Свяжитесь с нами
(495)543-89-93
 

 
  1. Стала ли ваша компания экономить на подшипниках в последнее время?
 

Инженерная поддержка

Конструкции, принцип действия которых сходен с подшипниками, появились еще до нашей эры. Подшипники скольжения были найдены впервые в эпоху неолита, когда овладели умением сверления отверстий в камне. Эти подшипники из камня применялись в первобытных сверлилках и прядильных веретёнах. Позднее, использовались в разнообразных простых конструкциях, таких как: колесница, арба, гончарный круг, мельничные камни. Первый подшипник качения, сохранившийся по сей день, находился в подпоре ветряка, который был построен в 1780 г. в Англии. В тридцатые-сороковые годы ХХ века в заливе Неми в Италии были обнаружены обломки кораблей, датированные временем начала Римской империи, со множеством шариковых и роликовых подшипников из дерева и из металла. Несколько рисунков подшипников оставил нам Леонардо да Винчи.

Подшипник — техническое устройство, являющееся частью опоры, которое поддерживает вал, ось или иную конструкцию, фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение или линейное перемещение (для линейных подшипников) с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку на другие части конструкции.

Обслуживание подшипников необходимо проводить регулярно, учитывая условия эксплуатации подшипников в оборудовании. Необходимо периодически разбирать и осматривать оборудование, пополнять или заменять смазочный материал и контролировать условия эксплуатации подшипников. Учитывая свойства смазочного материала, необходимо проверять соответствие характеристик смазки рабочим температурам. В ходе определения сроков замены подшипников и интервалов пополнения смазки надо учитывать вибрации и шумы в подшипниках. При осмотре подшипников во время проведения регламентных работ требуется проверять беговые дорожки на предмет повреждений.

Типы подшипников

Классификация подшипников качения

Подшипники качения разделяются на радиальные подшипники и упорные подшипники.
Далее, в зависимости от элементов качения, подшипники разделяются на шарикоподшипники и роликоподшипники, более подробно классифицируемые в зависимости от разницы в их конструкции или специфического предназначения.

I. Радиальные подшипники

1. Шарикоподшипники

1.1. Радиальные шарикоподшипники
1.2. Радиально-упорные шарикоподшипники
1.3. Подшипники с трех- и четырехточечным контактом
1.4. Самоустанавливающиеся шарикоподшипники
1.5. Шарикоподшипники для подшипниковых узлов
1.6. Магнетные подшипники

2. Роликоподшипники

2.1. Цилиндрические роликоподшипники
2.2. Игольчатые роликоподшипники
2.3. Подшипники с длинными роликами
2.4. Конические роликоподшипники
2.5. Сферические роликоподшипники

II. Упорные подшипники

1. Шарикоподшипники

1.1. Упорные шарикоподшипники
1.2. Упорно-радиальные шарикоподшипники

2. Роликоподшипники

2.1. Цилиндрические упорныероликоподшипники
2.2. Игольчатые упорные роликоподшипники
2.3. Конические упорные роликоподшипники
2.4. Сферические упорные роликоподшипники

3. Специальные подшипники

3.1. Автомобильные подшипники для сцеплений
3.2. Автомобильные подшипники для водяных насосов
3.3. Железнодорожные буксовые подшипники
3.4. Подшипники канатных блоков кранов
3.5. Опорно-поворотные устройства
3.6. Подшипники для цепных конвейеров
Другие

Подбор подшипников

Правильный подбор подшипника - залог долгой и надежной работы оборудования. Выбирая подшипник, нужно хорошо изучить условия окружающей подшипник среды и условия, в которых подшипник будет функционировать, точно знать размер вала, на который будет крепиться подшипник. Обратите внимание на простоту монтажа и демонтажа подшипника, возможность доступа к нему для смазывания. Для поиска импортных аналогов к российским подшипника пользуйтесь каталогом по переводу обозначений подшипников www.importrus.ru.

Советуем при подборе подшипника придерживаться следующих рекомендаций.

1. Определение типа подшипника:

пространство для размещения подшипника;
величина и направление нагрузок;
вибрация и удары;
рабочая скорость вращения, максимальная скорость вращения подшипника;
несоосность наружного и внутреннего колец подшипника;
фиксация в осевом направлении и монтажная схема;
простота монтажа и демонтажа подшипника;
звук и вращающий момент;
требуемая жесткость;
наличие и стоимость подшипника.

