Prečo nastáva preťaženie ložiska a ako ho je možné zabrániť?

Ložiská, ako kľúčová komponenta strojového zariadenia, majú úlohu nesťa a podpierať, aby sa zabezpečila plynulá a efektívna prevádzka zariadenia v rôznych nosných podmienkach. Či už v motoroch alebo reduktoroch, ložiská musia byť schopné vydržať radiálne a axiálne záťaže vznikajúce počas prevádzky. Však keď skutočná záťaž ložiska prekročí jeho dizajnové obmedzenia, nastane jav preťaženia. Preťaženie môže spôsobiť nie len predčasné zlyhanie ložiska, ale aj vážnejšie poruchy zariadenia.

Čo je preťaženie ložiska?

Preťaženie ložiska sa týka situácie, keď zátěž nesunutá ložiskom počas používania prekračuje jeho ohodnotenú nosnú schopnosť. Ohodnotená zátěž je obvykle teoretická vypočítaná hodnota na základe štandardných podmienok od výrobcov ložísk, a nevhodné používanie v skutočnej práci, ako nadmerná zátěž, náhlej dopad atď., môže viesť ku preťaženiu. Preťaženie môže nastupovať počas dlhodobej prevádzky zariadenia, alebo môže nastať okamžite pri náhlom dopadovom zatížení.

Riziká preťaženia ložiska
Podľa materiálových štandardov, ako sú ISO 281 a ISO 15243, môže preťaženie ložiska spôsobiť nasledujúce niekoľko bežných rizík pre zariadenie:

1.Zrýchlená únavová poškodenia
Keď ložisko pracuje v podmienkach preťaženia, zvýši sa streß na kontakte medzi valcovými prvíkmi a dráhom. Dlhodobé prevádzkovanie v režime preťaženia spôsobí materiálovú únavu ložiska, objavia sa mikroprelomy a nakoniec dojde k odštípaniu povrchu alebo rozpadnutiu. Táto únavová porucha je často jednou z hlavných príčin zlyhania ložiska.

2.Zvýšená deformácia a opát
Preťaženie spôsobí nadmerné stlačenie dráhu ložiska a valcových prvíkov, čo viedne k plastickej deformácii. To nie len zvýši tretie ložiska, ale tiež zhorší opát na valcovom povrchu. Keď sa opát zvyšuje, postupne klesá presnosť a efektivita fungovania ložiska.

3.Nárast teploty
Keď je ložisko preťažené, kvôli zvýšeniu trenia sa tiež zvyšuje teplota vytvorená vnútri ložiska. Zvýšenie teploty nie len urychlí degradáciu lubrikantu, ale spôsobí aj pokles vlastností materiálu ložiska, čím sa ďalej zvýši riziko poškodenia.

4.Okamžité poškodenie od akustického nákladu
Náhle vznikajúce impulzívne zátěže, obzvlášť v prípadoch ako je štart alebo nútené brzdenie, spôsobia, že ložisko bude v krátkom čase nesieť zátěž prekračujúcu limitnú hodnotu dizajnu. Toto zaneprázdnenie môže spôsobiť miestne trhliny v kutách alebo v ložiskových dráhach a dokonca môže priviesť ku okamžitej zlyhaniu ložiska.

Dôvody pre preťaženie ložiska
Dôvody pre preťaženie ložiska sú často spojené s podmienkami používania zariadenia, nerealistickým dizajnom alebo nevhodnou údržbou.

Nasledujúce sú niekoľko bežných príčin preťaženia:

1.Nesprávne dizajnovanie vybavenia
Pri dizajnovaní vybavenia nie sú dostatočne zohľadnené skutočné pracovné podmienky a výber ložiska je nedostatočný. V dôsledku toho, pri ťažkom zátvore, vysokom rýchlosti alebo zložitých zátvorových podmienkách, ložisko nemôže vydržať nadmerné záťažové zatiaženie.

