Подшипники: повреждения и методы диагностики

Подшипники качения являются практически неотъемлемой частью большинства современных машин и механизмов с высокой производительностью. С их помощью обеспечивают опору валов и осей. Но продолжительная эксплуатация оборудования, особенно в тяжелых условиях, приводит к выходу этих деталей из строя. Поэтому своевременная диагностика и принятие мер позволит не допустить выход оборудования из строя и сократить или совсем избежать простоя механизмов и уменьшить непредвиденные расходы владельца. .

Возможные повреждения

Производство подшипников подразумевает полное соответствие государственным стандартам, как по точности размеров, так и по качеству изделий. Сегодня в машиностроении подшипники относятся к группе деталей, изготавливаемых с максимально возможной точностью. Однако надо учитывать, что в большинстве случаев подшипники работают далеко не в идеальных условиях. С этим связан преждевременный их выход из строя без выработки всего своего ресурса.

Факторы, влияющие на срок службы подшипниковых узлов:

• выбор технологии производства;
• качество используемых исходных материалов;
• условия транспортировки, хранения и эксплуатации.

Признаки позволяющие определить, что детали получили повреждения:

• возросшая вибрация;
• появившиеся шумы;
• нагрев корпуса подшипника.

Наиболее распространенные дефекты подшипниковых узлов и причины возникновения:

• Износ тел и дорожек качения. Связано это с нехваткой смазочного материала. К проблемам приводят продолжительная эксплуатация оборудования в неблагоприятных условиях и низкое качество использованных при изготовлении материалов (тела и дорожки качения не имеют необходимой твердости).
• Неравномерный износ, вызванный обычно превышением динамической грузоподъемности.
• Усталостное разрушение, которое может появиться даже при соблюдении условий эксплуатации узла подшипников.
• Образование трещин, вмятин, задиров. Появляются из-за высокой статистической нагрузки, например, возникшая вибрация или ударные нагрузки при транспортировке, при малых нагрузках и скоростях вращения, излишне большого запаса грузоподъемности подшипника, когда проскальзывают тела качения.
• Возросшая вибрация при вращении. Причинами могут быть ошибки при монтаже, к примеру, не соблюдении соосности или перекос, а также увеличенный начальный радиальный или осевой зазор в самом узле.
• Коррозийное повреждение поверхности детали. Внутрь узла попадают солевые растворы или воды, эксплуатация подшипника в щелочной среде.
• Следы прохождения электротока. Встречается у подшипников без токоизолирующего покрытия в асинхронных двигателях.

Диагностика

Любой производитель выполняет расчет узла с учетом рабочих нагрузок и условий эксплуатации, которые не должны превышать максимальных значений. В документации к оборудованию производители обязательно указывают допустимые рабочие нагрузки, скорости, температуру, тип и характеристики смазки. Эти факторы определяют ресурс подшипника, который может прослужить продолжительное время. При этом принять во внимание влияние всех неблагоприятных факторов очень сложно, даже невозможно. Этот момент определяет необходимость периодического проведения осмотра и диагностики оборудования.

Возникшие в ходе эксплуатации дефекты выявляются следующими способами:

• Прослушивание работы подшипника на слух с целью определить посторонние шумы и стуки. Опытный специалист диагностирует неисправность и предотвратит поломку детали, хотя данный метод не считается точным.
• Выполнение вибродиагностики по соотношениям пика и фона. Применяют, когда есть подозрения на неравномерный износ или дефекты частей подшипника. Повреждены могут быть поверхности и тела качения, поверхности сепаратора и т.д. Продолжительность вибрации, такие параметры, как частота и величина, дают возможность определить вид дефекта и быстро устранить поломку.
• Использование виброметра и виброанализатора – специальных приборов для определения и прогнозирования повреждений. В основе способа лежит измерение и анализ спектра/роста общего шума вибрации, что позволяют определить тип поломки. Это спектральный метод и СКЗ (среднее квадратичное значение) виброскорости.

Важно! Диагностику состояния подшипника следует рассматривать только в качестве составной части технического обслуживания оборудования. Выявленный дефект может указывать на более серьезные повреждения, без выявления и устранения которых оборудование выйдет из строя.

Рекомендуется выполнять диагностику не реже 1-2 раз в месяц, что позволит своевременно находит возникшие повреждения. Высокую точность диагностики позволит получить применение спектрального анализа узлов. Вибродиагностику по соотношениям пика и фона выполнят на ранних стадиях тестирования.