2. Определение размеров подшипника:

предполагаемый срок службы станка;
эквивалентные статические и динамические нагрузки;
скорость вращения подшипника;
коэффициент допустимой статической нагрузки подшипника;
допустимая осевая нагрузка (для цилиндрических роликоподшипников).

3. Определение класса точности подшипника:

точность вращения;
стабильность вращения;
колебания вращающего момента.

4. Анализ внутреннего зазора подшипника:

определение посадки
рабочие условия,
величина и характеристика нагрузок,
диапазон температур,
материалы, размер, точность вала и корпуса;
разница температуры между внутренним и наружным кольцом подшипника;
скорость вращения подшипника;
несоосность внутреннего и наружного колец;
величина предварительной нагрузки.

5. Анализ сепаратора подшипника:

скорость вращения подшипника;
шум;
рабочая температура.

6. Анализ методов смазки:

анализ окружающей среды
рабочая температура
окружающая среда (марская вода, вакуум, газы, химические вещества и т.д.)
тип смазки;
диапазон рабочей температуры подшипника;
скорость вращения подшипника;
методы смазки;
тип уплотнения;
техническое обслуживание и периодичность контроля.

7. Простота монтажа и демонтажа:

процесс монтажа и демонтажа;
необходимое оборудование;
размеры, влияющие на монтаж.

Результатом проведенного анализа условий работы подшипника и предъявляемых к нему требований будет являться окончательное определение параметров подшипника и окружающих деталей.

Повреждения подшипников

Главной проблемой подшипников является прочность. Зачастую она связана с начальной нагрузкой, которую всегда трудно установить точно. Момент сопротивления преднагруженного подшипника в период приработки быстро снижается. Поэтому начальную нагрузку можно контролировать только у новых подшипников, однако, повреждения могут происходить и при маленьких нагрузках, так как шарики и ролики имеют склонность к скольжению вместо качения.

повреждения подшипниковВ обычных условиях правильно выбранный и правильно эксплуатирующийся подшипник имеет 90% шансов проработать в течение назначенного срока службы, и 10% шансов выйти из строя в результате процессов выкрашивания, которые происходят в условиях естественной деградации. Множество подшипников преждевременно выходят из строя по причине плохой смазки (43% подшипников) или плохого монтажа (27% подшипников). Даже лучшая подшипниковая сталь не может компенсировать ни недостатки смазки, ни значительной деформации валопровода. Дефекты в смазке влекут за собой перегрев подшипника, что может стать причиной заклинивания подшипника. В предельных ситуациях смазка в подшипнике может даже воспламениться. Явная причина внешних повреждений подшипников: плохая смазка, плохой монтаж, недостатки уплотнения, плохие условия эксплуатации, Повреждения связанные с собственно подшипником: плохое качество подшипниковой стали, неточная внутренняя геометрия, дефектные сепараторы и уплотнения подшипника. Внешние причины вызывают более 90% преждевременных отказов подшипников.

К сожалению выяснить причину разрушения подшипника нелегко: если инцидент является типичным, для специалиста будет несложно дать заключение по результатам исследования мелких осколков подшипника. При серьезном инциденте необходимо следовать методологии стандартной экспертизы:

  • сделать хорошую цветную фотографию подшипника до демонтажа,
  • взять для анализа образец используемого в подшипнике смазочного материала,
  • осторожно извлечь подшипник, избегая дополнительных повреждений, сохранить, насколько это возможно, положение различных его элементов,
  • ни в коем случае не очищать подшипник, наоборот, оставить на месте максимум смазки,
  • поместить детали подшипника в упаковку.

Далее необходимо проанализировать главные причины аварии или разрушения подшипников.

Усталостное выкрашивание (расслоение) подшипника

расслоение подшипникаРасслоение подшипника - естественная причина разрушения подшипников правильно смонтированных и используемых. Если давление Гертца не превышает 2000 N/mm, подшипники имеют срок службы, практически обусловленный только смазкой и чистотой. В действительности давление между элементами качения и кольцами обычно составляет от 3 000 до 3 500 N/mm и усталостные повреждения подшипника, чередуясь с напряжениями на сдвиг, приводят к расслоению металла. Все исследования подтверждают пагубное влияние на усталость подшипников неметаллических включений в сталь: нерастворимые карбиды, остатки окислов и сернистых соединений, шлаки, попавшие при плавке…

Выкрашивание (расслоение) - процесс длительный, который ускоряется, в той или иной степени, после появления первых трещинок. Локализованное и преждевременное выкрашивание характеризует такие аномалии, как плохой монтаж, перегрузка, дефекты вала, плохая геометрия посадочного гнезда.

