Повреждения подшипников качения признаки и причины реферат

Обновлено: 05.07.2024

Выход подшипника из строя не всегда является преждевременным. Большой процент замен подшипников связан с нормальным процессом усталости материала подшипника т.е естественный износ подшипника.

Основными причинами преждевременного выхода подшипников из строя являются загрязнение - последствия неправильного обращения и перебои в подаче смазки. Особенно опасно попадание в смазку окалины, металлической стружки или песка. В результате износа рабочих поверхностей подшипника нарушается его работоспособность, для восстановления которой необходим ремонт с заменой подшипникового узла.

Наиболее частые причины выхода подшипника из строя:

высокие нагрузки;
неэффективные уплотнения;
чрезмерный натяг в посадке т.е слишком малый рабочий зазор – последствия неправильного монтажа;
перегрев подшипника;
чрезмерный износ;
растрескивание и расплавление деталей подшипника;
наволакивание материала подшипника на вал;
неправильный подвод смазки к подшипнику;
недостаточная подача масла при запуске подшипникового узла;
заторможенное истечение масла из подшипника;
неправильная конструкция подшипникового узла;
неблагоприятное распределение сил на подшипники;
повышенные кромочные нагрузки;
недостаточная жесткость вала и подшипника;
неправильный выбор материала вала и подшипника;
неправильная макро- и микрогеометрия несущих поверхностей;
низкое качество масла; окисление масла в эксплуатации;
неудовлетворительная фильтрация масла от механических примесей и твердых продуктов окисления.

У многоопорных валов наиболее частой причиной отказов подшипников являются отклонения от соосности опор или шеек вала и недостаточная жесткость корпуса, несущего опоры.

Устранение этих причин обычно обеспечивает нормальную работу подшипников.

Причины уменьшающие продолжительность работы подшипников:

Так как процесс усталостного выкрашивания деталей подшипника развивается сравнительно медленно и сопровождается усилением шума и вибрации при его работе, можно достаточно быстро обнаружить такие повреждения и успеть заменить подшипник еще до его полного разрушения.

Необходимо иметь в виду, что если слой смазочного материала достаточно большой по отношению к величине шероховатости поверхности, то опасность повреждений очень мала. Тем не менее, при нагрузке на подшипник, превышающей граничную нагрузку по усталости, со временем может возникнуть нормальное усталостное разрушение.

Методы диагностики повреждений подшипников.

Наблюдение за состоянием подшипников во время их эксплуатации может осуществляться методом замера уровня вибрации или шума. Этот метод применяется в качестве диагностического инструмента для раннего обнаружения неисправности. Для вибромониторинга состояния подшипников существуют специальные приборы, позволяющие по уровню шума диагностировать состояние подшипников и степень их износа.

Правила работы с подшипниками.

Извлекать подшипник из упаковки непосредственно перед монтажом.
Соблюдать чистоту: закрывать детали машин, куда будет устанавливаться подшипник, и еще не установленный подшипник пластиковой пленкой, парафинированной бумагой или чистой сухой безворсовой тканью.
Не производить монтаж подшипников вблизи металлорежущих станков или других производящих загрязнение машин.
Не делать прямых ударов по подшипнику.
Запрессовывать подшипник с помощью специальной втулки.
Правильно выбирать смазочные материалы для подшипника, использовать смазку в необходимом количестве. Своевременно смазывать подшипник.
Использовать специальные нагревательные устройства или гидравлические инструменты.

Таблица характерных повреждений подшипников.

Износ вследствие недостаточного смазывания

Изношенные, иногда отполированные до блеска поверхности; голубовато-коричневая окраска после некоторого времени работы

Недостаточное смазывание и, вследствие этого, быстрый разогрев

Улучшать условия смазывания, не нарушать сроки смазывания и своевременно проверять состояние уплотнений

Проворачивание кольца подшипника относительно вала или корпуса

Единственный способ предотвращения такого повреждения – увеличить натяжение до значения, обеспечивающего отсутствие перемещения в посадке. Осевого зажима подшипников для этого недостаточно

Коррозия, или глубокие коррозийные раковины

Серо-черные полосы поперек дорожек качения, в большинстве случаев, - на расстоянии шага тел качения

Попадание в подшипник воды или других веществ, порождающих коррозию. После длительного времени работы происходит образование раковин (питтинг) на поверхности подшипника

Проверить состояние уплотнений и применить смазочный материал с лучшими антикоррозийными свойствами

Контактная (фреттинг) коррозия

Фpеттинг-коррозия возникает при относительном движении между кольцом подшипника и валом либо корпусом. Проявляется в виде ржавчины на посадочной поверхности внутреннего или наружного кольца. Иногда явно выражены следы качения.

Посадка с зазором, либо погрешности формы посадочных мест

Обеспечить безупречные условия посадки

Выкрашивание вследствие овальности посадочной поверхности

Резко выраженные следы качения на двух диаметрально противоположных участках одного из колец, выкрашивание на этих участках

Возможно отклонение от круглой поверхности отверстия корпуса вследствие его установки на неплоском основании

Обычно нужно изготовить новый вал или корпус. Другой возможный путь – напыление металла на посадочную поверхность и ее перешлифовка

Трещины вследствие неправильного обращения с подшипником

Трещины и сколы, возникающие обычно на боковых поверхностях

Удары при монтаже непосредственно по кольцу

Следовать рекомендациям по монтажу. Категорически запрещается наносить удары непосредственно по подшипнику

Вмятины под воздействием инородных частиц

Небольшие царапины на дорожках и телах качения

В подшипник проникли инородные частицы при монтаже – либо со смазкой, либо из окружающей среды

Обеспечить чистоту подшипников при монтаже, заменить смазку и проверить состояние уплотнений

У работающих под нагрузкой опорных узлов на дорожках присутствуют хорошо различимые матовые следы качения. Эти следы, показывающие, что изделие используется, не считаются у механиков следами износа, влияющими на эксплуатационные качества изделия. Матовая поверхность может иметь разную форму – это зависит от условий работы, направления нагрузки и ее величины. Исследование таких следов позволяет делать довольно точные выводы о том, в каких условиях использовался подшипник. Такой анализ выполняется с учетом накопленной годами информации о следах качения, оставленных в различных условиях эксплуатации.
Проблема подшипника может быть точно определена по состоянию следов качения. Осмотр поверхностей дорожек является важным этапом диагностики опорных элементов, поврежденных в процессе использования. Мы собрали данные о разных типах следов и описали причины, вызвавшие их образование. Анализ проводился на основе радиальных и упорных подшипников, но описанные ниже признаки являются общими и для других моделей и типов.

Виды повреждения подшипников

По картине характерных повреждений элементов подшипника специалист без особого труда определит причины их появления. Повреждения делятся на первичные, возникшие непосредственно под действием неблагоприятных факторов, и вторичные, являющиеся их следствием. К вторичным повреждениям, вызывающим выход опорных узлов из строя, относят раковины усталости или как их называют питтинг, а также трещины, непосредственно разрушающие подшипник. Но важно помнить, что и первичные повреждения могут приводить к поломке детали. В качестве примера можно назвать износ и, как следствие, слишком большой зазор, вызывающий вибрации и гул при работе узла вращения.

Чаще всего при исследовании неисправного подшипника обнаруживают комплекс первичных и вторичных дефектов. Классифицировать их принято следующим образом:
• Очаги коррозии;
• Следы износа;
• Задиры на рабочих поверхностях;
• Разрушения поверхностей;
• Вмятины и выбоины;
• Дефекты от электрических разрядов.

Список вторичных повреждений более скромен, но и дефекты в нем очень серьезные:
• Трещины;
• Раковины усталости материала.
Все эти проявления износа должны внимательно исследоваться при обслуживании механизма, а особенно при замене вышедшей из строя опорной детали.

Износ подшипника

Если подшипник качения работает в нормальном режиме, то такого явления как износ в нем не наблюдается. Это негативное явление характерно для случаев, когда в узле не хватает смазочного материала или если на рабочие поверхности попали инородные твердые частицы. Еще одна частая причина износа, о которой стоит упомянуть – это вибрации подшипника в нерабочем состоянии.

