Analýza poškození ložisek

Obecně platí, že pokud jsou valivá ložiska správně používána, vydrží až do jejich předpokládané únavové životnosti. Často však selhávají předčasně kvůli chybám, kterým se lze vyhnout.
 
Poškození a následné selhání ložisek jen v malém procentu případů souvisí s běžnou únavou materiálu. Většinou selhání ložiska souvisí se znečištěním a s mazivem (odhadem až 80%). Jak mazat ložiska naleznete zde.
 
Příznakem normální únavy ložiskové oceli je odloupávání povrchu odvalujících se ploch, tzv. pitting. Toto odloupávání se stále rozšiřuje až znemožní další funkci ložiska.
 
Poškození ložiska se často projeví hlučným chodem, zvýšenými vibracemi nebo nadměrně zvýšenou teplotou ložiska. Počáteční stadium poškození je proto možné odhalit pomocí diagnostických systémů a tím včas zařízení včas odstavit a zjednat nápravu.
V praxi není vždy jednoduché zjistit podle stavu ložiska přesnou příčinu jeho poškození. Při vyšetřování poruchy ložiska proto není důležité jenom vlastní ložisko, ale i další okolnosti související s jeho vyřazením. Na rozdíl od únavové životnosti může být předčasné selhání způsobeno nesprávnou montáží, manipulací, mazáním, vniknutím nečistot anebo abnormální teplotou. Chování ložiska krátce před jeho vyřazením a všechny okolní podmínky je třeba zjistit co nejpřesněji a písemně je zaznamenat.
 
Pozornost je třeba zaměřit zejména na:
  • Změny v teplotním režimu ložiska oproti normálnímu stavu
  • Změny v hlučnosti ložiska včetně popisu charakteru hluku
  • Celkový stav zařízení
  • Skutečné provozní podmínky, za kterých ložisko pracovalo
  • Jaké trvanlivosti ložisko skutečně dosáhlo
  • Bylo použito předepsaného maziva a ve správném množství    

Během demontáže nesmí dojít k dalšímu poškození ložiska. Je nutné posoudit stav maziva a odebrat jeho vzorky, prověřit všechny sousedící součásti a jejich případné poškození a nepravidelnosti. Poloha ložiskových kroužků vůči připojeným součástem se má označit a podle možnosti dokumentovat náčrtkem.

V některých případech, kdy ložisko není úplně zničeno, je možné z oběžných drah valivých elementů (resp. konkrétních záběhových stop) přibližně určit možné příčiny nesprávného chodu a následného selhání.
 

Schematická zobrazení oběžné dráhy vnitřního a vnějšího kroužku u jednořadého kuličkového ložiska:

1)      Běžné záběhové stopy při čistě radiálním zatížení

Běžné záběhové stopy při radiálním zatížení
2)      Běžné záběhové stopy při čistě axiálním zatížení  
Běžné záběhové stopy při axiálním zatížení
3)      Běžné záběhové stopy při kombinaci axiálního a radiálního zatížení
Běžné záběhové stopy při kombinaci radiálního a axiálního zatížení
4)      Záběhové stopy při nadměrném axiálním zatížení
Záběhové stopy při nadměrém axiálním zatížení
5)      Záběhové stopy při špatné kruhovitosti
Záběhové stopy při špatné kruhovitosti
6)        Záběhové stopy při nadměrném vnitřním předepnutí
Záběhové stopy při nadměrném vnitřním předepnutí
7)        Záběhové stopy při nesouososti vnějšího kroužku
Záběhové stopy při nesouososti vnějšího kroužku
8)      Záběhové stopy při nesouososti vnitřního kroužku
Záběhové stopy při nesouososti vnitřního kroužku

Nejčastější typy selhání ložisek spolu s jejich příčinami a nápravnými opatřeními jsou uvedeny v tabulce:

Tabulka poškození

Příklady:

odlupování vnitřní kroužek
Součást:          Vnitřní kroužek soudečkového ložiska
Symptom:        Odlupování materiálu na jedné straně
Příčina:           Nadměrné axiální zatížení
Flaking 2
Součást:          Vnitřní kroužek kuličkového ložiska
Symptom:        Odlupování materiálu na hraně oběžné dráhy kroužku ložiska v roztečích kuliček
Příčina:           Poškození při montáži, otlaky od axiální síly
12 false brinelling
Součást:          Vnitřní kroužek kuličkového radiálního ložiska
Symptom:        False brinelling na oběžné dráze ložiskového kroužku
Příčina:           Nadměrná axiální zatížení
 
False brinelling = mazivo je vytlačeno ven z místa zatížení, tzn. že zde narůstá opotřebení. Uvolněné částice z opotřebených komponent oxidují v abrazivní aložku a dále urychlují další opotřebení
13 Prasklina
Součást:          Vnitřní kroužek soudečkového ložiska
Symptom:        Prasklina
Příčina:           Velké napětí vlivem vysoké teploty
14 nečistoty
Součást:          Oběžná dráha kroužku válečkového ložiska
Symptom:        Otlaky na povrchu oběžné dráhy
Příčina:           Přítomnost cizích částic (nečistot)
15 Zadření
Součást:          Vnitřní kroužek soudečkového ložiska
Symptom:        Oběžná dráha je zbarvená. Opotřebené části klece jsou "zaválcovány a zavařeny" do oběžné dráhy kroužku. Zadření ložiska
Příčina:           Nedostatečné mazání
16 fretting
Součást:           Vnitřní kroužek radiálního kuličkového ložiska
Symptom:        Styková koroze, poškození povrchu s postupnou oxidační degradací na vnitřním průměru vnitřního kroužku
Příčina:            Vibrace (mikropohyb v uložení, koroze)
smearing
Součást:          Vnější kroužek válečkového ložiska
Symptom:        "Smearing" na povrchu oběžné dráhy kroužku
Příčina:           Prokluz válečků vlivem přemazání ložiska
 
Smearing = poškození vznikající miniaturním zadíráním jednotlivých komponent ložiska při nedostatku olejového filmu mezi nimi a/nebo při prokluzu.