Повышенный предел эластичности повышает ресурс, так как он уменьшает риск, связанный с наличием неметаллических включений. Применение сталей высокого качества дегазированных и разлитых под вакуумом сегодня является наиболее распространенным.

Поверхностное выкрашивание (шелушение) подшипника

Поверхностное выкрашивание (шелушение) на поверхности металла достаточно распространено и проявляется в форме очень мелких чешуек на подшипнике. Оно связывается с применением смазки недостаточной плотности по отношению к шероховатости поверхности, что провоцирует контакт металл-металл. Основное средство борьбы с этим явлением – уменьшение шероховатости поверхности и повышение вязкости смазочного материала подшипника.

Заедание (заклинивание) подшипника

Проявляется в переносе частичек материала, вырываемых с поверхности, и их осаждение в другом месте микроприпаиванием. Появляется матовые зоны и коричневые следы, свидетельствующие о перегреве. Позднее происходит деформация элементов качения подшипника с отрывом частичек материала и их локализация, элементы качения и сепараторы подшипников разрушаются или сплющиваются и даже полностью свариваются. Необходимо помнить, что заедание неминуемо при отсутствии смазки. Избыток смазки, вопреки сложившемуся мнению, не позволяет снизить трение в подшипнике. Заедание чаще происходит в конических роликовых подшипниках при наличии трения скольжения между роликами и буртиком внутреннего кольца и когда многие ролики повреждены: зачастую это происходит при первых оборотах если не позаботиться о хорошей смазке при запуске.

Другими причинами заклинивания подшипника являются:

  • смазка на основе продуктов не способных воспроизводить многослойные поверхностные слои, разрушаемые давлением,
  • количество смазки в подшипнике, недостаточное для отвода тепла,
  • чрезмерные скорости, провоцирующие перегрев подшипника,
  • неправильный выбор типа подшипника, в частности, с точки зрения материала сепаратора.

Выбор смазки и способа смазки подшипника имеет исключительное значение. Нет необходимости в очень вязкой и обильной (избыточной) смазке, которая приводит к скольжению шариков или роликов по поверхности колец при запуске и торможении подшипника.

Оттиски (отпечатки) от деформации подшипника

Оттиски (отпечатки) от деформации подшипника встречаются очень часто: следы ударов, трещин, растрескивания поверхности, отражающие отсутствие мер предосторожности: случайное падение подшипника, монтаж подшипника с нанесением ударов или с приложением усилий непосредственно к элементам качения, перегрузка подшипника.

Пластические деформации колец подшипника приводят к выемкам без обдирания материала и складкам вытесненного металла или экстракции. Эти отказы не всегда видимы непосредственно: трещины могут в известных случаях привести к последующему разрушению.

Инкрустация инородных частиц

Инкрустация инородных частиц – результат пренебрежения чистотой при монтаже подшипника или попадания случайных примесей. Она выражается в виде отпечатков, продольных непрерывных или прерывистых бороздок на шлифованных поверхностях колец подшипника. Способствует появлению ненормальных люфтов, перекосов, вибраций.

Следы оставляемые неупругими частицами неглубокие и мало заметные. Если частицы твердые, кратеры становятся относительно глубокими с выступающими краями. Если частицы хрупкие, они разрушаются от сжатия и как результат – многочисленные мелкие отпечатки с острыми кромками.

Коррозия подшипника

Коррозия подшипника проявляется в виде пятен от красного до черного цвета, затем в виде зон отслоения материала. Она может быть химической, под действием окисленного масла, агрессивных продуктов, проникших из-за дефектов уплотнения…, или электрохимической с образованием ржавчины от проникновения воды или чрезмерной конденсации. Лучшей защитой против коррозии и защитой от причин способных ее провоцировать является выбор надлежащей смазки. В наиболее тяжелых случаях необходимо применять подшипники из нержавеющей стали, керамики и т.п. Отметим также, что появление коррозии приводит к последующему усталостному разрушению подшипников и выкрашиванию.

Контактная коррозия (фреттинг-коррозия) подшипника

Контактная коррозия проявляется в виде следов розоватого, коричневого или черного цвета более или менее протяженных в зонах наружных опор подшипников. Она возникает при незначительном вращении или вибрации колец по отношению к их опорным поверхностям; внимание было привлечено к феномену 30-х годов, когда констатировали, что подшипники вагонов подвержены серьезным повреждениям.

Контактная коррозия не во всех случаях приводит к непоправимым повреждениям, особенно в ее начале, но если она приводит к повреждению опорного гнезда или вала, то результатом будет ухудшение состояния опорной поверхности и есть основания опасаться растрескивания колец. В большинстве случаев она является следствием неправильной посадки подшипника в корпусе или на валу. В каждом случае монтажа необходимо тщательно соблюдать предписанные зазоры и допуски.

Образование кратеров (электрическая точечная коррозия подшипника)

Электрическая точечная коррозия подшипника провоцирует относительно глубокие микроскопические раковины. Она обязана значительным электрическим токам проходящим через подшипник и создающим маленькие электрические дуги, приводящие к локальному расплавлению и закалке металла. В этом случае вал становится как бы заземляющей массой при сварке.

Образование дорожек (канавок) на подшипнике

Дорожки образуются в результате одновременного воздействия слабых электрических токов и вибраций. Этот феномен чаще проявляется, когда речь идет об электрогенерирующем оборудовании, станках, электровозах и механизмах с приводными ремнями, несущих электростатическую нагрузку. Не известна связь частоты колебаний с другими параметрами работы подшипника: скоростью вращения, частотой тока, нагрузками. Средство борьбы – заземление механизмов, электрическая изоляция подшипников в корпусах, закоротка опор, применение токопроводящей смазки.

Надрывы

Надрывы – узкие разрывы или другие начальные стадии растрескивания, имеют возможными причинами чрезмерные напряжения при монтаже или демонтаже подшипника или трещины при обработке и закалке.

Абразивный износ подшипника

Абразивный износ придает подшипникам серый вид, как бы покрытый инеем. Он появляется при работе в абразивной среде при неудовлетворительной смазке.

Окрашивание (изменение цвета) подшипника

Окрашивание в коричневый, голубоватый или черноватый цвет подшипника является результатом поверхностного окисления в присутствии смазки, полимеризующейся при высокой температуре. Источник ненормального перегрева подшипника может быть внутренним, например избыток смазки, или внешним.

Повреждение сепараторов подшиипников

Повреждения сепараторов происходят главным образом в результате небрежного монтажа подшипника.

Внешние признаки повреждения подшипника

Внешние признаки повреждения подшипников многочисленны:

  • вибрации, определяемые на ощупь или с помощью электронной аппаратуры могут привести к остановке машины. Они свидетельствуют о повреждении подшипника выкрашиванием, абразивном износе, коррозии, дисбалансе, чрезмерных зазорах, заклинивании, недостаточном прижимании кольца.
  • ненормальный шум в результате перекатывания катящихся элементов через инородные частицы или вмятины, образовавшиеся в результате плохого монтажа подшипника или выкрашивания, коррозии подшипника, уменьшения внутреннего зазора, поломки сепаратора или вращающихся элементов подшипника.
  • повышение температуры может означать как отсутствие, так и излишек смазки в подшипнике, отсутствие внутреннего зазора, аварийную перегрузку или плохой монтаж подшипника.

повышенный момент трения может быть следствием повреждения сепаратора, непригодности смазки, повреждения уплотнения подшипника.

Профилактика и контроль повреждений подшипников

Контролируя работу подшипников, измеряя температуру, шум, вибрации и периодически анализируя качество смазки можно значительно уменьшить риск возникновения повреждений подшипников.

  • подшипник – узел чувствительный к ударам,
  • подшипник - блок высокой точности, требующий мер предосторожности и точности при монтаже,
  • подшипник должен использоваться в пределах его возможностей,
  • подшипник - совокупность точно подогнанных деталей и, требующих эффективной смазки,
  • любой подшипник, предназначен для работы в определенных условиях, поэтому и существует большое количество типов и размеров подшипников,
  • у стандартных подшипников не может быть характеристик подшипников высокой точности. Высокая надежность, спокойная работа, сниженный вес требуют применения специальных подшипников.

В 90% случаев используются закаленные подшипниковые стали, в 10% - цементированные.

Подшипники в вашем городе