Абразивные частицы

Имеющие небольшой размер абразивные частицы, такие как продукты износа материала, находясь внутри опорного элемента повреждают все его детали: дорожки качения, расположенные на кольцах, тела качения и даже сепараторы. Определить негативное воздействие этих частиц на поверхность можно по ее матовому цвету. В том случае, если эти частицы являются продуктами разрушения латунного сепаратора, то они могут придать зеленый оттенок смазочному материалу.
Чем больше изнашиваются сепараторы и кольца, тем больше абразивных частиц находится в подшипнике. Процесс этот не прекращается и заканчивается, как правило, полным выходом узла из строя. При относительно небольшом износе применение деталей допускается нормами, но перед дальнейшей эксплуатацией их очищают от старой смазки, тщательно промывают и снова смазывают в соответствии с требованиями производителя.
Могут попасть в подшипник опасные для него частицы и извне. Обычно они проникают через некачественные или не соответствующие условиям эксплуатации уплотнения. Еще два пути для абразивов – загрязненная смазка или небрежность работников при сборке или установке узла.
Типичной картиной повреждения являются вмятины на дорожках и телах качения, а также матовая их поверхность. Часто пластичная смазка при этом приобретает темный цвет. Основными причинами такого состояния детали являются недостаточное соблюдение чистоты при монтаже и использование уплотнений с низкими защитными качествами.

Профилактика в этом случае очень проста и не требует приложения особых усилий. В первую очередь нужно содержать рабочее место и инструменты в чистоте. Вторым моментом является поддержание в чистом виде используемого смазочного материала. При возникновении сомнений в чистоте масла, рекомендуется выполнить его фильтрацию. Третье мероприятие, помогающее избежать таких повреждений подшипника – это проверка уплотнительных элементов и, при необходимости, их замена на новые.

Нехватка смазочного материала

Если смазки внутри подшипника недостаточно, то устойчивая пленка на поверхности образоваться не может. Второй причиной того, что смазка не выполняет свои функции, может быть утрата ею своих эксплуатационных характеристик. В этом случае часто возникает непосредственный контакт между металлическими поверхностями тел качения, дорожек и сепараторов. Начальная стадия может быть схожей с процессом притирания частей подшипника. Во время работы узла стираются и срезаются мелкие шероховатости. В это же время проявляется эффект прикатывания частей, из-за которого поверхность полируется и становится зеркальной.

Чтобы избежать этой проблемы необходимо следить за подачей смазки в подшипник, если она автоматизирована или уменьшить интервалы между смазываниями, если внесение материала происходит вручную.

Износ из-за вибраций

Размеры повреждений и скорость их появления при вибрациях напрямую зависят от энергии воздействия на подшипник, а также от времени негативного воздействия и размеров зазора в подшипнике. При этом частота колебаний не оказывает на этот процесс какого-либо влияния. Отдельно стоит отметить, что роликовые подшипники более чувствительны к вибрациям, чем шариковые, а самыми уязвимыми считаются цилиндрические роликовые узлы.

Вмятины

На дорожках колец и телах качения могут появляться вмятины. Обычно причина этих повреждений заключается в передаче усилий при монтаже через тела качения, непосредственно на дорожки колец. Еще одна причина – приложение значительной силы к подшипнику, находящемуся в состоянии покоя. Менее распространенный случай – это появление на поверхностях углублений, вызванных инородными частицами, попавшими в подшипник.

Обычно расстояние между двумя вмятинами, расположенными по соседству, равно расстоянию между соседствующими друг с другом шариками или роликами. Сферические подшипники чаще, чем опоры других типов, подвержены таким повреждениям в процессе монтажа. Первой стадией при воздействии нагрузки в неподвижном состоянии становятся задиры и лишь потом они развиваются в полноценные вмятины, если нагрузка продолжает усиливаться.

Подвержены появлению вмятин при монтаже и конические подшипники. Чтобы избежать повреждений, при монтаже их рекомендуют постоянно проворачивать. Чрезмерный натяг также может стать причиной повреждений, поэтому при установке упорных подшипников рекомендуется проявлять максимальную аккуратность. Если подшипник поставляется с документацией, как часто бывает с продукцией компании SKF, то соблюдение приведенных в ней рекомендаций по монтажу позволит избежать повреждений такого характера.

Вмятины, появляющиеся из-за посторонних частиц

Хороший способ избежать подобных неприятностей – это соблюдение чистоты при сборке и установке опорной детали. Кроме этого стоит обращать внимание на качество смазочного материала, а также на целостность и плотное прилегание уплотнений подшипника.

