Mengapa kelebihan beban berlaku pada bearing dan bagaimana ia boleh dicegah?

Poros, sebagai komponen utama peralatan mekanikal, memainkan peranan menanggung dan menyokong untuk memastikan operasi lancar dan cekap peralatan di bawah pelbagai keadaan beban. Samada dalam motor atau kotak gear, poros mesti boleh menahan beban radial dan axial yang dihasilkan semasa operasi. Walau bagaimanapun, apabila beban sebenar poros melampau had rekabentuknya, fenomena kelebihan beban akan berlaku. Kelebihan beban tidak hanya akan menyebabkan kegagalan awal poros, tetapi juga boleh menyebabkan kegagalan peralatan yang lebih serius.

Apa itu kelebihan beban poros?

Kebanjiran beban pada pemanjangan merujuk kepada situasi di mana beban yang ditanggung oleh pemanjangan semasa penggunaan melebihi kapasiti pemikulan beban beratnya. Beban berat yang dirancang biasanya adalah nilai kira-kira teori berdasarkan keadaan piawai oleh pembuat pemanjangan, dan penggunaan yang tidak betul dalam kerja sebenar, seperti beban berlebihan, impak tiba-tiba, dll., akan menyebabkan kelebihan beban. Kebanjiran beban mungkin berlaku semasa operasi jangka panjang peralatan, atau mungkin berlaku secara seketika di bawah beban impak tiba-tiba.

Bahaya kelebihan beban pemanjangan
Berdasarkan piawaian bahan seperti ISO 281 dan ISO 15243, kelebihan beban pemanjangan boleh menyebabkan beberapa bahaya umum berikut kepada peralatan:

1.Kerosakan lelah dipercepat
Apabila pemanjakan beroperasi di bawah keadaan terlalu muatan, tekanan pada titik pertembahan antara elemen berguling dan lorong meningkat secara ketara. Operasi jangka panjang di bawah keadaan terlalu muatan akan menyebabkan keletihan bahan bagi pemanjakan, cerun kecil akan muncul, dan akhirnya pengelupasan permukaan atau pecah akan berlaku. Kegagalan keletihan ini sering kali menjadi salah satu sebab utama kegagalan pemanjakan.

2.Penambahan deformasi dan aus
Terlalu muatan akan menyebabkan pengejan yang berlebihan pada lorong dan elemen berguling pemanjakan, yang mengakibatkan deformasi plastik. Ini tidak hanya akan meningkatkan gesekan pemanjakan, tetapi juga memperburuk aus permukaan berguling. Sebagai hasil dari peningkatan aus, kejituan dan kecekapan operasi pemanjakan akan beransur-ansur menurun.

3.Kenaikan Suhu
Apabila pemanjakan terlalu muat, disebabkan kenaikan gesekan, haba yang dihasilkan di dalam pemanjakan juga meningkat. Kenaikan suhu tidak hanya akan mempercepat keburukan pepejal, tetapi juga menyebabkan prestasi bahan pemanjakan menurun, meningkatkan risiko kerosakan lebih jauh.

4.Kerosakan seketika beban impak
Beban impak tiba-tiba, terutamanya dalam situasi seperti permulaan atau pengereman mendadak, akan menyebabkan pemanjakan memikul tekanan melebihi had rekabentuk dalam tempoh masa singkat. Akumulasi tekanan ini mungkin menyebabkan retak setempat pada elemen berguling atau landasan dan malah boleh menyebabkan kegagalan seketika pemanjakan.

Sebab-sebab pemanjakan terlalu muat
Sebab-sebab pemanjakan terlalu muat seringkali berkaitan dengan keadaan penggunaan peralatan, rekabentuk yang tidak logik, atau pemeliharaan yang tidak tepat.

Berikut adalah beberapa penyebab umum kelebihan beban:

1.Reka bentuk peralatan yang tidak sesuai
Semasa merancang peralatan, syarat kerja sebenar tidak sepenuhnya dipertimbangkan, dan pemilihan pemberengian tidak mencukupi. Akibatnya, di bawah beban berat, kelajuan tinggi, atau syarat beban yang kompleks, pemberengian tidak dapat menahan stres yang berlebihan.

2.Beban radial dan aksial yang berlebihan
Dalam enjin atau kotak gear, jika beban radial atau aksial yang ditanggung oleh peralatan semasa operasi melebihi beban ter rating pemberengian, pemberengian akan berada dalam keadaan kelebihan beban untuk tempoh yang lama, menyebabkan kerosakan awal.

3.Keluasan mula dan henti yang kerap
Apabila peralatan dinyalakan, dimatikan atau dipercepatkan secara kerap, beban impak tinggi seketika akan dihasilkan. Pemegang akan mengalami stres yang lebih besar dalam tempoh masa singkat, yang boleh menyebabkan kelebihan muatan setempat.

4.Lubrication yang tidak sesuai
Lubrication yang tidak mencukupi akan meningkatkan geseran dalaman pemegang, menyebabkan pemegang menghadapi stres geseran yang lebih besar semasa operasi dan mempercepatkan kerosakan kelebihan muatan.

5.Tidak selaras
Penyelarasan yang buruk semasa pemasangan peralatan, terutamanya penyelarasan paksi yang buruk antara motor dan kotak gear, akan menyebabkan pemegang menghadapi beban condong tambahan. Beban yang tidak seragam ini akan menyebabkan kelebihan muatan setempat pada pemegang.

Bagaimana kelebihan beban bearing boleh dielakkan?
Untuk mengelakkan kelebihan beban bearing, pengendali peralatan dan jurutera pemeliharaan perlu mengambil langkah-langkah dari pelbagai aspek reka bentuk, operasi dan pemeliharaan:

1.Pemilihan bearing yang munasabah
Pada peringkat reka bentuk, bearing mesti dipilih dengan munasabah mengikut syarat kerja sebenar dan syarat beban untuk memastikan bahawa beban berperingkat mereka dapat memenuhi keperluan operasi jangka panjang peralatan. Jika syarat kerja adalah kompleks, bearing dengan beban berperingkat lebih tinggi atau bearing khas boleh dipilih.

2.Kawal beban peralatan
Elakkan operasi berlebihan jangka panjang peralatan. Khas untuk peralatan seperti motor dan kotak gear, pastikan beban berada dalam julat beban terukur bearing. Bagi keadaan kerja yang mungkin menyebabkan kelebihan beban seketika, disarankan untuk memasukkan langkah-langkah perlindungan kelebihan beban yang sesuai.

3.Optimalkan operasi start dan stop
Kurangkan frekuensi start dan stop yang sering pada peralatan, atau gunakan peranti start lembut untuk mengelakkan kerosakan bearing akibat beban impak. Teknologi start lembut boleh mengurangkan stres impak semasa startup dan mengurangkan risiko kelebihan beban bearing.

4.Pastikan pelumasan yang betul
Semak secara berkala keadaan pelumasan bearing, pastikan pelumas ditambah pada masanya, dan pilih minyak pelumas atau greese yang sesuai dengan suhu kerja dan beban. Pelumasan boleh mengekalkan gesekan dan mengurangkan kenaikan suhu serta aus bearing di bawah keadaan beban berat.

5.Penjajaran dan pemasangan yang tepat
Semasa proses pemasangan peralatan, pastikan ketepatan penjajaran paksi bagi motor dan gear box. Melalui alat penjajaran dan alat penjajaran laser, pastikan beban yang ditanggung oleh bearing dipertaburkan secara merata dan elakkan kelebihan beban setempat.

Kelebihan beban bearing adalah salah satu sebab utama kegagalan bearing dan akan memberi impak negatif yang mendalam terhadap operasi normal peralatan. Melalui reka bentuk yang munasabah, kawalan beban, operasi yang dioptimumkan, pengurusan pelumatan yang baik dan penjajaran semula pemasangan, kejadian kelebihan beban bearing boleh dielakkan dengan berkesan dan tempoh hidup bearing serta peralatan boleh diperpanjang. Dalam penggunaan harian, pemeriksaan dan pemeliharaan berkala untuk memastikan peralatan beroperasi dalam julat beban yang selamat boleh meningkatkan kecekapan dan kebolehpercayaan operasi peralatan secara signifikan.