Дефекты и износ подшипников

Подшипники относятся к отказоустойчивым и высоконадёжным деталям, но в процессе эксплуатации возможен их износ и поломки. Повреждения подшипников могут проявляться по-разному в зависимости от их типа и условий эксплуатации. Важно своевременно распознать признаки износа, чтобы предотвратить поломку оборудования. Рассмотрим основные признаки, которые свидетельствуют о необходимости замены подшипников.

Признаки неисправности подшипников

Посторонние шумы

Одним из первых признаков износа подшипника являются посторонние звуки:

• скрипы;
• шуршание;
• гул;
• стуки или скрежет.

Это может происходить из-за механических повреждений, загрязнений или недостаточного количества смазки. При разрушении дорожек качения или тел качения возникают удары и скрежет, которые хорошо различаются даже на низких оборотах. Посторонние шумы также могут быть вызваны попаданием частиц пыли, грязи или металлической стружки внутрь подшипника. Наличие инородных тел усиливает трение между его элементами качения, что и вызывает нехарактерные шумы.

Нагревание

Повышенная температура подшипника – ещё один важный признак наличия повреждений. Это может быть связано с чрезмерным трением из-за недостаточной смазки, износа рабочих поверхностей или неправильной установки. В результате этого подшипник перегревается, что приводит к ускоренному износу его конструкционных элементов или заклиниванию в процессе работы. Регулярный контроль температуры корпуса подшипника помогает своевременно выявить проблему. Если подшипник нагревается выше нормы, это может говорить о необходимости его замены или обновления смазки (актуально для обслуживаемых подшипников).

Люфт

Люфт – это излишнее осевое или радиальное смещение подшипника, закреплённого на валу. Он возникает из-за износа тел качения или их дорожек, в результате чего ослабляется контакт между элементами подшипника. Люфт может привести к нарушению соосности деталей, ухудшению работы механизмов и усилению износа. В результате этого оборудование может работать нестабильно, что особенно заметно при выполнении работ с высоким уровнем точности. Выявить наличие люфта легко вручную, для этого достаточно приложить небольшое усилие к валу и проверить его на предмет излишней подвижности.

Биение

Биение подшипника – это ещё один характерный фактор, указывающий на то, что деталь имеет износ. Проявляется он в виде неравномерного вращения вала с отклонениями от осевой линии. Это явление может быть вызвано как неправильной установкой подшипника, так и его износом. Биение легко заметить визуально при работе на высоких оборотах. Если подшипник повреждён или изношен, вал будет вращаться с небольшим угловым отклонением, что приводит к увеличению нагрузки на другие элементы оборудования.

Вибрация

Увеличение вибрации во время работы также указывает на возможный износ подшипника. Вибрации возникают при наличии трещин, сколов или повреждений тел качения либо обойм. На начальной стадии они могут быть почти незаметны, но со временем усиливаются. Вибрация распространяется по всей конструкции оборудования, вызывая повышенное изнашивание других элементов. Появление вибраций – это важный сигнал для проведения диагностики и замены подшипника.

Поворот в одну или другую сторону

Если подшипник изношен, могут возникнуть проблемы с равномерностью его вращения. Он может с трудом поворачиваться в одну сторону или, наоборот, свободнее в противоположную. Это связано с неравномерным износом поверхностей, что вызывает увеличение трения по одной из зон. Этот признак может проявляться при повороте вручную или в режиме работы на низких оборотах. Он часто сопровождается другими факторами, такими как шумы и люфт.

Виды износа и причины возникновения

Рассмотрим типовые повреждения подшипников, которые выявляются во время их дефектовки, а также причины, которые приводят к такого рода дефектам.

Отслаивание

Отслаивание чаще всего встречается на внутреннем кольце сферического роликоподшипника и проявляется в виде повреждений одной из дорожек качения. Впоследствии дефект постепенно распространяется по всей окружности. Изначально он может быть практически незаметен, но по мере эксплуатации подшипника быстро прогрессирует, что приводит к серьёзным повреждениям. Основной причиной отслаивания является чрезмерная осевая нагрузка, превышающая допустимые нормы для конкретного типа подшипника. Для предотвращения дальнейшего разрушения рекомендуется пересмотреть режимы эксплуатации техники, а также убедиться, что подшипник используется корректно в соответствии с его рабочими характеристиками.

Задиры

Задиры представляют собой дефект, который чаще всего локализуется на торцевой поверхности тел качения двухрядного цилиндрического роликоподшипника. Они образуются в результате аккумуляции незначительных повреждений, возникающих из-за недостаточного количества смазки и чрезмерной осевой нагрузки. На начальном этапе задиры могут быть малозаметны, но с течением времени их количество на поверхности увеличивается, что в конечном итоге приводит к заметным повреждениям. Важно учитывать, что шероховатости могут появляться на рёбрах или концах роликов ещё до того, как они будут видны на поверхности качения. Для предотвращения такого рода повреждений необходимо улучшить условия смазки, а также проверить соответствуют ли режимы нагрузки параметрам подшипника. Это позволит обеспечить более равномерное распределение смазки и снизить вероятность образования задиров.

Размывание поверхности (полосы)

Размывание поверхности, также известное как появление полос, локализуется на наружном кольце цилиндрического роликоподшипника. Этот дефект проявляется в виде размывов по всей окружности дорожек качения. Причиной его возникновения зачастую является неравномерное распределение радиальных нагрузок, что приводит к проскальзыванию роликов. Это вызывает незначительные заклинивания тел качения, что приводит к скольжению и разрыву масляной плёнки. Вследствие этого и происходит повреждение. Чтобы исключить размывание поверхности, следует выполнить контроль зазоров подшипника, улучшить эффективность смазывания и контролировать режимы нагрузки.

Разломы и трещины

Разломы и трещины чаще всего локализуются на внутреннем кольце конического роликоподшипника в виде микротрещин. Эти повреждения возникают в результате больших ударных нагрузок, которые бывают во время монтажа подшипников. Неправильная осевая нагрузка или чрезмерная сила, прикладываемая к ребру корпуса во время сборки или разборки, также способствует образованию трещин. Сильные разломы могут полностью вывести подшипник из строя, исключая возможность его дальнейшей эксплуатации. Для предотвращения подобных дефектов необходимо контролировать ударные нагрузки, прикладываемые в процессе монтажа.

Трещины

Трещины часто локализуются на внутреннем кольце сферического роликоподшипника и проявляются в виде осевого растрескивания на поверхности дорожки качения. Основной причиной данного дефекта является сильное давление при посадке внутреннего кольца подшипника на вал. Это приводит к повышенным внутренним напряжениям, которые могут вызвать образование трещин. Важно своевременно выявлять такие повреждения, поскольку они могут значительно ухудшить работоспособность подшипника и привести к его поломке.

Повреждение сепаратора

Такого рода дефекты чаще всего характерны для сепараторов радиально-упорных шарикоподшипников. Они проявляются в виде разломов стенок сепаратора. Поломки возникают в результате неправильного распределения нагрузок на сепаратор, что может быть вызвано смещением во время монтажа между внутренним и наружным кольцами. Чтобы исключить такие повреждения, следует внимательно следить за правильностью монтажных работ – это позволит избежать перегрузок сепаратора в процессе эксплуатации подшипников.

Вмятины

Вмятины обычно локализуются на внутреннем кольце конического роликоподшипника и проявляются в виде небольших и больших углублений и зазубрин на всей поверхности дорожки качения. Эти повреждения часто возникают из-за попадания инородных включений и грязи на поверхность подшипника, что приводит к нарушению нормального контакта между роликами и дорожкой качения. Вмятины могут существенно ухудшить работоспособность подшипника, вызывая вибрации и повышенный износ. Для предотвращения такого рода дефектов необходимо улучшить уплотнение подшипника и обеспечить нормальное смазывание тел качения.

Точечная коррозия

Точечная коррозия чаще всего локализуется на телах качения шариковых подшипников. Она проявляется в виде маленьких точечных повреждений на их поверхности. Эти дефекты возникают в результате попадания инородных частиц в смазку, что приводит к ухудшению её качества и способности защищать контактирующие поверхности. Точечная коррозия может существенно снизить срок службы детали и ухудшить её функциональные характеристики. Для предотвращения такого рода коррозии необходимо улучшить уплотнения подшипника, а также следить за качеством используемой смазки.

Ложное бринеллирование (выбоины)

Ложное бринеллирование, или выбоины, чаще всего локализуется на внутреннем кольце радиального шарикоподшипника и проявляется в виде характерных углублений на дорожке качения. Эти дефекты возникают в результате вибраций от внешнего источника при стационарном положении подшипника. Кроме этого, образованию ложного бринеллирования способствует тяжёлая ударная нагрузка, приложенная к подшипнику. Этот дефект негативно влияет на контакт шариков с дорожками качения, увеличивая истирание и ускоряя износ.

Проскальзывание

Проскальзывание – это дефект подшипников, который возникает на его внутреннем кольце. В результате проскальзывания пригнанная поверхность становится блестящей или дымчатой, с возможными проявлениями задиров. Это может существенно повлиять на работоспособность подшипника, снижая его надёжность. Для предотвращения проскальзывания важно проверить натяг и предотвратить проворот подшипников.

Заедание

Заедание – это серьёзный дефект, возникающий на внутреннем кольце сферического роликоподшипника, который проявляется в изменении цвета и плавлении дорожки качения. При этом частички износа сепаратора могут налипать на дорожку качения, что приводит к ухудшению её работоспособности. Основной причиной заедания является недостаточное количество смазки, которое не может обеспечить нормальную защиту между контактирующими поверхностями. В результате появляется сильное трение, что приводит к перегреву и повреждению материала. Чтобы предотвратить заедание, необходимо тщательно проверять качество используемой смазки, а также контролировать эффективность смазывания контактирующих поверхностей.

Электрическая коррозия

Электрокоррозия – это дефект, который может возникнуть на внутреннем кольце конического роликоподшипника, проявляющийся в виде полосатого рисунка коррозии на поверхности дорожки качения. Он возникает из-за разности электрических потенциалов между внутренним и наружным кольцами, когда электрический ток проходит через подшипник во время его эксплуатации. В результате этого процесса область контакта между кольцами и телом качения подвергается дуговому разряду, который расплавляет масляную плёнку, создавая на поверхности складки в виде желобков.

Причины возникновения дефектов подшипников

Дефекты подшипников могут возникать по нескольким причинам, которые в значительной мере влияют на их производительность и срок службы:

• Ошибки при монтаже приводят к повреждениям и снижению эффективности работы подшипника.
• Недостаточное количество или неправильный тип смазки увеличивает трение и износ, что приводит к преждевременному выходу из строя деталей.
• Превышение допустимых нагрузок может вызвать повреждение подшипников и их элементов.
• Попадание влаги и агрессивных веществ приводит к коррозии металлических поверхностей.
• Инородные частицы могут вызывать абразивный износ и повреждение поверхностей подшипников.
• Внешние или внутренние вибрации приводят к усталости материала и другим повреждениям.
• Частое несоблюдение величины рабочих нагрузок, со временем, может вызывать микродефекты в структуре материала.

Заключение

Своевременное выявление и устранение причин возникновения дефектов подшипников имеет решающее значение для повышения надёжности и долговечности оборудования. Правильный монтаж, использование соответствующей смазки, соблюдение условий эксплуатации помогут минимизировать риски возникновения повреждений, что в конечном итоге сэкономит время и средства на ремонт и замену подшипников.