инфрачервени термометри като път към монтаж и свличане без повреди¹⁹.

Някои производители на лагери предлагат също ремонт и възстановяване, сервизно инженерство и обучение преди и след продажбата, което е път за обмисляне, когато историята на отказите сочи процедурата, а не лагера¹⁸.

Нито един източник в този набор не посочва как се третира гаранционно претендиране след неправилен монтаж и не сравнява разхода за закупуване на инструмент с възлагането на работата на външен изпълнител, така че и двете трябва да се уредят с доставчика и с вашето управление на поддръжката.

Къде източниците се разминават или мълчат за числата

Нито едно от числата по-долу не е установено от този набор източници като спецификация. Всеки ред показва какво действително се съобщава и какво да се провери, преди число да се впише в процедура.

Какво източниците не установяват

• Никой източник не посочва максимална температура на нагряване или гранична разлика в температурата като определяща спецификация за конкретен тип лагер.
• Никой източник не посочва граници на сила или топлина при демонтаж, критерии за избор на теглич или указания за точката на опора на реакцията.
• Никой източник не дава ясна процедура за подпряне на противоположния пръстен при пресово напасване.
• Никой източник не посочва диапазони на товароносимост на инструментите или спецификации за контрол на температурата.
• Никой източник не посочва прагове за приемане на остатъчен луфт, биене или вибрация след монтажа.
• Никой източник не свързва основните причини за прорязване (smearing), електрическа ерозия или повреда на кафеза и уплътнението с монтажа.
• Никой източник не разглежда гаранционните последствия от неправилен монтаж и не сравнява разхода за инструменти с възлагането на работата на външен изпълнител.
• Никой източник не цитира приложим стандарт ISO, DIN или на производителя, или изискване за сертификация на персонала, за монтаж или демонтаж.