Причины поломки шариковых подшипников

109

Принцип работы подшипника

Подшипник или подшипниковый узел состоит из нескольких деталей. Это два кольца, наружное и внутреннее, тела качения, в данном случае это шарики и сепаратор, который разделят шарики между собой. Есть подшипники и без сепаратора, но они используются меньше, для ненагруженных соединений. При вращении вала нагрузка поступает на внутреннее кольцо, далее на шарики, которые вращаясь вместе с сепаратором, передают её на наружное кольцо. Причем нагрузку получает и передает каждый шарик в отдельности. Подшипник фиксирует вал или узел в пространстве и обеспечивает ему вращение с наименьшими потерями на сопротивление. При этом он передает полученную нагрузку на другие части механизма или конструкции.

Во время своей работы подшипник испытывает такие нагрузки: и осевую нагрузку и радиальную. Сами шарики получают во время работы нагрузку на сдвиг и на сжатие, которая в результате неправильной работы приводит в дальнейшем к их деформации и разрушению. Для нормальной работы деталей подшипник наполняется смазкой, которая должна быть соответственно качественной. Когда подшипник имеет крышку или уплотнение, которые предотвращает подшипник от утечки масла и от попадания загрязнений, он служит долго.

Выбирают подшипники по следующим характеристикам:

  • посадочные размеры;
  • максимально выдерживаемая нагрузка как радиальная, так и осевая;
  • максимальная скорость вращения;
  • класс точности изготовления;
  • закрытый или открытый подшипник, то есть требования по смазке;
  • ресурс работы подшипника.

Какие причины разрушения сепаратора подшипника.

При разрушении сепаратора диагностировать причину иногда бывает трудно, так как обычно повреждается не только сепаратор, но и шарики и кольца. Но есть ряд причин, при которых повреждается именно сепаратор. Это в первую очередь, усиленная вибрация, частота вращения подшипника большая, чем предусмотрено при его производстве, большой износ в процессе неправильной эксплуатации и заклинивание вследствие изменения геометрии шариков.

Причины поломки шариковых подшипников | 1
Сепаратор рассыпался как старый пластик

Если вибрации превышают допустимые значения, в теле сепаратора появляются усталостные разрушения в виде трещин, которые приводят к полному разрушению сепаратора, как на фото. Главной разрушающей силой выступает сила инерции. Она же разрушает сепаратор в подшипнике, который работает с более высокой скоростью, чем это заложено.

Так как сепаратор всегда изготавливается из материала, который мягче чем кольца и шарики, при неправильной эксплуатации он быстрее изнашивается. Увеличивается размер карманов для шариков, что приводит к изменению кинематической силы и разрушению сепаратора. Причина всего этого – недостаточность смазки и попадание частиц пыли, выступающих в роли абразива.

Иногда сепаратор разрушается из –за того, что грязь и частицы сколов шариков приводят к заклиниванию последних.

Выход из строя шариков, причины

Чаще всего шарики выходят из строя из за деформации, которая, чаще всего, происходит из-за перегрева шариков во время работы и затем медленного остывания. Это приводит у отпуску поверхностного закаленного слоя. Шарики не могут выдерживать нагрузку, на них могут появляться трещины, сколы. Может проявляться в виде деформации, шарики становятся овальной формы, получается заклинивание и разрушение остальных деталей подшипника.

Шарики в процессе изготовления перед полировкой проходят процесс термообработки, то есть цементации верхнего слоя. Поэтому очень важно, что бы выдерживался тот режим работы, на который они рассчитывался.

Причины поломки шариковых подшипников | 2
Деформированные и срезанные во время эксплуатации шарики

Перегрев может происходить за счет недостаточного количества смазки или её полного отсутствия, попадания внутрь грязи, которая выступает в роли абразива, вследствие неправильного режима работы, ударов или повышенной вибрации.

Выход из строя колец подшипника, причины

Очень часто кольца подшипника выходят из строя из –за усталостных разрушений. Они происходят по причине неподходящей смазки. Смазка должна быть достаточно вязкой и покрывать дорожки качения сплошным слоем. Поверхность при этом начинает перегреваться, появляются трещины, чем дальше, тем больше глубина трещин, следовательно, подшипник перестает работать.

