Безотказность подшипниковых узлов механического оборудования достаточно высока. Правильно смонтированный подшипник, работающий в пределах расчетных нагрузок, может работать 10-20 лет. Часто это превышает срок службы оборудования. Однако неправильный монтаж, недостаточная защита от попадания влаги и пыли, несоблюдение режимов и условий эксплуатации, особенно смазывания, и ряд других причин приводят к преждевременному разрушению деталей подшипника. Период между заменами в этом случае сокращается до 1-6 месяцев. В процессе эксплуатации подшипники подвергаются комплексному воздействию ряда факторов. Как правило, один из них является доминирующим, обуславливающим максимальную скорость развития повреждений отдельно взятого подшипника. Определив причину разрушения и износа деталей подшипника, специалисты ремонтной службы получают возможность правильно выбрать вид ремонтного воздействия и осуществить мероприятия, повышающие срок службы подшипникового узла и соответственно оборудования в целом.
Далее приведены результаты систематизации и классификации повреждений деталей подшипников качения с указанием причин повреждений и мер по предотвращению ускоренного износа или поломки их деталей.
1. Первый уровень классификации повреждений
Внешние признаки повреждения деталей подшипников качения всегда оставляют характерные следы, по которым можно определить причину их повреждения. Осмотр деталей подшипника после поломки базируется, в основном, на визуальном осмотре . По следам повреждений определяется виды износа и нагружения, характер контакта сопрягаемых поверхностей (элементов) деталей подшипника .
Первым уровнем классификации повреждений подшипников являются виды механического износа. Современные представления о процессах механического изнашивания базируются на исследованиях Б. И. Костецкого , достаточно полно сформулированные в работах . Согласно данным работам возможны следующие виды механического износа: адгезионный (схватывание I-го и II-го рода), окислительный, осповидный, абразивный.
Подробнее про механический износ подшипников рассказываем в этой статье.
2. Второй уровень классификации повреждений
Второй уровень классификации повреждений подшипников качения необходим для определения сил, действующих на них:
- радиальной силы, приложенной в одной точке от веса оборудования или от технологической нагрузки, постоянной по направлению (местное нагружение);
- радиальной силы, приложенной в двух точках, деформирующей внешнее кольцо подшипника, возникающей в результате отклонений формы посадочного места подшипника;
- радиальной силы, приложенной в одной точке, совершающей периодическое колебательное движение в ограниченном секторе;
- радиальной силы, вращающейся вместе с валом, возникающей при неуравновешенности ротора, при изгибе вала (циркуляционное нагружение);
- осевой силе, действующей в продольном направлении на все тела качения, в результате изгиба вала, несоосности валов, воздействия продольной технологической нагрузки.
Воздействие указанных сил приводит к появлению на беговых дорожках подшипника характерных повреждений. Следы действия радиальной силы, приложенной в одной точке, постоянной по направлению, при вращающемся внутреннем и неподвижном внешнем кольце подшипника, проявляются в виде непрерывного следа на внутреннем кольце и местном изнашивании внешнего кольца.
3. Третий уровень классификации повреждений
Третий уровень классификации повреждений подшипников качения определяет характер взаимодействия контактирующих поверхностей. В подшипниковом узле имеются как неподвижные, так и подвижные контактирующие поверхности деталей подшипников. Осмотр подшипника качения проводится последовательно от его посадочной поверхности в корпусе механизма или подшипникового узла к посадочной поверхности внутреннего кольца на вал.
Подшипники в электродвигателях также подвержены воздействию токов, возникающих при работе с частотными преобразователями. Эти токи постепенно разрушают поверхности качения, вызывая появление характерных борозд, шум и вибрацию. Со временем двигатель теряет эффективность и требует внепланового ремонта. Установка заземляющих колец предотвращает такие повреждения, продлевает срок службы подшипников и снижает расходы на обслуживание оборудования.