Varför inträffar bärare överbelastning och hur kan det förhindras?

Lager, som en nyckelkomponent i maskinutrustning, har rollen att bära och stödja för att säkerställa en smidig och effektiv drift av utrustningen under olika belastningsförhållanden. Oavsett om det är i en motor eller en växellåda måste lagen kunna hantera de radials- och axialsbelastningar som uppstår under drift. Men när den faktiska belastningen på lagen överstiger dess designgräns inträffar ett överbelastningsfenomen. Överbelastning kan inte bara leda till tidigare misslyckande av lagen, utan kan också orsaka allvarligare maskinfel.

Vad är lageröverbelastning?

Bäraröverbelastning syftar till situationen då belastningen som bäraren utstår under användning överstiger dess nominella belastningsförmåga. Den nominella belastningen är vanligtvis en teoretisk beräkningsvärde baserad på standardvillkor av bärarens tillverkare, och felaktig användning i verkligheten, såsom överdriven belastning, plötslig stöt, etc., kan alla leda till överbelastning. Överbelastning kan inträffa under den långsiktiga drift av utrustningen, eller det kan inträffa ögonblickligen under plötsliga stötbelastningar.

Farorna med bäraröverbelastning
Enligt materialstandarder som ISO 281 och ISO 15243 kan bäraröverbelastning orsaka följande flera vanliga skador på utrustningen:

1.Förstärkt materialmätning
När lageret opererar under överbelastningsförhållanden ökar spänningen vid kontaktpunkten mellan rullkropparna och lagerbanan avsevärt. Långsiktig överbelastning kommer att leda till materialmätning i lagret, mikroklyft kommer att uppstå, och till slut inträffar ytanfallning eller fragmentering. Denna fatigsfel är ofta en av de huvudsakliga orsakerna till lagerfel.

2.Ökad deformation och utslitage
Överbelastning kommer att orsaka alltför stor tryckning på lagerbanan och rullkropparna i lagret, vilket resulterar i plastisk deformation. Detta kommer inte bara att öka lagrets friktion, utan också försämra utslitage på rullytan. När utslitage ökar kommer driftens noggrannhet och effektivitet att alltmer minska.

3.Temperaturökning
När lageret överbelastas, så ökar värmen som genereras inom lageret på grund av ökad friktion. Temperaturökningen kommer inte bara att accelerera smörjningens försämring, utan kan också orsaka en försämring av lagermaterialets egenskaper, vilket ytterligare ökar skaderyssan.

4.Omedelbar skada av stötbelastning
Plötsliga stötbelastningar, särskilt i situationer som start eller nödbromsning, kommer att orsaka att lageret utsätts för stress som överstiger designgränserna under en kort tidsperiod. Denna stressackumulering kan orsaka lokala sprickor i rullningselementen eller banorna och till och med leda till omedelbar misslyckande av lageret.

Orsaker till lageröverbelastning
Orsakerna till lageröverbelastning är ofta relaterade till utrustningens användningsvillkor, olämpligt designat eller felaktig underhåll.

Följande är några vanliga orsaker till överbelastning:

1.Oriktigt utformat utrustningsdesign
När utrustningen designas tas de faktiska arbetsvillkoren inte fullt ut i beaktning, och val av axelns dimensionering blir otillräcklig. Som resultat kan axeln under hög belastning, hög hastighet eller komplexa belastningsförhållanden inte stå emot överdriven spänning.

2.Överdriven radie- och axellast
I motorer eller växellådor, om den radie- eller axellast som utrustningen bär under drift överstiger axlens nominella last, kommer axeln att vara i en överbelastad tillstånd i lång tid, vilket leder till dess förhandskadskap.

3.Framkomna startar och stopp
När utrustningen ofta startas, stoppas eller accelereras, kommer omedelbara höga påverkanslasterna att genereras. Lagsystemet kommer att stå under relativt stor spänning i kort tid, vilket enkelt kan orsaka lokal överbelastning.

4.Oriktig smörjning
Otillräcklig smörjning kommer att öka den inre friktionen i lagsystemet, vilket orsakar att lagsystemet står under större friktionspåfrestning under drift och hastar på överbelastningsskador.

5.Felinriktning
Dålig justering vid utrustningsinstallation, speciellt dålig axeljustering mellan motorn och växellådan, kommer att orsaka att lagret står under ytterligare excentriska laster. Denna ojämna belastning kommer att leda till lokal överbelastning av lagret.

Hur kan bearing överbelastning undvikas?
För att undvika bearing överbelastning måste utrustningsoperatörer och underhållsingenjörer vidta åtgärder från flera aspekter av design, drift och underhåll:

1.Förnuftig bearing val
Vid designfasen måste bearings väljas på ett förnuftigt sätt enligt de faktiska arbetsförhållandena och belastningsförhållandena för att säkerställa att deras nominella belastningar kan uppfylla utrustningens krav på långsiktig drift. Om arbetsförhållandena är komplexa kan bearings med högre nominella belastningar eller specialbearings väljas.

2.Kontrollera utrustningsbelastningen
Undvik långtidsöverbelastning av utrustningen. Särskilt i utrustning som motorer och växellådor, se till att belastningen hålls inom den nominella belastningsintervallet för lager. För arbetsförhållanden som kan orsaka ögonblicklig överbelastning rekommenderas det att designa lämpliga skyddsmekanismer mot överbelastning.

3.Optimera start- och stoppoperationer
Minimera frekvensen av upprepade start- och stoppoperationer av utrustningen, eller använd en mjukstartenhet för att undvika skador på lagerna från chockbelastningar. Mjukstartteknik kan minska chockstress vid start och minska risken för lageröverbelastning.

4.Säkerställ korrekt smörjning
Kontrollera regelbundet lagersmörjningsstatusen, se till att smörjmedlet fylls på i tid, och välj olja eller smörjfett som är lämpligt för arbets temperatur och belastning. Smörjning kan effektivt minska friktionen och minska temperaturstegringen och utslitenheten på lager under högbelastningsförhållanden.

5.Noggrann justering och installation
Under installationsprocessen av utrustningen, se till att axeljusteringen mellan motorn och växellådan är korrekt. Genom justeringsverktyg och lasersystem för justering kan man se till att belastningen som bärarna drar på sig är jämnt fördelad och undvika lokala överbelastningar.

Bäraröverbelastning är en av de huvudsakliga orsakerna till bärarfel och kommer att ha en djupgående negativ inverkan på utrustningens normala drift. Genom rimlig design, belastningskontroll, optimerad drift, god oljeförvaltning och korrekt installation kan inträffandet av bäraröverbelastning effektivt undvikas och livslängden på bärare och utrustning kan förlängas. I vardaglig användning kan regelbundna inspektioner och underhåll för att säkerställa att utrustningen driftas inom en säker belastningsgräns betydligt förbättra drift-effektiviteten och tillförlitligheten hos utrustningen.