Почему происходит перегрузка подшипника и как её предотвратить?

Подшипники, как ключевой элемент механического оборудования, выполняют функцию опоры и поддержки, обеспечивая плавное и эффективное функционирование оборудования при различных нагрузках. Будь то в двигателе или редукторе, подшипники должны выдерживать радиальные и осевые нагрузки, возникающие во время работы. Однако, когда фактическая нагрузка на подшипник превышает его проектный предел, происходит перегрузка. Перегрузка не только приводит к преждевременному износу подшипника, но может также вызвать более серьезные поломки оборудования.

Что такое перегрузка подшипника?

Перегрузка подшипника означает, что нагрузка, которую несет подшипник во время использования, превышает его номинальную грузоподъемность. Номинальная нагрузка обычно является теоретическим расчетным значением, определенным производителем подшипников на основе стандартных условий, и неправильное использование в реальной работе, например, чрезмерная нагрузка, внезапные удары и т.д., могут привести к перегрузке. Перегрузка может возникнуть при длительной работе оборудования или мгновенно при внезапных ударных нагрузках.

Опасности перегрузки подшипника
Согласно стандартам материалов, таким как ISO 281 и ISO 15243, перегрузка подшипника может вызвать следующие распространенные опасности для оборудования:

1.Ускоренное усталостное повреждение
Когда подшипник работает при перегрузке, напряжение в точке контакта между качающимися элементами и беговой дорожкой значительно увеличивается. Долговременная работа с перегрузкой приведет к усталости материала подшипника, появятся микротрещины, а в конечном итоге произойдет отслоение поверхности или разрушение. Эта усталостная неисправность часто является одной из основных причин выхода подшипника из строя.

2.Увеличение деформации и износа
Перегрузка вызывает чрезмерное сжатие беговой дорожки подшипника и качающихся элементов, что приводит к пластической деформации. Это не только увеличит трение подшипника, но и усугубит износ качающейся поверхности. По мере увеличения износа точность и эффективность работы подшипника будут постепенно снижаться.

3.Повышение температуры
Когда подшипник перегружен, из-за увеличения трения warmth, выделяемая внутри подшипника, также возрастает. Повышение температуры не только ускорит старение смазочного материала, но и вызовет снижение характеристик материала подшипника, что еще больше увеличит риск повреждения.

4.Мгновенное повреждение от ударной нагрузки
Неожиданные ударные нагрузки, особенно в ситуациях, таких как запуск или экстренное торможение, заставят подшипник испытывать напряжение, превышающее предел проектирования в короткий период времени. Это накопление напряжения может вызвать локальные трещины в качающихся элементах или дорожках и даже привести к мгновенной неисправности подшипника.

Причины перегрузки подшипника
Причины перегрузки подшипника часто связаны с условиями использования оборудования, необоснованным дизайном или неправильным обслуживанием.

Следующие причины являются распространенными причинами перегрузки:

1.Неправильное проектирование оборудования
При проектировании оборудования не учитываются реальные рабочие условия, и выбор подшипников недостаточен. В результате, при высокой нагрузке, высоких скоростях или сложных условиях нагрузки подшипник не может выдерживать чрезмерные напряжения.

2.Чрезмерная радиальная и осевая нагрузка
В электродвигателях или редукторах, если радиальная или осевая нагрузка, которую несет оборудование во время работы, превышает номинальную нагрузку подшипника, подшипник будет находиться в состоянии перегрузки длительное время, что приведет к его преждевременному износу.

3.Частые пуски и остановки
При частом запуске, остановке или ускорении оборудования возникают моменты высоких ударных нагрузок. Подшипник испытывает относительно большие нагрузки в короткий промежуток времени, что может вызвать локальную перегрузку.

4.Неправильная смазка
Недостаточная смазка увеличивает внутреннее трение подшипника, что вызывает большее трение при работе и ускоряет повреждение от перегрузки.

5.Несоосность
Некачественная установка оборудования, особенно неправильное выравнивание валов между двигателем и редуктором, вызывает дополнительные эксцентрические нагрузки на подшипник. Такая неравномерная нагрузка приводит к локальной перегрузке подшипника.

Как избежать перегрузки подшипника?
Чтобы избежать перегрузки подшипника, операторы оборудования и инженеры по обслуживанию должны принимать меры в нескольких аспектах проектирования, эксплуатации и обслуживания:

1.Разумный выбор подшипников
На этапе проектирования необходимо рационально выбирать подшипники с учетом реальных условий работы и нагрузок, чтобы обеспечить соответствие их номинальных нагрузок долгосрочным требованиям эксплуатации оборудования. Если условия работы сложные, можно выбрать подшипники с более высокими номинальными нагрузками или специальные подшипники.

2.Контроль нагрузки оборудования
Избегайте длительной перегрузки оборудования. Особенно в оборудовании, таком как двигатели и редукторы, убедитесь, что нагрузка находится в пределах допустимой нагрузки подшипника. Для условий работы, которые могут вызвать мгновенную перегрузку, рекомендуется разработать соответствующие меры защиты от перегрузок.

3.Оптимизируйте операции запуска и останова
Сократите частоту частых пусков и остановок оборудования или используйте устройство мягкого старта, чтобы избежать повреждения подшипника ударными нагрузками. Технология мягкого старта может снизить ударные напряжения при запуске и уменьшить риск перегрузки подшипника.

4.Обеспечьте правильную смазку
Регулярно проверяйте состояние смазки подшипника, обеспечивайте своевременную дозаправку смазывающего материала и выбирайте масло или смазку, подходящую для рабочей температуры и нагрузки. Смазка эффективно снижает трение и уменьшает нагрев и износ подшипника при работе в условиях высоких нагрузок.

5.Точное выравнивание и установка
Во время процесса установки оборудования убедитесь в точности выравнивания вала двигателя и редуктора. С помощью инструментов для выравнивания и лазерных приборов обеспечьте равномерное распределение нагрузки на подшипник и избегайте локального перегруза.

Перегрузка подшипников является одной из основных причин их выхода из строя и окажет серьезное негативное влияние на нормальную работу оборудования. При помощи разумного проектирования, контроля нагрузки, оптимизированной эксплуатации, хорошего управления смазкой и правильного выравнивания можно эффективно избежать перегрузки подшипников и продлить срок службы подшипников и оборудования. В повседневной эксплуатации регулярный осмотр и техническое обслуживание для обеспечения работы оборудования в безопасном диапазоне нагрузки могут значительно повысить эффективность и надежность оборудования.