2.Prílišné radiálne a axiálne zátvorové zatiaženie
V motore alebo prevodniči, ak je radiálne alebo axiálne zátvorové zatiaženie, ktoré vybavenie nesie počas prevádzky, vyššie ako ratingové zátvorové zatiaženie ložiska, bude ložisko dlhodobo v stave preťaženia, čo môže spôsobiť jeho predčasné poškodenie.

3.Časté spúšťanie a zastavovanie
Keď je zariadenie často spúšťané, zastavované alebo zrýchľované, vzniknú okamžité vysoké impulzívne záťaže. Ložisko bude niesť relatívne veľké záťaži v krátkej dobe, čo môže ľahko spôsobiť lokálny preťaženie.

4.Nesprávne tučenie
Nedostatočné tučenie zvýši vnútorné trenie ložiska, spôsobujúc, že ložisko bude počas prevádzky niesť väčšiu trennú záťaž a zrýchliť poškodenie preťažením.

5.Nesprávne zarovnanie
Zlá zarovnanosť počas montáže zariadenia, osobitne zlá zarovnanosť osi medzi motorom a reduktorom, spôsobí, že ložisko bude niesť dodatočné excentrické záťaže. Táto nevyrovnaná záťaž môže spôsobiť lokálne preťaženie ložiska.

Ako sa dá vyhovieť preťaženiu ložiska?
Pre vyhovienie preťaženia ložiska musia operátori a inžinieri v údržbe prijať opatrenia z viacerých hľadísk dizajnu, prevádzky a údržby:

1.Rozumný výber ložiska
Na stádiu dizajnu je potrebné podľa skutočných pracovných podmienok a podmienok záťaže rozumné vybrať ložiská tak, aby ich nominálne záťaže mohli spĺňať dlhotrvajúce požiadavky na prevádzku vybavenia. Ak sú pracovné podmienky zložité, môžu byť vybraté ložiská s vyššími nominálnymi záťažami alebo špeciálne ložiská.

2.Kontrola záťaže vybavenia
Vyhnite sa dlhodobému prevážaniu zariadenia. Predovšetkým v prípade zariadení ako sú motory a reduktory, uistite sa, že náklad je v rámci povoleného nákladu ložiska. Pre pracovné podmienky, ktoré môžu spôsobiť okamžité preťaženie, sa odporúča navrhnúť primerané opatrenia na ochranu pred preťažením.

3.Optimalizujte operácie spúšťania a zastavovania
Zmenšite frekvenciu častých spúšťaní a zastavovania zariadenia alebo použite zariadenie na mäkké spúšťanie, aby sa vyhli škodám ložiska spôsobeným impulznými nákladmi. Technológia mäkkého spúšťania môže znížiť impulzné strexy počas spúšťania a znížiť riziko preťaženia ložiska.

4.Zabezpečte správne tučenie
Pravidelne skontrolujte stav tučenia ložiska, uistite sa, že je tučivo doplnené včas, a vyberte olej alebo tuk vhodný pre pracovnú teplotu a náklad. Tučenie môže efektívne znížiť frkadenie a znížiť narastanie teploty a onesenenie ložiska pri ťažkých nákladoch.

5.Presná zarovnanosť a inštalácia
Počas procesu inštalácie vybavenia sa uistite, že je dosiahnuté presné zarovnanie váhu motora a prevodného krabca. Pomocou zarovnávacích nástrojov a laserových zarovnávacích prístrojov sa uistite, že záťaž nesunáta ložiskom je rovnomerne rozdelená a vyhnete sa miestne preťaženiu.

Preťaženie ložiska je jedným z hlavných dôvodov zlyhania ložiska a bude mať hlboký negatívny vplyv na normálny prevod zaobuchy vybavenia. Čo sa týka rozumného dizajnu, kontroly záťaže, optimalizovaného prevodu, dobrého manažmentu lubrikácie a zarovnania inštalácie, môže byť výskyt preťaženia ložiska účinne zabránený a môže sa predĺžiť životnosť ložísk a vybavenia. V každodennom používaní pravidelná kontrola a údržba s cieľom zabezpečiť, aby vybavenie fungovalo v rámci bezpečnej záťaže, môže významne zlepšiť prevodnost a spoľahlivosť vybavenia.