Задиры

Такие распространенные повреждения подшипников как задиры, являются следствием недостаточного смазывания поверхностей. При скольжении двух элементов относительно друг друга под нагрузкой и без смазки, неизбежно происходит перенос частиц материала с одной поверхности на другую. Именно это явление в механике и называют задирами. Поверхности при таком типе повреждений выглядят шершавыми. Но не это самое опасное в таком случае. Дело в том, что образование задир сопровождается повышением температуры материала, а этот процесс вызывает отпуск металла, который крайне нежелателен в случае с элементами подшипника. Местная концентрация напряжений при отпуске становится причиной образования трещин в материале.

Задиры на торцах роликовых тел качения и бортах

Подшипники цилиндрического и конического типа, а также сферические узлы, имеющие направляющие бортики, подвержены появлению задиров на торцах тел качения и на направляющих поверхностях. Обычно причиной повреждения является нехватка смазочного материала в местах контакта торцов и направляющих бортов. Но иногда роликоподшипник получает задиры и при особенно больших осевых нагрузках, что бывает, когда коническую опору монтируют с предварительным натягом особенно большой величины.
Гораздо меньше подвержены появлению задир опорные подшипники с осевой нагрузкой, изменяющей свое направление в ходе работы механизма. Это связано с тем, что при таком режиме работы детали на поверхность, которая оказалась без нагрузки, поступает смазочный материал.

Борьба с этим явлением заключается в правильном подборе смазки и контролем за ее количеством в работающем подшипнике.

Задиры на поверхностях роликов и дорожек

В некоторых случаях задиры могут возникать и на поверхностях качения роликов и дорожек колец. Это типичный случай для деталей цилиндрического и сферического типа. Появляются эти повреждения при торможении роликов в зоне, где отсутствует рабочая нагрузка. При этом возникают условия, при которых кольца не могут вести тела качения из-за отсутствия сил трения. Но при резком входе в нагруженную зону тела получают такое большое ускорение, что пробуксовывают на месте, порождая в местах контакта с кольцами зоны с задирами.

Такие задиры выглядят как шероховатые или неравномерно окрашенные зоны на поверхностях деталей подшипников. Избежать повреждений такого плана можно используя опорный узел с меньшим зазором и тщательно подбирая смазочные материалы в соответствии с условиями эксплуатации узла вращения.

Коррозия

Глубокая коррозия

Глубокая коррозия вызывает разрушение материала подшипника, с постепенным образованием опасных для детали трещин. Особенно высокий уровень опасности для детали создают соляные растворы, в том числе морская вода.

Коррозия глубокого типа выглядит как серо-черные полоски, расположены поперек колец подшипника на его дорожках. Возможна также сквозная коррозия, которая типична для случаев, когда агрессивный фактор действует продолжительное время. Защитить от коррозии этого типа смогут эффективные уплотнения, а также специальные смазки с ярко выраженными антикоррозийными характеристиками.

Фреттинг-коррозия

Контактная, или фреттинг-коррозия – это повреждения, которые возникают из-за относительного движения деталей подшипника в местах контакта кольца с посадочным местом на валу или оси. При активном развитии такой коррозии она может очень глубоко проникнуть в материал кольца и вызвать его разрушение.

При контакте поверхностей отделяются мельчайшие частицы материала, интенсивно окисляющиеся под действием воздуха. В результате образуется слой контактной ржавчины, которая постепенно прогрессирует и портит поверхность. Фреттинг-коррозия нарушает плотное прилегание кольца к валу, что негативно действует на распределение сил внутри опорной детали при ее работе. Дополнительно эти мелкие частицы наносят повреждения поверхностям качения, действуя как абразивный материал.

Производство подшипников качения осуществляется в условиях жестких требований к качеству подшипников. Это одни из наиболее точных устройств, выпускаемых в машиностроении. При идеальных рабочих условиях подшипники могут непрерывно эксплуатироваться в течение многих лет. Вследствие того, что рабочие условия редко бывают идеальными, подшипники никогда не реализуют своих потенциальных возможностей с точки зрения ресурса.

Срок службы подшипников качения зависит от условий производства, хранения подшипников, обслуживания, установки подшипников, нагрузки и условий работы.

