Чому відбувається перенавантаження підшипників і як його можна запобігти?

Підшипники, як ключовий компонент механічного обладнання, виконують роль опори та забезпечують гладку та ефективну роботу обладнання при різних навантаженнях. Незалежно від того, чи знаходяться вони у двигуні чи редукторі, підшипники мають змогу витримувати радіальні та осьові навантаження, що виникають під час експлуатації. Проте, коли фактичне навантаження підшипника перевищує його проектний ліміт, виникає явище перенавантаження. Перенавантаження не лише призводить до ранньої викидки підшипника, але також може спричинити більш серйозні поломки обладнання.

Що таке перенавантаження підшипника?

Перенавантаження підшипника відбувається у ситуації, коли навантаження, яке несе підшипник під час експлуатації, перевищує його номінальну навантажувальну здатність. Номінальне навантаження зазвичай є теоретично обчисленим значенням, визначеним на основі стандартних умов виробником підшипників, і неправильна експлуатація у реальних умовах, така як надмірне навантаження, резкий удар тощо, можуть призвести до перенавантаження. Перенавантаження може виникнути під час тривалої роботи обладнання або миттєво під дією резких ударних навантажень.

Небезпеки перенавантаження підшипника
За матеріальними стандартами, такими як ISO 281 та ISO 15243, перенавантаження підшипника може призвести до наступних кількох загально поширених небезпечних наслідків для обладнання:

1.Прискорена фатальна повredа
Коли підшипник працює у режимі перезавантаження, напруження у точці контакту між котушками та доріжкою значно зростає. Довготривальна робота з перезавантаженням призведе до втомлювання матеріалу підшипника, з'являться мікротріщини, а в кінці відбувається відшаровування поверхні або її розкол. Ця втомна несправність часто є однією з головних причин виходу підшипника з ладу.

2.Збільшення деформації та зносу
Перезавантаження спричиняє чрезмірне стискання доріжки підшипника та котушок, що призводить до пластичної деформації. Це не лише збільшить трущі підшипника, але й загострить знос поверхні котушок. З ростом зноса поступово погіршується точність та ефективність роботи підшипника.

3.Підвищення температури
Коли підшипник перенавантажується, через збільшення трути, також збільшується тепловыdeenня всередині підшипника. Збільшення температури не лише прискорить згортання смазки, але також призведе до погіршення властивостей матеріалу підшипника, що ще більше збільшить ризик пошкодження.

4.Миттєве пошкодження від ударної навантаження
Наглий ударний завантаження, особливо у ситуаціях, таких як старт або екстренне тормозлення, призведе до того, що підшипник буде терпіти напруженню, що перевищує проектні межі протягом короткого часу. Ця акумуляція напружень може призвести до локальних тріщин у котушках або шляхах і навіть до миттєвого виходу підшипника з ладу.

Причини перенавантаження підшипника
Причини перенавантаження підшипника часто пов'язані з умовами експлуатації обладнання, недоробленими дизайном або неправильним технічним обслуговуванням.

Наведені нижче кілька загальних причин перезавантаження:

1.Неправильний дизайн обладнання
При проектуванні обладнання не враховуються всі фактичні умови експлуатації, і вибір підшипників є недостатнім. Як наслідок, при великих навантаженнях, високих швидкостях або складних умовах навантаження підшипник не може витримати чрезмірного напруження.

2.Чрезмірні радіальні та осьові навантаження
У двигунах або редукторах, якщо радіальне або осьове навантаження, яке несе обладнання під час експлуатації, перевищує номінальне навантаження підшипника, підшипник буде знаходитися у стані перезавантаження протягом довгого часу, що призводить до його раннього пошкодження.

3.Часті старт та зупинки
Коли обладнання часто стартує, зупиняється або прискорюється, виникають миттєві високі ударні навантаження. Валовий підшипник буде терпіти відносно великі напруження протягом короткого часу, що легко може призвести до локального перенавантаження.

4.Неправильне смазування
Недостатньої кількості смазування збільшить внутрішню фрикцію підшипника, що призводить до того, що підшипник під час експлуатації буде терпіти більші фрикційні напруження і прискорюватиме пошкодження від перенавантаження.

5.Зміщення
Погана вирівнювання під час монтажу обладнання, особливо поганий вирівнювання вісі між двигуном і редуктором, призведе до того, що підшипник буде терпіти додаткові ексцентрисні навантаження. Це нерівномірне навантаження призведе до локального перенавантаження підшипника.

Як уникнути перенавантаження підшипника?
Щоб уникнути перенавантаження підшипника, операторам обладнання та інженерам з техобслуговування необхідно приймати заходи з різних сторін проектування, експлуатації та техобслуговування:

1.Розумне вибрання підшипника
На етапі проектування підшипники слід обирати раціонально, враховуючи реальні умови експлуатації та навантаження, щоб забезпечити те, що їхні номінальні навантаження відповідають вимогам довготривалої роботи обладнання. Якщо умови експлуатації складні, можна вибирати підшипники з більш високими номінальними навантаженнями або спеціальні підшипники.

2.Контроль навантаження обладнання
Уникайте тривалої перегрузки обладнання. Особливо у пристроях, таких як електромотори та редуктори, забезпечте, щоб навантаження знаходилося в межах номінальної вантажопідйомності підшипника. Для робочих умов, які можуть призводити до миттєвої перегрузки, рекомендується проектувати відповідні заходи захисту від перегрузки.

3.Оптимізуйте операції запуску та зупинки
Зменшуйте частоту частих запусків та зупинок обладнання або використовуйте пристрій м'якого старту, щоб уникнути пошкодження підшипника від ударних навантажень. Технологія м'якого старту може зменшити ударне навантаження під час запуску та зменшити ризик перегрузки підшипника.

4.Забезпечте правильне смазування
Регулярно перевіряйте стан смазування підшипника, забезпечте своєчасне додавання смазки та вибирайте олію або густу смазку, яка підходить для робочої температури та навантаження. Смазування ефективно зменшує тру[]={і і знижує підвищений нагрів та знос підшипника при важкому навантаженні.

5.Точне вирівнювання та монтаж
Під час процесу установки обладнання забезпечте точність вирівнювання валів двигуна та редуктора. За допомогою інструментів для вирівнювання та лазерних пристроїв для вирівнювання забезпечте, щоб навантаження, яке несе підшипник, було рівномірно розподілене, і уникніть локального перенавантаження.

Перенавантаження підшипника є одним з головних причин його виходу з ладу і матиме глибокий негативний вплив на нормальну роботу обладнання. За допомогою раціонального проектування, контролю навантаження, оптимізованої експлуатації, доброго управління смазуванням та вирівнювання при монтажі можна ефективно уникнути перенавантаження підшипників та продовжити термін служби підшипників та обладнання. У повсякденному використанні регулярні перевірки та технічне обслуговування для забезпечення того, щоб обладнання працювало в межах безпечного навантаження, значно покращить ефективність та надійність роботи обладнання.