Rulllaagri rikke diagnoosimine: väsimusmurenemine, kulumine, korrosioon või elektriline erosioon — ja mida iga kahjustusmuster parandamise juhina annab

Välistage elektriline erosioon, enne kui süüdistate väsimust

Sagedusmuunduriga mootoril on regulaarne laineline ehk pesulaadne muster jooksurada ümber mööda elektriline erosioon, mitte väsimus¹⁵. Mehhanism on hajuv võllivool: vool kaarlahendab õhukese õlafilmi läbi ja tekitab jooksurale mikrokraatreid, ning kraatrid arenevad lainelise mustrini¹⁴.

Seepärast jätkub lainelise jooksuraga rikkeid pärast iga määrimis- ja joondusparandust — vooluring on endiselt olemas ja ainult selle katkestamine peatab kordumise^15,21.

Üks tarnija teatab, et 1,5 V ületavad võllivoolud kaarduvad läbi õlafilmi ja põhjustavad mikrokraatreid¹⁴; käsitsege seda kui ühe allika teatatud väärtust, mitte lävendina, mida saab sõeluda, ja küsige oma muunduri või mootori tarnijalt, millist voolu tõendit nad saavad pakkuda.

Sama kahjustust võib lugeda murendamisena, kui muundurit üldse ei arvestata, seega kontrollige mootori tüüpi ja muunduri paigutust enne väsimusdiagnoosi kinnitamist¹⁵.

Kas murenemine on eluea lõpu väsimus või enneaegne väsimus?

Augumine või murenemine jooksuradel ja veeretelementidel on väsimus: tsükliline pinge aja jooksul eemaldab lõpuks materjali ja seda oodatakse nimieluiga lõppedes^15,21. Diagnostiline küsimus ei ole selles, kas murenemine juhtus, vaid kas see juhtus vara — enneaegne murenemine viitab ülekoormusele, mitte defektsele laagrile²¹.

Enne ülekoormuse selgituse aktsepteerimist vaadake kulumise jaotust: väsimusmurenemine on tsüklilise pinge tekitatud augumine jooksural, samas kui joondusvea kulumine on ühel pool jooksurada tugevam¹⁵. Ühepoolsed kulumisribad suunavad teid võlli ja korpuse joonduse juurde, mitte koormusreitingi juurde.

Kui muster on ühtlane augumine ja töötunnid jäävad arvutatud eluigast maha, on järgmine kontrollitav asi koormusrada^15,21.

Korrosioon või abrasiivkulumine: kaks degradeerunud pinda, kaks erinevat parandust

Korrosioon ilmneb punakaspruuni augumise või roosteena jooksural või kuulidel ja selle põhjustavad niiskuse sissetung, tihendi rike, halb ladustamine või vale määrimisaine^15,21. Abrasiivkulumine näeb välja teisiti: mattunud, kulunud pind jooksuradel ja veeretelementidel, mille põhjustab abrasiivseid osakesi kandev saastunud määrimisaine²¹.

Need kaks nõuavad erinevaid parandusi, kuigi mõlemad ilmnevad degradeerunud jooksurana. Korrosioon suunab teid tihendamise ja ladustamistingimuste juurde; abrasiivkulumine suunab määrimisaine puhtuse ja filtreerimise või sagedasema määrimisaine vahetuse juurde²¹.

Saastumist kirjeldatakse kui enneaegse kulumise juhtivat põhjust, seega kui pind on mattunud, mitte roostes, käsitsege määrimisainet ja selle keskkonda kahtlusalusena¹⁹.

Välistage paigaldus- ja staatilise vibratsiooni kahjustus esmalt

Sürjendused tehakse enne, kui laager üldse töötab, seega välistage need enne mõne jälje omistamist tööajalisele juurpõhjusele. Paigaldus haamriga presssobituse asemel jätab juhuslike nurkade all brinelli jäljed¹⁵.

Vibratsioon staatilise laagri ladustamise või transportimise ajal jätab kuulide vahekaugusega elliptilised süvendid — võltsbrinellimine¹⁵. Mustri geomeeria eristab neid kahte: juhuslikud nurgad viitavad paigaldusviisile, kuulide vahega ellipsid sellele, kuidas laager ladustati või liigutati¹⁵.

Kui leiate kumma mustri, on parandusmeede teie paigaldusprotseduuris või laos, mitte töötingimustes.

Kinnitage rike allikate toetatud seirega

Vibratsioonianalüüs ja termograafia suudavad märgata arenevat riket enne, kui see põhjustab seisaku, seega kasutage neid trendi kinnitamiseks, mitte rikkeviisi nimetamiseks ühest näidust¹⁰. Üle 300°F olev laager seiskunud olekus on tõenäoliselt rikke lõppfaasis ja reageerimisaeg võib olla tundide, mitte päevade ning sel hetkel keskenduge sekundaarse kahju piiramisele võllil ja korpuses⁵.

• ✓Kontrollige, kas masin töötab sagedusmuunduriga, enne kui aktsepteerite väsimusdiagnoosi [S15]
• ✓Võrrelge täheldatud töötunde arvutatud L10 eluigaga tegeliku koormuse juures [S10]
• ✓Vaadake kulumise jaotust: ühtlane augumine versus ühepoolne kulumine [S15]
• ✓Kontrollige jooksuraja pinna värvi ja tekstuuri: rooste versus mattunud metall [S21]
• ✓Kontrollige kuulivahega elliptilisi süvendeid versus juhuslike nurkadega brinelli jälgi [S15]
• ✓Jälgige laagri temperatuuri ja vibratsiooni; muutus on sama oluline kui absoluutväärtus [S5]

Sobitage parandusmeede leitud mehhanismiga

Iga diagnoos eeldab erinevat parandust. Elektrilise augumise korral soovitatakse kordumise vältimiseks isoleeritud laagreid või võllimaandusrõngaid²¹.

Määrimisest tingitud kahjustuse korral on muutuvaks suuruseks ise režiim: nii üle- kui alamäärimine võib põhjustada rikke, seega parandage kogust ja tüüpi, selle asemel et lihtsalt määret lisada¹⁹.

Kui kõrge temperatuur, kõrge kiirus või raske saastumine muudab määrimise ebaefektiivseks, saab õli soojust hajutada ja saasteaineid välja loputada ning üleminek määrmelt õlile on nende tingimuste suund². Määrde viskoossuse kadumine nendes tingimustes võimaldab metallil kokku puutuda metalliga ja lõpuks kinni jääda — see on kuivamismustri taga olev mehhanism².

Väsimuse ja joondusvea kulumise korral on parandus koormusradas ja joonduses, mitte määrimisaines¹⁵.

Kas eluiga oli tegelikult lühike? Kasutage koormuse-eluiga seost

L10 eluiga järgib koormuse suhtes kuupseost: ekvivalendi dünaamilise koormuse kahekordistamine lühendab arvutatud eluiga umbes kaheksandikule^11,12. Valem on L10 = (C/P)³ × 1 000 000 pööret, kus C on baas-dünaamiline koormusreiting ja P ekvivalentne dünaamiline koormus¹².

Seepärast tekitab väike ülekoormus suure eluiga puudujäägi ja seepärast on enneaegne murenemine tõend koormuse, mitte laagri tootmise kohta¹¹.

Teatatud L10 näitajad annavad ligikaudse ootuse võrdlemiseks: üks tarnija nimetab 30 000 kuni 100 000 tundi kooniliste rull-laagrite jaoks korraliku määrimise, joonduse ja normaalse koormuse juures, teine aga 40 000 kuni 100 000 tundi kui teoreetilise näitaja, mida mootorilaagrite jaoks sageli täpsustatakse^10,14.

Mõlemad on tarnijate avaldatud vahemikud, seega kasutage neid kontrolliks, kas täheldatud eluiga oli lühike, mitte teie rakendusele garantiiks.

Kui suur osa rikkest kuulub laagrile endale?

Allikad on eri meelel selles, kas rikkeid põhjustab peamiselt rakendus või laager, ja see ebakõla on lahendamata^14,15. Üldjoontes on selge materjalipool: läbistanud GCr15/AISI 52100 saavutab HRC60+ kõvaduse kõrge kulumiskindluse ja väsimustugevusega, seepärast on see levinud laagriteras^1,6.

Sama oluline on see, mida ABEC skaala EI kontrolli, kui otsustate, kas laager vahetada: see ei kata materjali koostist, soojusubtöötlust, puuri kvaliteeti, pinna viimistlust, sisemängu ega määrimise kvaliteeti²². Seega kõrgem täpsusklass ei ole tee pikemale eluiale määrimise või saastumise juurpõhjuse vastu.

Kui teie diagnoos viitab rakendusele, ei paranda laagriklassi vahetamine olukorda.

Rikke osakaalu näitajad, mida allikad erinevalt esitavad

Kaks allikat annavad samale küsimusele erinevad vastused — mis osakaal riketest on rakendusest vs laagrist põhjustatud. Mõlemad näitajad pärinevad tarnijataseme lehtedelt, seega ei tohiks kumbagi raportis tööstusstatistikana tsiteerida ilma selle alust kontrollimata.

Mida allikad ei selgita

• Ükski allikas ei anna suurendustasemel morfoloogiat väsimusmurenemise eraldamiseks kulumisest, korroosist ja elektrilisest erosioonist — selleks on vaja laboratooriumi või spetsialiseeritud allikat.
• Ükski allikas ei käsitle magnetpulbrikontrolli, värvi tungainekontrolli, BPFO/BPFI/BSF/FTF sagedusanalüüsi, löökimpulssi, elektrivoolu mõõtmist ega määrimaterjali analüüsi nende kahjustusliikide diagnostiliste meetoditena.
• Ükski allikas ei kvantifitseeri kulumiskiirust, korrosioonikiirust ega rikkeni kulunud aja kõveraid erinevates töötingimustes.
• Ükski allikas ei kirjelda ISO 15243 sisu ega ANSI/ABMA rikeliikide terminoloogiat, seega ei saa kumbagi siin kasutada kahjustuse klassifitseerimiseks.
• Ükski allikas ei käsitle korrosioonikindlaid materiale või katteid, konkreetseid tihendi täiustuste liike, joonduse parandamise meetodeid ega paigaldusprotsessi ümbervaatamist parandusmeetmetena.
• Ükski allikas ei käsitle vibratsiooni väsimusmurenemise põhjusena ega ülemist temperatuuri eraldiseisva põhjusena lisaks määrimaterjali kuivamisele.
• Ükski allikas ei käsitle tihendi või kaitsekorki tüübi valikut ega sisemise radiaalvahemiku valikut kui projekteerimistegureid rikete ennetamisel.
• Ükski allikas ei anna kõiki kahjustusliike hõlmavat põhjuste põhjalikku jaotust.