علت خرابی بلبرینگ
این یک واقعیت است که بیرینگ ها به طور ناگهانی نمی شکنند. یک رویکرد ناظر و دقیق برای شناسایی علائم هشدار دهنده یک خرابی قریب الوقوع ، می تواند از خرابی ماشین آلات و خسارت های متعاقب جلوگیری کند. روغن های ضد گرد و غبار بر روی بیرینگ ها تا حدودی در مقابل خوردگی از آن ها محافظت می کنند. با این حال ، رطوبت نسبتا بالا و یا حتی تغییرات درجه حرارت قابل توجه در شب ، می تواند بیرینگ را در معرض رطوبت قرار دهد. استفاده معمولی از بیرینگ ها با موارد زیر همراه خواهد بود :
- لرزش جزیی
- سر و صدا در حین کار
- افزایش درجه حرارت در حین کار ( به مقدار کم )
- مصرف برق
- زوال روغن کاری به مرور زمان
افزایش ناگهانی سطح هر یک از این پارامترها نشانه قطعی از خرابی یا توقیف قریب الوقوع بیرینگ است. نادیده گرفتن هر یک از این خرابی ها می تواند منجر به مشکلات جدی شود. این موضوع حتی می تواند باعث خرابی تجهیزات اصلی شود و یا حتی منجر به آتش سوزی گردد. علت خرابی ها در سه دسته طبقه بندی می شود :
- خرابی ناشی از عوامل محیطی : سهل انگاری در نصب ، شرایط کاری کثیف ، روانکاری نامناسب ، بارگیری بیش از حد ، لرزش ، سرعت بیش از حد ، گرمای بیش از حد ، آلودگی
- خرابی ناشی از استفاده نادرست : انتخاب نادرست نوع بیرینگ و یا نصب نادرست
- خرابی ناشی از کیفیت بلبرینگ : یفیت پایین اجزای تشکیل دهنده ، ساختار یا ترکیبی فولادی ، خرابی ناشی از طراحی و تولید قسمت های داخلی ، قفسه و یا کیفیت آب بند
در ادامه عوامل محیطی که 90% منجر به خرابی بیرینگ می گردند را برایتان مشخص کرده ایم! خرابی ناشی از عدم استفاده صحیح و کیفیت پایین به ندرت رخ می دهد. علاوه بر این ، بررسی و تجزیه و تحلیل آنها به ابزار دقیق تحقیق و کنترل کیفیت نیاز دارد.
- خرابی ناشی از عوامل محیطی : سهل انگاری در نصب ، شرایط کاری کثیف ، روانکاری نامناسب ، بارگیری بیش از حد ، لرزش ، سرعت بیش از حد ، گرمای بیش از حد ، آلودگی
- خرابی ناشی از استفاده نادرست : انتخاب نادرست نوع بیرینگ و یا نصب نادرست
- خرابی ناشی از کیفیت بیرینگ ؛ کیفیت پایین اجزای تشکیل دهنده ، ساختار یا ترکیبی فولادی ، خرابی ناشی از طراحی و تولید قسمت های داخلی ، قفسه و یا کیفیت آب بند
در ادامه عوامل محیطی که 90% منجر به خرابی بیرینگ می گردند را برایتان مشخص کرده ایم! خرابی ناشی از عدم استفاده صحیح و کیفیت پایین به ندرت رخ می دهد. علاوه بر این ، بررسی و تجزیه و تحلیل آنها به ابزار دقیق تحقیق و کنترل کیفیت نیاز دارد.
حتما مطالعه کنید : راه های تشخیص بلبرینگ اصلی از تقلبی چیست ؟
علل محیطی و منشا خرابی بلبرینگ ها
خرابی بیرینگ ها به دلیل عوامل خارجی زیادی ممکن است رخ دهد که به طور کلی این علل را به چهار دسته می توان تقسیم کرد :
شرایط نصب
- ابزارها و روش های نامناسب نصب
- شرایط نصب کثیف
- بارهای شوک دهنده در حین نصب
- تولید نادرست قطعات
- احاطه بیرینگ ها با شفت و نشیمنگاه نامناسب ، عدم هم راستایی و غیره
شرایط عملیاتی
- بارگذاری بیش از حد
- ارتعاشات زیاد
- سرعت بیش از حد
- انحراف شفت
شرایط محیطی
- دمای محیط بیش از حد بالا یا بیش از حد پایین
- قوس الکتریکی
- آلودگی ناشی از آب ، خاک ، مواد شیمیایی ، تکه های پارچه و غیره
شرایط روانکاری
- روانکاری نادرست
- عرضه نامناسب روان کننده
- بازه زمانی طولانی روانکاری مجدد
نمودار زیر کاربر را در شناسایی علل احتمالی خرابی راهنمایی کرده و به مدیریت بهتر این خرابی ها کمک شایانی می کند.
تشخیص عللت خرابی بلبرینگ ها
دغدغه اصلی کاربران بیرینگ ها ، تشخیص اولیه علت خرابی بیرینگ قبل از از بین رفتن قطعات است. مراقبت های پیشگیرانه در اصل بهترین راه حل است ، اما در موارد خاص مقدار زمان صرف شده و هزینه های زیاد جهت دسترسی به بیرینگ ها می تواند عامل بازدارنده باشد. برای برخی کاربردها ( همچون صنعت هواپیما ، تهویه هوا و غیره ) مراقبت های پیشگیرانه یک ” ضرورت ” محسوب می شود.
هنگامی که یک رولبرینگ در حین کار دستگاه آسیب می بیند ، کل دستگاه یا تجهیزات ممکن است مسدود شده یا دچار نقص شوند. از آنجایی که بیرینگ هایی که به طور پیش از موعد یا به طور غیرمنتظره خراب می شوند مشکل ایجاد می کنند ، مهم است که بتوانیم خرابی را از قبل شناسایی و پیش بینی کنیم تا بتوان اقدامات پیشگیرانه را اتخاذ کرد. هنگامی که در حین چرخش گرمای بیش از حد ناگهانی رخ می دهد ، بلبرینگ تغییر رنگ می دهد. سپس حلقه‌های مسیر غلتش ، اجزای غلتنده و قفسه نرم و ذوب شده و با تجمع آسیب تغییر شکل می‌دهند. برخی از دلایل احتمالی این علت خرابی بلبرینگ ها به شرح زیر می باشد :
- روانکاری ضعیف
- بار بیش از حد ( پیش بارگذاری بیش از حد )
- سرعت چرخش بیش از حد
- فاصله داخلی بسیار کوچک
- ورود آب و کثیفی
- دقت ضعیف شفت و محفظه خمش بیش از حد شفت
در ادامه قصد داریم شما را با علت های خرابی بلبرینگ ها ، قسمت هایی که در معرض آسیب قرار می گیرند ، دلایل و نشانه های ناشی از گریپاژ را برایتان شرح دهیم. پس همچنان با پلارشاپ همراه باشید!
گریپاژ 1
- قسمت : حلقه داخلی رولبرینگ کروی
- علائم : مسیر غلتش تغییر رنگ داده و ذوب شده است. ذرات فرسوده از قفسه گرد شده و به مسیر غلتش متصل شده اند
- علت : روانکاری ناکافی
گریپاژ 2
- قسمت : غلطک های محدب آسیب دیده گریپاژ 1
- علائم : تغییر رنگ و ذوب شدن سطح غلتک ، چسبندگی ذرات فرسوده از قفسه
- علت : روانکاری ناکافی
گریپاژ 3
- قسمت : حلقه داخلی یک بلبرینگ تماس زاویه ای
- علائم : تغییر رنگ مسیر غلتش ، ذوب شدن در فواصل قرارگیری ساچمه
- علت : بارگذاری بیش از حد
گریپاژ 4
- قسمت : حلقه بیرونی آسیب دیده گریپاژ شماره 3
- علائم : تغییر رنگ مسیر غلتش ، ذوب شدن در فواصل قرارگیری ساچمه
- علت : بارگذاری بیش از حد
گریپاژ 5
- قسمت : ساچمه ها و قفسه آسیب دیده گریپاژ شمراه 3
- علائم : قفسه در اثر ذوب شدن آسیب می بیند ، ساچمه ها تغییر رنگ داده و ذوب می شوند
- علت : بارگذاری بیش از حد
انواع خرابی بلبرینگ ها ناشی از ساییدگی
فرسودگی عبارت است از زوال سطح به دلیل اصطکاک لغزشی در سطح مسیر غلتش ، اجزای غلتنده ، نماها و رولرها ، نمای شیاردار ، جیب های قفسه و غیره. دلایل احتمالی وقوع چنین خرابی در بیرینگ ها به شرح زیر می باشد :
- ورود آوار و کثیفی
- پیشرفت ناشی از زنگ زدگی و خوردگی الکتریکی
- روانکاری ضعیف
- لغزش به دلیل حرکت نامنظم اجزای غلتنده
برخی از رایج ترین اقدامات پیشگیرانه ای که می توانیم برای حل این مشکلات انجام دهیم عبارتند از :
- مکانیسم آب بندی را بهبود بخشید
- نشیمنگاه را تمیز کنید
- روغن روانکاری را به صورت کامل فیلتر کنید
- روش روانکاری و خود روانکاری را بررسی کنید
- جلوگیری از ناهماهنگی
علت خرابی بلبرینگ = فرسودگی 1
- قسمت : حلقه داخلی رولبرینگ استوانه ای
- علائم : بسیاری از گودال ها به دلیل خوردگی الکتریکی و ساییدگی موج شکل در سطح مسیر غلتش رخ می‌دهند
- علت : خوردگی الکتریکی
فرسودگی 2
- قسمت : حلقه خارجی رولبرینگ کروی
- علائم : فرسودگی بافت موج دار و محدب-مقعری شکل در سطح بارگذاری سطح مسیر غلتش
- علت : ورود زباله ها تحت ارتعاشات مکرر در حالت ساکن
فرسودگی 3
- قسمت : حلقه داخلی یک رولبرینگ مخروطی دو ردیفه
- علائم : ساییدگی گیج کننده مسیر غلتش و فرسودگی پله ای روی سطح دندانه دار
- علت : پیشرفت فرسودگی ناشی از بار بیش از حد در حالت ساکن
فرسودگی 4
- قسمت : فرسودگی رولر مخروطی ساییدگی شماره 3
- علائم : ساییدگی پلکانی روی صورت های انتهایی سر غلتکی
- علت : پیشرفت فرسودگی ناشی از بار بیش از حد در حالت ساکن
نشانه های خارجی علت خرابی بیرینگ ها
اگرچه ارزیابی میزان فرسودگی بیرینگ ها از طریق نشانه های خارجی کار دشواری است ، اما به عنوان یک قاعده کلی کاربران پس از تشخیص علائم بیرونی باید بتوانند عمر مفید یک بیرینگ را در نظر بگیرند.
حتما مطالعه کنید : کاربرد بلبرینگ ها
چرخش بیرینگ در شرایط عملیاتی ( در حال کار ) پارامترهای معمولی همچون دمای کار ، صدا و لرزش را به همراه دارد. سطح دقیق آن ها به عوامل مختلفی همچون بار ، سرعت ، روانکاری ، نوع بیرینگ و غیره بستگی دارد. بالا بودن غیر طبیعی ” پارامترهای نرمال ” یک هشدار برای خرابی احتمالی در نظر گرفته می شود.
انحراف از ” هنجارهای عملیاتی ” که در ” شرایط عملیاتی ” برای هر یک از موارد زیر ایجاد می شود ، نیاز به مراقبت های پیشگیرانه و یا حداقل یک بررسی نزدیک برای تشخیص علل خرابی دارد.
- لرزش = این مورد را می توان با استفاده از دست و یا تجهیزات الکترونیکی ( آنالیزگر فرکانس و نوسان ) تشخیص داد. هشدار اپراتور بدین معناست که باید دستگاه را متوقف کنید.
- صدا = برخی صداهای غیر طبیعی را ممکن است بلافاصله متوجه شوید ، همچون صدای فرورفتگی اجزای غلتک ناشی از نصب نامناسب. صدا نشان دهنده خرابی اولیه است و تفاوت در شدت و تناوب صدا نشان دهنده میزان خسارت است. خسارت ناشی از بارهای نامتعادل عموما غیر قابل شنیدن است ، زیرا فرکانس آنها با فرکانس مونتاژ چرخنده یکسان است.
- دما = افزایش دمای بیرینگ های در حال کار به دلیل افزایش دمای محیط رخ می دهد که بسته به نوع نصب متفاوت خواهد بود. هر گونه افزایش دمای فراتر از سطح طبیعی ، نشان دهنده شروع خرابی بیرینگ است.
- افزایش گشتاور چرخشی = حتی در هنگام نصب روی بیرینگ ها ، تمام سیستم های چرخشی یک گشتاور مقاومتی ایجاد می کنند. افزایش این گشتاور با افزایش احتمالی دما همراه است که نشان دهنده تغییر در عملکرد بیرینگ می باشد.
تفسیر نشانه های خارجی علت خرابی بیرینگ ها
لرزش
- لایه لایه شدن
- سطح ساییده شده ناشی از ذرات خارجی
- خوردگی ( زنگ زدگی )
- بارهای نامتوازن ناشی از سایش بیرینگ ها
- فاصله بیش از حد – به دلیل سفت بسته شدن حلقه
صدا
- فرورفتگی اجزای غلتک
- لایه لایه شدن
- درزگیری نادرست ( فرورفتگی ناشی از لرزش )
- ذرات خارجی
- خوردگی ( زنگ زدگی )
- از بین بردن فاصله داخلی ناشی از فشار وارده بیش از حد
- خرابی قفسه یا اجزای غلتک
افزایش دما
- روانکاری اضافی و یا عدم روانکاری
- حذف فاصله داخلی
- فشار بیش از حد ناشی از نصب نامناسب
- چرخش غیر طبیعی گشتاور
- کج شدن قفسه
- زوال روانکاری
- آسیب و یا جا به جایی آب بند
روش های کنترل پیشگیرانه
تناوب کنترل در اصل به قابلیت اطمینان قابل انتظار ، میزان استفاده از مواد و عوامل دیگری که مختص هر کاربر است ، بستگی دارد. کنترل های مبتنی بر طول عمر بیرینگ باید به صورت منظم انجام شود. کنترل خارجی بدین معناست که برخی ابزارهای کنترل که ارتعاشات غیرمعمول را تشخیص می دهند ، همچون ” متر صوتی ” ، در دسترس است. در هر صورت ، به منظور شناسایی واریانس باید به صورت تصادفی ” سطح مرجع ” را تعیین کنید.
شناسایی علت خرابی بلبرینگ ها
تشخیص خرابی همیشه آسان نیست ، با این حال مراحل زیر می تواند مفید باشد :
- حقایق قابل توجهی در مورد بیرینگ و اجزای اطراف آن را ثبت کنید
- تمام دلایل احتمالی خرابی را شناسایی کنید
- از میان دلایل مشخص شده ، فقط دلایلی را انتخاب کنید که با حداکثر پارامترهای عملکرد غیر طبیعی مطابقت دارند
قبل از شروع روند حذف این علت خرابی بیرینگ ، با دقت هر یک از موارد زیر را بررسی کنید :
- وجود خاک
- افزایش دما به دلیل از بین رفتن روان کننده
- سطح صدا
- سطح گشتاور
- تکامل خرابی بیرینگ
- جهت بیرینگ در حین مونتاژ
بعد از حذف هر یک از موارد زیر را قبل از پاکسازی بیرینگ بررسی کنید ، در غیر اینصورت تجزیه و تحلیل شرایط دشوار می گردد :
- شرایط قفسه و اجزای غلتک
- شست و شوی بیرینگ
- بررسی روان کننده ، آب بند و حفاظ فلزی
- بررسی موقعیت بیرینگ و محل نصب حلقه
- بررسی محل قرارگیری شفت و نشیمنگاه
- بررسی سطح نصب ( به عنوان مثال شفت و نشیمنگاه )
- بررسی وجود خاک و خوردگی
انواع علت خرابی بیرینگ ها :
بخش مهمی از تعمیر بلبرینگ ، تشخیص صحیح ریشه مشکل است. در ادامه متداول ترین علل آسیب دیدگی بلبرینگ های ضد اصطکاک از جمله طرح های استوانه ای و کروی و مخروطی و ساچمه ای را بررسی می کنیم تا شما را یک قدم به حل مشکلات نگهداری صحیح بیرینگ ها نزدیک تر کنیم. لایه ها ممکن است هم بر روی مسیر غلتش و هم بر روی اجزای غلتک وجود داشته باشند. آن ها ممکن است عمیق باشند ( تراشه های فرسوده ) و هم کم عمق! در هر دو مورد ، علل و علائم متفاوت است.
علت خرابی بیرینگ به دلیل سایش ، آلودگی ساینده
مواد خارجی ( مانند ماسه ، فلز ریز ) در بیرینگ ها می تواند باعث سایش بیش از حد شود. در بیرینگ های مخروطی ، انتهای غلتک و دنده مخروطی به میزان بیشتری نسبت به مسیرهای غلتش ساییده می شوند. این سایش باعث افزایش بازی انتهایی یا فاصله داخلی می شود که می تواند باعث کاهش طول عمر خستگی و ایجاد ناهماهنگی در یاتاقان شود.
ساییدگی ، سوراخ شدن و تورفتگی
ذرات سخت ( به عنوان مثال تراشه های فلزی ، خاک ) که از طریق بیرینگ می غلتند ممکن است باعث ایجاد حفره و کوبیده شدن در اجزای غلتنده و مسیرهای غلتش شوند. این ذرات می توانند در داخل روان کننده ، از طریق بلبرینگ حرکت کنند و در نهایت باعث تورفتگی سطوح شوند. فلز برجسته در اطراف فرورفتگی ها به عنوان بالابرنده تنش سطح عمل می کند و باعث پوسته شدن زودرس و کاهش طول عمر بیرینگ می شود.
علت خرابی بلبرینگ ها : کنده کاری
کنده کاری و یا خوردگی یکی از جدی ترین مشکلاتی است که بلبرینگ های ضد اصطکاک با آن مواجه می شوند. درجه بالایی از پرداخت سطح روی مسیر غلتش و اجزای غلتنده ، آنها را در معرض آسیب های خوردگی ناشی از رطوبت و آب قرار می دهد. کنده کاری اغلب از جمع آوری میعانات در محفظه یاتاقان ناشی از تغییرات دما ناشی می شود. رطوبت می تواند از طریق آب بندهای آسیب دیده ، فرسوده یا ناکافی وارد شود. شستن و خشک کردن نادرست بلبرینگ ها نیز می تواند صدمات قابل توجهی به بار آورد و یکی از علت های خرابی بلبرینگ ها محسوب می شود. هنگام آماده سازی بیرینگ ها برای نگهداری ، بلبرینگ ها را بشویید و خشک کنید و سپس آنها را با روغن یا مواد نگهدارنده دیگر بپوشانید و در کاغذ محافظ بپیچید. همیشه بلبرینگ‌ها را نو یا استفاده شده ، در مکانی خشک نگهداری کرده و در بسته‌بندی اصلی خود نگهداری کنید تا خطر خوردگی ساکن را کاهش دهید.
تاثیر روانکاری ناکافی در خرابی بیرینگ ها
مهم است که مقدار روانکار ، نوع ، درجه ، سیستم تامین ، ویسکوزیته و مواد افزودنی مناسب برای هر سیستم بیرینگ به درستی مهندسی شود. انتخاب روانکار باید بر اساس تاریخچه ، بارگذاری ، سرعت ، سیستم های آب بندی ، شرایط سرویس و طول عمر مورد انتظار باشد. بدون در نظر گرفتن مناسب این عوامل ، عملکرد بلبرینگ و کاربرد ممکن است ضعیف باشد. بخش زیر سطوح پیشرونده آسیب بلبرینگ ناشی از روانکاری ناکافی را تشریح می کند :
سطح اول : تغییر رنگ
- تماس فلز با فلز منجر به دمای بیش از حد بیرینگ می شود
- دمای بالا منجر به تغییر رنگ مسیرهای غلتش و غلتک می شود
- در موارد خفیف تغییر رنگ ناشی از لکه دار شدن سطوح بلبرینگ توسط روان کننده است. در موارد شدید فلز در اثر حرارت زیاد تغییر رنگ می دهد
سطح دوم : خراشیدگی و یا لایه برداری
- ناکافی بودن و یا کمبود کامل روان کننده
- انتخاب روانکار یا نوع متد روانکاری اشتباه
- تغییرات دما
- تغییرات ناگهانی در شرایط اجرا
سطح سوم : گرمای بیش از حد انتهای غلتک
- لایه روان کننده ناکافی منجر به دماهای بالای موضعی و ایجاد خراشیدگی در انتهای بزرگ غلتک ها می شود
سطح چهارم : قفل کامل بلبرینگ
- گرمای موضعی بالا باعث ایجاد جریان فلز در بیرینگ ها می شود و هندسه اصلی و مواد بیرینگ ها را تغییر می دهد
لایه های فرسوده
بیرینگ ها طول عمر محدودی دارند. بارهای عملیاتی که در آن ها به کار برده می شوند ، طول عمر فرسوده آن ها را مشخص می کند.
مکانیسم لایه های فرسوده
هنگامی که یک بیرینگ در معرض بار زیادی قرار می گیرد ، فشار در مسیر غلتش و اجزای غلتک ممکن است بسیار بالا باشد. حداکثر نیروهای برش در هزارم اینچ زیر سطح تماس ایجاد می شوند. این فشارهای تکراری از طریق حرکت مداوم اجزای غلتک ایجاد شده که نهایتا منجر به شروع روند لایه لایه شدن می گردد.
در نقطه ای با فشار بالا ممکن است شکاف های کوچکی در مواد ایجاد شود و به مرور این سطح ( شکاف ) افزایش یابد. به مرور زمان این ترک ها به هم می پیوندند و باعث می شوند فلزات در ناحیه ای که به سرعت در حال گسترش است پوسته پوسته شوند.
جوانب لایه ها
لایه لایه شدن یک پدیده تصادفی علت خرابی بیرینگ است که پس از پیدایش اولین ترک ، کم و بیش به سرعت پخش می شود. در نتیجه ، مواد لایه لایه شده باید در اولین مرحله تشخیص داده شوند زیرا به مرور زمان منجر به خراب شدن بیرینگ می گردند.
آغاز روند لایه لایه شدن
در مراحل اولیه ، سطح بیرینگ ممکن است برخی شکستگی های بدون اتصال را ایجاد کند.
جهت مشاهده سایر مقالات مرتبط با این مقاله ، به صفحه بلبرینگ و جهت مشاهده سایر مقالات به صفحه بلاگ مراجعه نمایید.