Влияет на кольца и попадание пыли и грязи, которые также выступают как абразив и приводят к перегреву верхнего слоя и его разрушения. Это чаще всего случается с подшипниками, которые находятся в контакте с грязью, с агрессивными средами, при этом не имеющие защитной крышки или уплотнения. Такие разрушения называют ещё атмосферными.

Причины поломки шариковых подшипников | 3
Износ дорожек кольца подшипника

Например, это могут быть ступичные подшипники, с заменой которых сталкивался каждый автовладелец.

Причины поломки шариковых подшипников | 4
Поломки внутреннего кольца в подшипнике ступицы

Также причиной поломки может быть неправильная посадка подшипника на вал. Это может быть как посадка с большим натягом, так и очень слабая. Она называется фреттинг-коррозия и влияет на состояние внутреннего кольца подшипника. Неправильная посадка может вызывать бриннелирование поверхности колец, то есть выемки могут следовать одна за другой. Это случается, опять таки, при неправильной установке подшипника или сильных механических ударов по узлу с подшипником. Поэтому, при установке, например, того же подшипника ступицей удары по нему недопустимы, только давление.

По поводу поломки ступичного подшипника можно почитать в статье, перейдя по ссылке:

Какие основные признаки поломки ступичного подшипника

Может быть, лучшим вариантом использовать подшипники, которые имеют большее сопротивление к нагрузкам.

Другой вид выемок, которые представляют не только частые выбоинки, но их сдвиг, возникают в том случае, если узел с подшипником подвергается постоянной вибрации даже при внерабочем состоянии.

Также они могут получиться, если в подшипник попали твердые частицы, которые поцарапали поверхностный слой. Вокруг этих царапин возникают напряжения, которые в дальнейшем приводят к трещинам и выбоинкам.

Повреждения в подшипнике могут возникнуть вплоть до полного его разрушения в том случае, если через него проходит электрический ток. Это чаще всего происходит при плохой изоляции. Очень часто во время сварки сам узел или сварочное оборудование не имеют заземления.

Влияет на стойкость колец и дисбаланс ротора. Если работа ротора ведётся на высоких скоростях, необходима его балансировка, иначе на внутреннем кольце появится выработка, обычно с одной стороны.

Несоосность между внешним кольцом и валом, на который он насажен, между валом и корпусом подшипника приводят также к сколам на поверхности, усталостности на поверхности.

Конечно, не нужно выпускать из внимания и заводской брак. Он может быть проявлен как в самом подшипнике, так и при его установке в узел, когда инструмент (ролики) оставляют вмятины на кольце.

Также брак может быть при изготовлении самого подшипника. Это или брак в металле или брак сборки узла. Также неправильное применение подшипника может быть причиной его разрушения. Каждый подшипник имеет свой режим работы, на который он рассчитан при выпуске и его нарушение приводит к поломке.

Конечно, при выпуске подшипники имеют свой ресурс, который обычно выдерживается, если соблюдаются определённые условия его эксплуатации.

Также важно следить за качеством и количеством смазки в подшипнике. Если есть возможность, подшипник вынимается, очищается от грязи, промывается. Затем добавляется смазка.

Практически без смазки подшипник не работает. Его принцип работы основан на беспрепятственном вращении всех его частей.

Применение уплотнителя или применение подшипника с крышкой дает дополнительный срок службы подшипника. Иногда расходы на замену подшипника или простой оборудования обойдутся дороже самого подшипника хорошего качества.

 Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению  подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
     +7(499)403 39 91  
   
  Доставка подшипников  по РФ  и зарубежью.
  Каталог подшипников на сайте themechanic.ru
 
 
Blank - Date Template - 1

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
tel:+7 (495) 646 00 12
zakaz@themechanic.ru
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте

Blank - Date Template - 1

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
tel:+7 (495) 646 00 12
zakaz@themechanic.ru
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте