概述
图像
OptiComp™BN压缩机控制套件

在管理旋转机械的整体运行状况时, 滚动轴承的状况起着至关重要的作用. 单个轴承故障就会导致机器停机, 导致昂贵的停机时间和生产损失.  

在本特利内华达,我们提供广泛的轴承 状态监测 用于轴承故障早期检测和诊断的工具、软件和设备. 从振动传感器到数据采集工具和诊断软件, 我们有解决方案,您需要保持您的工厂高效和有效地运行. 合理设计和精心润滑的轴承几乎可以有无限的寿命. 然而, 如果有足够的时间,所有的reb最终都会因为安装不良而大大加速疲劳机制而失效, 重载, 不适当的润滑, 或污染.  

探索本特利内华达的全方位资产绩效管理和监控解决方案,以保护您的全厂机械和防止意外停机.



产品组合

加速度计
加速度计

发现早期迹象的轴承问题与本特利内华达加速度计

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轴承失效的常见原因
轴承润滑不当

滚动元件轴承依赖于一层极薄的润滑剂,以保持滚动元件/比赛接触到最低限度. 滚动元件实际上有一定程度的打滑, 润滑剂形成一种弹性流体动力楔形,使元件保持分离. 元素的分离是典型表面粗糙度的几倍, 小于一微米(或几微英寸).  润滑液还用于去除在元件和金属圈之间的非常小的间隙中剪切所产生的热量. 如果润滑供应不足, 然后金属对金属的接触就会发生, 造成磨损,并可能抹黑种族. 润滑剂必须是清洁的,并且是与负载和工作温度相适应的类型. 滚动轴承可以在相对少量的润滑剂的情况下很好地长时间生存. 过度润滑可能是有害的,因为润滑剂剪应力引起高温,实际上可能导致轴承故障.

轴承润滑问题的一些迹象包括:

  • 变色
  • 划痕和剥皮
  • 滚子端部/轴承金属温度
  • 轴承锁住

 

DE轴承下半部分和上半部分为发现条件
轴承油污染

润滑油的清洁度对延长轴承寿命至关重要. 如果污垢颗粒直接或通过油系统进入轴承, 然后,颗粒会被困在滚动元件和比赛之间. 如果粒子有足够的硬度, 此时,在颗粒接触处产生的极端应力将引起人种和/或单元材料的局部塑性变形. 这将产生一个永久坑,将作为一个潜在的裂纹成核地点. 即使是被困在滚动元件和滚道之间的微米级碎片也会导致局部塑性屈服,并在其中一个或两个表面形成一个小坑. 相对较小的坑边界半径作为应力集中因子,大大增加了疲劳裂纹萌生的可能性. 大颗粒也可能以这样一种方式堵塞,从而减少元素的滚动作用,增加滑动运动. 滑动运动时, 这些污垢颗粒就像犁一样, 在赛道表面形成永久凹槽.

轴承油污染问题的一些迹象包括:

  • 轴承磨损
  • 轴承点蚀
  • 瘀伤
图11. 印画.  图12. 碳环表面污染物堵塞切断.  图13. 轴上碳环区域有摩擦痕迹.  图14. 油污染导致清漆形成.
安装和清理不当

许多轴承在安装过程中已经报废. 轴承必须小心处理,并按照制造商的规范安装. 如果轴承套圈上使用过盈配合, 在安装过程中,必须小心避免环变形或翘起. 翘起或不对中的轴承套圈将在轴承中产生异常负载. 不正确的配合也会使轴承承受不正常的载荷. 虽然这看起来很明显, 轴承绝不应以这样的方式被压在滚动元件上. 高压力负荷会导致球永久凹陷(brinell)的种族.

轴承不对中通常是由于轴承座和轴配合不当造成的. 常见问题包括:

  • 弯曲的轴
  • 偏方轴肩
  • 不规则间隔器
  • 方形夹持螺母
  • 不当的安装 & 宽松的适合
轴承不对准摩擦
应用轴承不正确

如果设计人员未能考虑在使用过程中可能发生的所有负荷, 为应用选择的轴承可能不正确. 如果使用载荷超过设计意图,则轴承将过早失效. 对于设计人员来说,了解服务中可能出现的静态和动态加载是很重要的. 在载荷谱的另一端是轴承负载非常轻的情况. 在这种情况下,滚轮滑动而不是滚动,这也是不希望的.  也有可能在组装或修理过程中安装了错误的轴承.

 

不正确的轴承
过度负荷

轴承寿命对载荷非常敏感. 轴承载荷可分为静载荷, 它们的大小和方向是恒定的, 以及动态载荷, 在大小和方向上都可以变化. 在设计阶段要适当地确定轴承的尺寸, 机械设计人员必须考虑这两种类型的载荷及其对轴承预期寿命的影响. 如果在使用期间,机器中的负载明显偏离设计值, 轴承寿命将受到影响. 错位是静载荷过大的一个重要来源. 适当设计和尺寸的联轴器将在一定程度上适应错位, 但如果不对中超过了耦合的能力, 然后在轴承处可能出现过大的载荷. 静负载的另一个重要来源是皮带传动. 许多转子故障引起了动态负荷, 但也可能是机器工作的结果. 不平衡, 摩擦, 或气动或流体引起的不稳定会产生超过设计极限的动态载荷,并降低轴承寿命. 此外,耦合故障可能会引入过多的静态和动态负载.

轴承疲劳应力
不旋转时暴露于振动

brinling是一种非旋转载荷损伤形式. 当转子停止时,轴承中的滚动元件保持在一个位置. 如果机器受到冲击负荷, 元素(尤其是球)可以使种族发生塑性变形, 形成一组永久的坑. 这种情况发生在通过铁路或卡车运输的新机器上. 机器到达工厂,却发现轴承已经损坏. 为了防止这种损害, 易损机械通常在运输过程中在车削齿轮上转动. 备用(备用)机器在不运行时暴露在某种程度的振动中是正常的. 它的静载荷将润滑压离轴承载荷区, 允许元素和种族之间的金属接触. 如果振动足够大, 当主机在长时间的使用后出现故障时,备用机的轴承可能在开机后不久,主机还没有修好之前,就因卤水损坏而失效. 一种预防措施是定期运行备份机.

电流(EDM)

不适当的接地会导致电流流过滚动轴承. 如果发生电弧, 少量的轴承材料在小的汽化, 高温电弧. 这种汽化有效地从滚动元件或轴承圈或两者中去除材料. 由此产生的坑作为应力集中器,能够成核疲劳裂纹, 导致最终失败. 电弧造成的损伤类似于电火花加工(EDM)。, 它由一个变频驱动的马达驱动. 在极少数情况下,这也可能是由于过程流体和材料的静电荷积聚.

搓板花纹轴承故障
疲劳失效

假设轴承正确加载, 清洁, supplied with a correct amount of 清洁 lubricant of the proper type; failure of a typical rolling 元素 bearing is still inevitable because of fatigue. 滚动轴承载荷与在其他工程结构中发现的载荷类型有很大的不同,在其他工程结构中,可以使用耐力极限来保证免于疲劳失效. 不幸的是, 滚动轴承不存在这种耐力极限, 这些轴承最终会发生疲劳失效. 随着轴承向疲劳失效方向发展, 剥落发生在外层, 内套, 或元素. 滚动的元件遇到剥落坑(或损坏的元件旋转), 冲击/响应振动倾向于在特征频率上重复, 称为轴承缺陷频率, 通常被称为故障频率. 每个轴承都有一组与内圈相关的缺陷频率, 外环, 元素, 笼的缺陷是由其特定的几何形状和运行速度决定的.



轴承磨损监测-弯曲方法

这是一个理想的场景, 带有滚动轴承的机器将以与关键轴颈轴承机器相同的方式进行监测(每个轴承上都有振动传感器), 轴承温度, Keyphasor†传感器, 在线监测). 然而,在经济上很难证明这种水平的监控是合理的.  监测轴承温度、磨损和整体状况的最佳方法是通过 在线监测 -使用永久安装、连续或扫描系统. 有了在线系统,一个合适的 传感器套件 需要检测机器何时出现问题.

在没有在线监测系统的情况下,a 便携式数据采集器 (PDC) 下一个最好的方法是什么.  建立PDC路由的一个重要部分是定义数据采集的频率. 数据收集得越频繁, 早期轴承故障检测的可能性越大. 但结果是, 由于更频繁的数据收集和分析,状态监测的成本将更高. 路线的创建和时间取决于机器的工作时间, 运行速度, 负载, 工艺和环境条件, 等等.

有关滚子轴承监测的进一步信息, 请联系本特利内华达申请 & 解决方案架构师或机械诊断服务工程师为您提供建议.

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