Типы неисправностей и дефектов подшипников

Усталостные разрушения поверхности связаны с проблемами смазки, такими как неподходящая смазка, низкая ее вязкость и разрывы смазочной пленки. В начальной стадии развития дефекта поверхность выглядит как бы заиндевелой в некоторых местах, как показано на рис.1. При дальнейшем развитии дефекта поверхность дорожки начинает отслаиваться и растрескиваться (следует отметить, что это отслаивание не столь серьезно как сколы на дорожке). При накоплении усталости в материале дорожки ее поверхность становится шероховатой, подшипник начинает шуметь и излишне нагреваться. Постоянная перегрузка, плохо обработанные и загрязненные поверхности неизбежно ведут к усталостным явлениям. Этого можно избежать или существенно замедлить, если подшипник будет чистым и хорошо смазанным.

Рис.1. Усталость дорожки качения. Поверхность растрескивается и отслаивается.

Выкрашивание поверхности схоже с усталостью поверхности, но отличается от него более сильной степенью повреждения подшипника и может указывать на то, что подшипник исчерпал ресурс усталости. Рисунок 2 показывает, что растресквание и сколы поверхностей характеризуются глубокими трещинами и расслаиванием. Это происходит, когда под поверхностные трещины, возникающие в местах дислокации неметаллических включений в стали подшипника, доходят до поверхности. Преждевременное растрескивание часто вызывается плохой посадкой вала, искривлениями корпуса и неправильной установкой, т.е. условиями, вызывающими слишком высокие циклические напряжения.

Рис.2. Выкрашивание поверхности. Глубокие трещины и расслаивание.

Абразивный износ: Абразивное истирание металла, показанное на рис.3, разрушает поверхности элементов подшипника. В зависимости от типа абразивного износа, поверхность приобретает или тусклый серый металлический цвет или же зеркально полируется. Иногда подшипник вследствие изменения его геометрии из-за износа резко выходит из строя.Мелкая абразивная пыль является обычной причиной такого отказа; эта пыль может попасть в подшипник при установке, через плохие уплотнения или с грязной смазкой. Поэтому при монтаже подшипника рекомендуется протирать каждый элемент чистой тканью перед смазкой и содержать в чистоте рабочие поверхности. Хорошие уплотнения, промываемые уплотнения и чистые смазочные материалы помогут предотвратить загрязнение после установки подшипника

Рис.3. Абразивный износ. Повреждение поверхности элементов качения

Атмосферная коррозия: Коррозия вызывается влагой, которая попадает в подшипник из атмосферы. Влажный воздух, попадая во внутрь подшипника, при охлаждении окружающей среды конденсируется., разрывая смазочную пленку в местах контакта тел и дорожек качения. Атмосферную коррозию, показанную на рис.4, можно предотвратить, используя хороший сальник, консистентную смазку и хорошо смазывая подшипник. В некоторых случаях могут оказаться необходимыми специальные уплотнения, чтобы исключить разбрызгивание смазки. Подшипник необходимо заполнять смазкой при каждой более менее продолжительной остановке машины.

Рис.4. Атмосферная коррозия. Внешний вид коррозии

Фреттинг-коррозия: Как показано на рис.5, фреттинг-коррозия очень похожа на обычную коррозию. Она возникает на посадочных поверхностях подшипника на вал, а также и на других сопрягаемых поверхностях. Она вызывается незначительными (микроскопическими) нагрузками. Частицы, образующиеся в результате износа имеют черный цвет при отсутствии воздуха и красные- в его отсутствие. Фреттинг-коррозия может вызвать как ослабление посадки внутреннего кольца на валу; так и его заклинивание, при котором его невозможно будет снять. Фреттинг-коррозия также привести к разламыванию кольца.Предотвратить можно следуя рекомендациям производителя относительно допусков и убедившись, что элементы подогнаны наилучшим образом.

Рис.5. Фреттинг-коррозия на наружной стороне внешнего кольца

Бриннелирование: При бриннелировании на поверхности колец появляются регулярно следующие друг за другом выемки. Это является следствием пластических деформаций металла в местах выемок, которые возникают вследствие перенапряжения металла. Результат бриннелирования дорожек качения показан на рис.6. Бриннелирование является следствием высоких статических или ударных нагрузок, неправильной технологии установки подшипника, сильных механических ударов, возникающих, при падении машины. Бриннелирование можно предотвратить, используя при установки подшипника только давление вместо ударов. Если ударных нагрузок невозможно избежать как при установки, так и в процессе эксплуатации, тогда необходимо использовать подшипники, предназначенные для более высоких нагрузок.

Рис.6. Бриннелирование дорожек качения. Регулярные выемки на дорожках качения

Псевдобриннелирование:как и просто бриннелирование характеризуется выемками на дорожках качения. Однако в отличии от простого бриннелирования выемки характеризуются не только продавливаем металла в зонах пластических деформаций, но и его сдвигом, в результате этого места повреждения не видны даже при внимательном осмотре. На рис.7 показан результат псевдобриннелирования. Псевдобриннелирование, есть результат сильных вибраций машины в нерабочем состоянии. Иногда это происходит при транспортировке. Также на это влияет вибрации других, близко расположенных машин. Подобной проблемы можно избежать, обеспечивая правильное закрепление транспортируемых валов с подшипниками и изолируя машину от соседних вибрирующих агрегатов, используя для этого раздельные фундаменты.

Рис.7. Псевдобриннелирование. Выемки на дорожках качения за счет сдвига металла.

Электроповреждения. Точечный питтинг (сваривание) в результате электрического сваривания часто имеет регулярный характер на поверхностях элементов качения и на дорожке качения. Он возникает в результате прохождения через подшипник электрического тока. На рис.8 показаны дорожки подшипника. Электрический ток может вызвать также и случайное выкрашивание.Наиболее распространенными причинами электроповреждений является статическое электричество, создаваемое ремнями транспортера и токами сварочных аппаратов. Поэтому транспортеры должны быть снабжены заземляющими лентами, а сварочное оборудование необходимо заземлять.

Рис.8. Электроповреждения. Питтинг поверхности дорожек качения из-за прохождения сильного тока. Канавки на рабочих поверхностях сферического ролика, вызванные электротоком.

Натиры: натиры возникают в результате перемещения металла с одной поверхности на другую. Натиры в том виде, как они показаны на рис.9, вызваны проскальзыванием из-за перегрузки подшипника и недостаточной смазки. Натиры на торцах цилиндрических роликов могут возникать из-за нерасчетной осевой нагрузки на подшипник. Также это может быть следствием неправильной сборки подшипника или недостаточной смазки

Рис.9. Натиры на телах и дорожках качения из-за недостаточной смазки

Задиры на поверхности: являются следствием абразивного износа и проявляются в виде глубоких царапин на дорожках и телах качения. Общий вид сильного изодранной поверхности показан на рис.10. Отдельные задиры поверхности создают точки концентрации напряжения, в которых возможно проявление усталостных явлений.Задиры поверхности вызываются относительно большими частицами материала, которые попадают в подшипник и двигаются по дорожкам при движении тел качения. Как и другие проблемы, связанные с загрязнением, задиры поверхности можно предотвратить, используя хорошие уплотнения и чистую смазку подшипника.

Рис.10. Задиры поверхности дорожек и тел качения в виде глубоких царапин

Выбоины поверхности: пример показан на рис.11. Этот вид повреждения подшипников напоминает бриннелирование, т.к. выбоины скорей являются результатом пластических деформаций, чем износа. Тем не менее, они возникают при повреждении поверхности (царапины, истирание мелкими посторонними частицами, которые являются результатом износа или попадают в подшипник при его работе. Тела качения при вращении захватывают посторонние частицы, попадающие в подшипник. Эти частицы, попав на дорожку качения оставляют случайные насечки, в районе которых возникает концентрация напряжений и разрывы масляной пленки, что приводи к усталостному выкрашиванию металла и появлению выбоин.Вероятность возникновения выбоин уменьшается при использовании хороших уплотнений и частой смазки подшипников, которая вымывает различные посторонние частицы.

Рис.11. Выбоины, глубокие царапины, вызванные попаданием посторонних частиц в подшипник.

Повреждения при сборке: На рис.12 показан один из видов подобных повреждений. В этом примере внешнее кольцо было неправильно установлено; и когда подшипник был собран, ролики оставили вмятины на дорожках качения.

Рис.12. Повреждение подшипника при сборке из-за недостаточного опыта сборки.

Перегрев: На рис.13 представлен пример повреждения подшипника (изменение его геометрии) в результате перегрева и нагрузки. Обычно такие повреждения связаны с полным отказом подшипника. Перегрев часто обусловлен недостаточной смазкой, трением наружного кольца о вращающийся вал, излишним обжимом наружного кольца при установки в корпус машины или нерасчетной (высокой) частотой вращения вала. В отдельных случаях перегрев подшипника может быть обусловлен внешним источником, таким как термическая печь.

Рис.13. Обесцвечивание и повреждение металла, вызванное плохой смазкой и перегревом.

Несоосность колец: Основной причиной повреждения подшипника, показанного на рис.14 является несоосность колец, которая привела к фреттинг-коррозии и выкрашиванию. Несоосность ведет к высоким осевым нагрузкам, вызывающим усталостное разрушение и сильные сколы поверхности.

Рис.14. Повреждения подшипника из-за несоосности колец:
a) несоосность внешнего кольца относительно вала;
б) несоосность вала относительно корпуса подшипника.

Разрушение из-за дисбаланса: Дисбаланс ротора дает основную нагрузку на подшипник. Когда дисбаланс слишком велик, повреждения подшипника имеют вид, показанный на рис.15. Иногда такое повреждение можно обнаружить только в одном месте на внутреннем кольце. Для уменьшения дисбаланса минимально необходимым является балансировка отдельных частей ротора с максимально возможной точностью, особенно при работе на высоких скоростях.

Рис.15. Разрушение от избыточного дисбаланса ротора

Раскалывание, раздробление деталей: Причиной является большая перегрузка подшипника. На рис.16 показан типичный пример такого раскалывания. Как видно из рассмотрения рисунка, область усталостного выкрашивания на внутреннем кольце охватывает всю ширину кольца, а сепаратор разбит на кусочки из-за поперечных трещин в каждом гнезде шарика

Повреждение сепаратора: Повреждения сепаратора, подобные показанному на рис.17, проявляются в образовании в нем трещин и его разрушении. Это в свою очередь ведет к быстрому выходу из строя подшипника в целом при этом затушевывается тот факт, что первопричиной этого был сепаратор. Чаще всего причиной выхода из строя сепаратора является его изгиб, возникающий при движении шариков по взаимно пересекающимся путям из-за несоосности. Также повреждение сепаратора может быть вызвано неправильной сборкой, загрязнением или редким смазыванием подшипника.

несущей способности и надёжности предъявляются высокие требования. По этой причине
уже много лет подшипники качения являются предметом интенсивных исследований. Со
временем теория и технология подшипников качения развилась в особую область научно-
исследовательской работы. Фирма SKF является пионером и занимает ведущие позиции в
таких исследованиях.

Благодаря проведённым исследованиям стал возможен расчёт долговечности

подшипников с высокой точностью. Это сделало возможным согласование между собой
долговечности подшипников и машины. Однако время от времени случается, что
фактическая долговечность подшипника оказывается ниже расчётной. Это происходит
вследствие множества причин. Например, не предполагаемо высокая нагрузка,
недостаточное смазывание или неподходящий смазочный материал, неправильный
монтаж подшипника, недостаточная эффективность уплотнений, посадка подшипника с
чрезмерным натягом и, соответственно, недостаточный внутренний зазор или чрезмерный
внутренний натяг подшипника. Каждая такая ситуация порождает специфическое
повреждение подшипника, которое находит отражение в характерной картине
повреждения. Следовательно, в большинстве случаев становится возможным при
исследовании повреждённого подшипника установить причину повреждения и принять
соответствующие меры, для того чтобы избежать повторного повреждения подшипника
после возобновления работы машины.

подшипник качения не может работать произвольно долго. Раньше или позже возникает
усталостное разрушение материала, и работа подшипника становится невозможной.
Промежуток времени до появления первых признаков усталости материала зависит от
частоты вращения подшипника и величины нагрузки. Усталостное разрушение является
следствием переменных напряжений сдвига непосредственно под поверхностью качения в
зоне действия нагрузки. Эти напряжения обуславливают образование трещин, которые
постепенно распространяются к поверхности. Когда по таким трещинам перекатываются
тела качения, происходит отделение частиц материала. Такой процесс, который называют
образованием усталостных раковин, со временем прогрессирует до тех пор, пока
подшипник становится непригодным для работы (см. рис. 1 - 4).

Долговечностью подшипника качения называют число оборотов, которое он

совершит прежде, чем станут заметными первые признаки усталостного разрушения на
дорожках и телах качения. Это не означает, что после этого подшипник не может
продолжать работу. Усталостное выкрашивание распространяется медленно и
обнаруживает себя возрастанием шума и вибраций. Поэтому, как правило, остаётся
достаточно времени для подготовки замены подшипника.

Читайте также: