45 дефектов подшипников и как их устранить

У любого устройства есть свой рабочий ресурс и подшипники - не исключение. Какие неисправности возникают и как исправить поломку - далее в статье.

1. Разрушения поверхности, связанные с усталостью материала, вызываются неподходящей смазкой, недостаточной её вязкостью или нарушением целостности смазочной плёнки. Вначале образуются подповерхностные микротрещины, поверхность дорожки начинает растрескиваться и отслаиваться. При накоплении усталости материала дорожки ее поверхность становится шероховатой, подшипник начинает шуметь и нагреваться больше нормы. Усталость материала накапливается в условиях постоянных перегрузок или при плохой обработке подшипника или его загрязнении. Чтобы избежать или замедления такого рода повреждения, подшипник должен быть чистым и своевременно и достаточно смазан.
2. Замедление вращения связано с попаданием грязи, песка и других абразивных веществ и мелких предметов. Если не очистить подшипник, то он может выйти из строя раньше своего ресурса.
3. Шум при работе вызван износом тел или дорожек качения, трещинами в корпусе, перегревом, нехваткой смазки. Шум появляется, если тела качения двигаются неправильно, бьются о стенки дорожек, дребезжат и подскакивают. Часто причиной появления шума является загрязнение. Оно происходит из-за плохой фильтрации масла от частиц и примесей. Следует обращать внимание на правильность установки – шайбы могут повреждаться во время монтажа. Это полностью лишает подшипник защиты, а польза от наличия уплотнения сводится к нулю. Чтоб устранить шум, разберите агрегат и замените подшипник.
4. Выкрашивание поверхности - тоже следствие усталости материала. Но в отличие от разрушения поверхности, выкрашивание означает большую степень повреждения подшипника и сигнализирует об исчерпание ресурса усталости. Когда подповерхностные трещины достигают поверхности, появляется глубокое расслоение. Преждевременное и глубокое растрескивание может быть следствием плохой посадки вала, искривлений корпуса и ошибок при установке. Поэтому, важно правильно установить подшипник.
5. Абразивный износ вызывается мелкой абразивной пылью, попадающей в подшипник при установке, сквозь недостаточные уплотнения или с грязной смазкой. Для профилактики или замедления абразивного износа подшипника, при монтаже следует протирать каждый элемент перед смазкой чистой тканью, а также содержать в чистоте рабочие поверхности. Загрязнение после установки подшипника предотвращают качественные или промываемые уплотнения, а также чистые качественные смазочные материалы.
6. Атмосферная коррозия вызывается влагой, попадаюшей в подшипник из атмосферы. Оказавшись внутри, влажный воздух конденсируется, нарушая целостность смазочной пленки в местах контакта тел и дорожек качения. Использование качественного уплотнения, герметичного корпуса и эффективной водостойкой смазки предотвращает возникновение атмосферной коррозии. При каждой продолжительной остановке механизма подшипник следует заполнять смазкой.
7. Фреттинг возникает на посадочных поверхностях подшипника на валу и прочих соприкасающихся поверхностях. Образующиеся в результате износа частицы имеют чёрный цвет в воздушной среде и красный в его отсутствие. Фреттинг-коррозия ведет к ослаблению посадки внутреннего кольца на валу, или наоборот, его заклиниванию. В последнем случае подшипник будет невозможно снять, возможно разламывание кольца. Чтоб избежать этого повреждения, необходимо следовать рекомендациям производителя относительно допусков и следить, чтобы все элементы были подогнаны оптимально.
8. Бринеллирование - образование вмятин на поверхностях подшипников. Его подразделяют на истинное и ложное. Истинный бринеллинг – это одна из распространённых причин поломки подшипника. Наиболее подвержены возникновению истинного бринеллинга самоустанавливающиеся шариковые подшипники. Возникает он из-за превышения допустимого уровня упругости кольца или материала, из которого изготовлен подшипник. Внешне ложный бринеллинг довольно тяжело отличить от истинного. Если истинный появляется вследствие повышенной вибрации, например во время транспортировки, то ложный – чрезмерной нагрузки. Ложный бринеллинг опасен тем, что вызывает глубокие углубления.
9. Повреждения электротоком, или точечный питтинг в результате электрического сваривания, возникает регулярно на поверхностях элементов качения и на дорожке качения. Дефект образуется при прохождении через подшипник электрического тока. Чаще всего повреждения электротоком вызывает статическое электричество, создаваемое ремнями транспортера и токами сварочных аппаратов. Для предупреждения таких повреждений сварочное оборудование следует заземлять, а транспортеры снабжать заземляющими лентами.
10. Адгезивный износ образуется в результате перемещения металла с одной поверхности на другую, например из-за проскальзывания вследствие перегрузки или недостаточной смазки узла. На торцах цилиндрических роликов адгезия возникает из-за повышенной осевой нагрузки на подшипник или неправильной сборки.
11. Выбоины поверхности, как и бринеллирование, это результат пластических деформаций. Возникает дефект при повреждении поверхности - царапин, истирания посторонними частицами, являющимися продуктами износа или попавшими в подшипник во время работе. При вращении тела качения захватывают эти частицы, которые оставляют на дорожке качения случайные насечки. Вокруг этих насечек возникает концентрация напряжений и разрыв масляной плёнки, из-за чего происходит выкрашивание металла и образование выбоин. Применение надёжных уплотнений и частая смазка, вымывающая посторонние частицы, уменьшают вероятность появления выбоин.
12. Повреждения при сборке носят механический характер и появляются вследствие малого опыта сборщика или нарушения технологического процесса.
13. Перегрев происходит из-за загрязнённости, недостатка смазки, трения наружного кольца о вращающийся вал, излишнего обжима наружного кольца при установке в корпус, запредельно большой частоты вращения вала. Иногда перегрев подшипника вызывается внешним источником, например термической печью. Зачастую этот вид повреждений связан с полным отказом подшипника. Перегрев подшипника влечёт температурные деформации колец и элементов качения, ухудшает прочность материала и ускоряет процесс деградации смазки.
14. Несоосность колец влечёт за собой повышенные осевые нагрузки, вызывающие усталостное разрушение и сильные сколы поверхности. Кроме того, несоосность колец может вызвать фреттинг-коррозию и выкрашивание.
15. Разрушение из-за дисбаланса случается, когда ротор с нарушенной балансировкой оказывает повышенную вибрационную нагрузку на подшипник. Для предотвращения такого разрушения требуется балансировка отдельных частей ротора с высокой точностью.
16. Раскалывание, раздробление деталей случается из-за значительной перегрузки подшипника. Повреждаются как отдельные детали, так и вся конструкция.
17. Повреждение сепаратора является следствием появлениея трещин, что ведёт быстрый выход из строя подшипника. Самая частая причина повреждения сепаратора - его изгиб, когда шарики движутся взаимно-пересекающимся путям из-за несоосности. Иногда основанием повреждения сепаратора становится неправильная сборка, загрязнение или недостаточного смазывания подшипника.
18. Некачественные уплотнения способствуют поступлению примесей и вытеканию смазок. Выбирая уплотнения, следует учесть максимальные температуры, скорость работы узла, тип смазочных материалов, физическое пространство, стоимость. Существует несколько видов уплотнений:

- контактные - резиновая деталь (изготовленная обычно из бутадиен-нитрильного каучука FKM и нитрила EPDM), соединённую со стальной вставкой. Уплотнение осуществляет непрерывное давление на внутреннее кольцо подшипника, при котором происходит прямой контакт с вращающимся внутренним кольцом. Контактные уплотнения защищают от попадания пыли, грязи и влаги внутренние части подшипника. Они отлично справляются с герметизацией смазки.

- бесконтактные также соединяются со стальной вставкой, крепятся к внешнему кольцу но не оказывают давления на внутреннее кольцо подшипника. Хотя бесконтактные уплотнения и не соприкасаются с внутренним кольца, они имеют прилегающую к нему тонкую кромку. Такая конструкция обеспечивает защиту от загрязнений и утечек, хотя и не столь надежную, как контактное уплотнение. При этом отсутствие контакта с внутренней частью подшипника означает меньшее трение. Это предотвращает перегрев и некоторые другие возможные проблемы.

- лабиринтные сочетают элементы контактного и бесконтактного уплотнений. Функция таких уплотнений состоит в том, чтобы затруднить прохождение загрязнениям и влаги. Лабиринтные уплотнения состоят из двух частей, одна остаётся неподвижной, а другая вращается вместе с системой. Части сцепляются, образуют тонкий, рифлёный путь, чем помогают избегать попадания загрязнений в подшипник. Сложность конструкции лабиринтного уплотнения гарантирует его отличные герметизирующие свойства. Уплотнения защищают от загрязнений и предотвращает утечку, позволяя при этом избежать дополнительного трения.

19. Неправильный монтаж, в результате которого образуется слишком малый рабочий зазор. Приступая к монтажу, следует удостовериться в чистоте корпусов, валов, уплотнений и других деталей. Необходимо проверить точность размеров и формы всех деталей подшипникового узла. Контроль диаметра цилиндрических валов и посадочных поверхностей корпусов производятся в двух поперечных сечениях и в четырёх направлениях.

20. Растрескивание и пластические деформации деталей подшипника. Виновниками деформации подшипника могут быть несколько факторов: перегрузка из-за ударных или статических нагрузок, появление вмятин из-за попадания грязи, неправильный монтаж. Для предотвращения нагрузок, ещё на этапе проектирования подшипника необходимо просчитать все возможные ситуации, связанные с нагрузкой на подшипник. Данный анализ обеспечивает безопасность при статической нагрузке по отношению к максимальной нагрузке.

21. Смещение материала подшипника на вал. Главным методом фиксации подшипников на валу является затяжка внутренней обоймы подшипников стопорной гайкой. Одновременно противоположная сторона подшипника должна упираться в заплечики или буртик на валу, в промежуточную втулку или в насадную деталь, которая в свою очередь, опирается на заплечики или буртик. Такое крепление обеспечивает точную осевую фиксацию подшипника, страхует от проворота внутреннего кольца на валу, а также позволяет монтировать подшипник на вал с небольшим натягом без риска смятия и разбивания посадочной поверхности вала. При правильном монтаже такой проблемы не будет.

22. Неправильный подвод смазки к подшипнику. Смазка подшипников – важная составляющая их работы. Смазка смягчает ударные нагрузки во время эксплуатации, защищает от коррозии. Для этого важно правильно нанести смазку. Наносят её при помощи шприца или резервуара для смазки. После нанесения смазки уплотнительные шайбы нужно прижать обратно к подшипнику большими пальцами, прилагая небольшое усилие.

23. Неправильный выбор масла или его недостаток при запуске подшипникового узла ведет к изнашиванию покрытия. Для увеличения износоустойчивости подшипников масло должно быть вязким.

24. Ошибки конструкции подшипникового узла. Главным методом фиксации подшипников на валу является затяжка внутренней обоймы подшипников стопорной гайкой. Одновременно противоположная сторона подшипника должна упираться в заплечики или буртик на валу, в промежуточную втулку или в насадную деталь, в свою очередь, опирающуюся на заплечики или буртик. Такое крепление обеспечивает точную осевую фиксацию подшипника, надежно страхует от проворота внутреннего кольца на валу, позволяет устанавливать подшипник на вал с небольшим натягом без опасности смятия и разбивания посадочной поверхности вала.

25. Белые трещины травления. Области белого травления формируются при аморфизации поверхностей трещин из-за трения при перекатывании тел качения. Они выглядят белыми под оптическим микроскопом. Это происходит при контактной (микропластическая деформация) и ускоренной (преждевременное выкрашивание) усталости. Подобные трещины образуются из-за повышенных нагрузок. Следует или заменить подшипник или снизить нагрузки.

26. Неправильный подвод смазочного масла Обычно масло поступает в подшипник через отверстие в вале или корпусе. При необходимости увеличить подачу масла его вводят через кольцевые канавки. Этот же метод используются при переменной по направлению нагрузке. Правильный ввод масла в подшипник производится в его ненагруженную область.

27. Увеличенные кромочные нагрузки. В рациональной конструкции удельная нагрузка на подшипники примерно одинакова. Для уменьшения кромочных давлений на торцах рабочих поверхностей подшипников делают галтели или фаски.

28. Неверная геометрия несущих поверхностей. Неправильная установка может повлечь выход подшипника из строя, спровоцировать дисбаланс, несоосность, неравномерное распределение нагрузки. Даже незначительного смещения достаточно, чтобы вызвать огромный рост вибрации и температуры в подшипнике. Это неизбежно приведёт к сильному износу поверхностей и тел качения.

29. Игнорирование показателей допуска. Допуск - это нижние и верхние пределы отклонений размеров от номинальных конструктивных. Отклонение от допуска может вывести из строя подшипник.

30. Неуравновешенность ротора и бой вала вызывают высокие вибрации машины. Чтобы устранить проблему:

- проверьте биение вала и при обнаружении кривизны замените его;

- проверьте зазоры в подшипнике и при сильном износе замените его;

- проверьте соосность и при необходимости проведите центровку.

31. Разрушение наружного кольца по окружности. В большинстве случаев трещина распространяется по окружности достаточно равномерно. Часто возникают несколько обломков. Такие изломы при осевой нагрузке смещены немного в сторону от центра дорожки качения. Зачастую это происходит из-за усталостных повреждений. Следы на образующей (внешней) поверхности наружного кольца показывают неравномерность контакта. Для решения проблемы необходимо улучшить условия посадки колец подшипника и своевременно заменять изделие.

32. Перекос. У шарикоподшипника след качения на невращающемся кольце направлен не параллельно дорожке качения. Основные причины – прогиб вала и несоосность половин корпуса или двух корпусов. Чтобы избежать перекоса, следует правильно устанавливать подшипник, соблюдая чистоту при монтаже.

33. Следы проскальзывания возникают при слишком малой нагрузке и неудовлетворительном смазывании подшипника. Поэтому следует использовать подшипники подходящей грузоподъёмности и регулярно смазывать их.

34. Посадки с чрезмерным натягом. Чрезмерное нагружение тел качения происходит вследствие совокупного уменьшения радиального зазора из-за натяга посадки кольца (колец) и воздействия рабочей температуры. Продолжительная эксплуатация в таких условиях приведёт к быстрому износу и усталостному разрушению.

35. Осевые трещины. Кольцо в осевой плоскости полностью или частично разорвано. Кромки разрыва слегка закруглены, из-за того, что разрыв произошёл при эксплуатации и происходило перекатывание через участок с разрывом. Если боковые края разрыва – острые, разрыв возник при демонтаже. При продолжительной эксплуатации с разрывом кромки могут местами отломиться. Устранить неисправность можно, повысив качество смазывания (применение присадок, увеличение количества масла), предотвратив повреждения дорожки качения. Важно выбрать правильную посадку.

36. Рифление происходит при продолжительном воздействии постоянного или переменного тока – повреждение вызывает даже слабый ток. Чтобы предотвратить рифление, важно не допустить прохождения электрического тока через подшипник посредством заземления или изоляции. Как вариант – использование токоизолирующего подшипника.

37. Излом бортов происходит из-за недопустимо высоких нагрузок, недостаточной поддержки бортов, ударных осевых нагрузок, повреждений при демонтаже. Чтоб не допустить данного дефекта, важно обеспечить нагрузку в допустимых пределах и соблюдать правила монтажа.

38. Деформация вала и корпуса подшипника в большинстве случаев связана с местным перегревом подшипников. Не все деформированные валы можно править. Вал, особенно чугунный, на котором обнаружены трещины, скорее всего при правке сломается. Такие валы вообще не следует ремонтировать – велика вероятность его поломки в эксплуатации после ремонта. Не следует править валы, которые ранее ремонтировались, особенно если на них обнаружены большие несоосности опорных и вспомогательных поверхностей. В таком случае будут неизвестны базовые поверхности для правки, то есть невозможно определить, где была ранее ось вращения нового вала. При появлении подобного дефекта вал следует заменить.

39. Охлаждение механизма обычной водой. Данный процесс вымывает смазку и увеличивает нагрев подшипника. Для охлаждения лучше увеличить поток смазки и уровень масла, а также обеспечить обдув воздуха.

40. Кавитационные пузырьки. Кавитация - это возникновение и развитие в жидкости паро- или газовоздушных пузырьков. В подшипнике скольжения насыщение слоя смазки очагами кавитации происходит из-за особенностей течения масла в зазоре подшипника. Подобный процесс приводит к следующему:

- появление в жидкости зон неустойчивого течения;

- попадания в масло воды и создания газоводомасляных эмульсий;

- появление разрежений в потоке масла при обтекании им различных препятствий;

- захватывания воздуха и пузырьков масла извне в процессе вращения вала.

Подшипники скольжения двигателей внутреннего сгорания имеют некоторые особенности, благодаря которым возникает кавитационное течение жидкости:

- наличие сложной формы маслораспределительных канавок и отверстий;

Подшипники скольжения двигателей внутреннего сгорания имеют некоторые особенности, благодаря которым возникает кавитационное течение жидкости:

41. Виброудары. Основные причины возникновения вибрации подшипников и выхода из строя механизмов – это расцентровка (несоосность), разбалансировка, «мягкая лапа» (появление зазора под опорой), изгиб валов, ослабление креплений, дефекты подшипников, а также дефекты механических передач.

На корпус подшипника монтируют датчики, которые осуществляют непрерывный мониторинг уровня вибраций. Если заданный порог превышен, датчики подадут световой сигнал либо отправят сообщение об этом по беспроводной сети в систему мониторинга.

Данные приборы точно измеряют уровень вибрации подшипников качения. Их использование не требует больших расходов на техническое обслуживание, зато предотвращает аварии, выход из строя и простой оборудования.

42. Ошибка в сборке, например неправильно установленное наружное кольцо. При сборке подшипника ролики оставили вмятины на дорожках качения.

43. Окислившееся масло или плохая фильтрация. Неудовлетворительно отфильтрованное масло содержит продукты окисления и примеси, которые разрушают материал подшипника.

44. Изношенная или недостаточная плоскость основания. Продолжительное использование такой детали приводит к изменению посадочной поверхности, её отклонению от требуемой круглой формы.

45. Заедание или заклинивание подшипника является серьёзным нарушением в работоспособности всего механизма. Вырванные частички изделия перемещаются в другие части системы, где способствуют возникновению микроприпаиванию. В начальной и средней стадии повреждение выглядит как коричневый след на месте перегрева. В запущенной форме процесс затрагивает сепаратор и тела качения, деформирует их и полностью ломает подшипник.

Подшипники крупных размеров от 420 мм, роликовые опорные подшипники и опорные поворотные подшипники можно восстановить. Процесс восстановления подшипников включает ряд стадий:

- оцените поломку и уровень повреждений, изучите инструкцию и конструкцию оборудования и только после этого начинайте подбор метода восстановления;

- установите объём затрат, для проведения восстановления. Вам поможет расширенный анализ состояния оборудования, в том числе и визуальный осмотр изделий.

- измерьте зазор и толщину стенок, сопоставьте со стандартом. Если визуально или при помощи измерений оценить уровень повреждений невозможно, проведите физическое испытание на малых скоростях и при малых нагрузках.

Профессиональное восстановление проводится специалистами, которые механически обрабатывают поверхности изделия, заменяют тела качения и другие детали. Такие манипуляции увеличивают ресурс подшипника. Обычно на восстановление уходит от нескольких часов до нескольких дней в зависимости от уровня повреждений. Испытания и контроль качества помогает избежать брака и гарантирует качественное восстановление. Система отслеживания качества автоматизирована, а каждому изделию присваивается идентификационный номер, который помогает отслеживать жизненный цикл каждого подшипника и соблюдать гарантии производителя.

Процесс восстановления менее энергозатратный и более бюджетный, чем производство или покупка нового подшипника. Затраты на производство примерно на 90% больше, чем на восстановление – весомый аргумент в пользу исправления. Поломка подшипника может стать причиной долговременного простоя и потери крупных сумм денег. Эксплуатационные расходы тоже сильно подскакивают в случае износа изделия.

Оставить заявку или получить обратную связь вы можете написав нам на info@industriation.ru или позвонив по бесплатному номеру 8 800 550-72-52. Специалисты отдела продаж подберут оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.