Typická poškození

Koroze

Poškození valivých ložisek korozí může být podle příčin jejího vzniku dvojího druhu.
  •  Koroze způsobená vlhkostí nebo agresivními látkami se projeví nejen na oběžných drahách ložiska, nýbrž i na ostatních jeho plochách a na dalších součástech uložení.
  • Vibrační koroze má za následek prohlubeniny na oběžných drahách v rozteči valivých těles. Prohlubeniny mají drsný povrch a u jejich okrajů není žádný vytlačený materiál. Takové poškození vzniká, jestliže je zatížené ložisko po delší dobu vystavené chvění za klidu, např. během přepravy. 
Ke stykové korozi dochází na úložných plochách, tedy v díře a na vnějším povrchu ložiska. Stejný jev je patrný i na přilehlých úložných plochách připojených součástí. Příčinou vzniku stykové koroze jsou mikropohyby ve stykové spáře. Funkce ložiska není stykovou korozí přímo ohrožena. Koroze je však příznakem chybného uložení ložiskového kroužku. Demontáž ložiska může být stykovou korozí ztížena.
Koroze styková
Koroze vlhkostí

Znečištění

Když se vůle v ložisku znatelně zvětší, aniž by při tom došlo k odloupávání povrchu oběžných drah, znamená to, že mazivo obsahuje nečistoty.

Může to být otěr z vlastního zařízení (např. otěr z ozubených kol nebo z jiných součástí stroje). Převážně to však bývají nečistoty vniklé do uložení zvenčí, protože těsnění neodpovídá daným provozním podmínkám nebo je poškozené, případně bylo použito znečištěné mazivo.
 
Nečistoty způsobují otlaky. Tyto otlaky od cizích tělísek zmenšují nosnou plochu valivých těles a oběžných drah Mimoto také zabraňují vytváření potřebné mazací vrstvy. Hluboké otlaky ovlivňují trvanlivost ložiska i svým vrubovým účinkem, takže v oblasti otlaků dochází k přídavnému namáhání materiálu. Tím vznikají zpočátku trhlinky a později vylomeniny.
 
V pokročilém stadiu se poškození vyvolané otlaky od cizích tělísek podobá normální únavě materiálu.

 

Poruchy způsobené nevhodným nebo nedostatečným mazáním

Funkce valivého ložiska závisí ve značné míře na jeho mazání. 
Mazivo má tak velký význam, že by mohlo být pokládáno za samostatnou strojní součást.
Této skutečnosti se v praxi často nevěnuje náležitá pozornost. Značná část všech poruch valivých ložisek přímo nebo nepřímo souvisí s problematikou mazání
 
Nejčastější příčiny poruch valivých ložisek související s mazáním jsou:
  • nevhodné mazivo
  • nedostatek maziva
  • znečištěné mazivo
  • příliš opotřebované mazivo
  • přemazání

Nevhodné mazivo

Častou příčinou poruch ložisek, způsobených mazáním, je příliš nízká voskozita mazacího oleje nebo základního oleje u tuků. Stejně důležitá je i správná volba zmýdelňovací báze a penetrace u tuků. Také chybějící nebo nevhodná aditiva a směšování rozdílných druhů tuků mohou zapříčinit poruchy ložisek.

Nedostatek maziva

K nedostatku maziva může dojít u oběhového mazání přerušením dodávky oleje, při mazání olejovou lázní přílišným poklesem hladiny oleje a při mazání tukem příliš dlouhými domazávacími intervaly. 
Nedostatek maziva se ve většině případů projeví nadměrným vzestupem teploty v uložení.

Znečištěné mazivo

Určitému znečišťování maziva se lze ve většině uložení jen těžko vyvarovat. Normalizovaný způsob výpočtu jmenovité trvanlivosti již bere v úvahu jistý stupeň znečištění maziva.Větším znečištěním se jmenovitá trvanlivost značně zkrátí.
 
Naproti tomu s velmi čistým mazivem může upotřebitelnost ložiska podstatně překročit jmenovitou trvanlivost.
 
Účinky znečištění závisí na velikosti, tvaru, tvrdosti a koncentraci cizích tělísek v mazivu.
Znečištěné mazivo také zvyšuje hlučnost chodu ložisek.
 
Opatření potřebná proti znečišťování maziva jsou:
  • filtrace oleje při oběhovém mazání
  • častější výměna oleje při mazání olejovou lázní
  • dodržování čistoty při montáži
  • častější výměna tuku při tukovém mazání
  • kontrola znečištění maziva před jeho použitím

Příliš opotřebované mazivo

Maziva nejsou látky neomezeně trvanlivé. Během času ztrácejí v závislosti na mnoha činitelích svou mazací schopnost. 
Problémy související s přestárlým mazivem se dají vyloučit přiměřeným zkrácením domazávacích intervalů nebo výměnných lhůt.
 
Dalším řešením je přechod na jiné oleje nebo tuky s větší odolností vůči stárnutí.

Přemazání

Přemazání ložisek má za následek zvýšení jejich teploty. Jestliže se toto nezpozoruje včas, může dojít ke zničení ložiska.
 
Přemazání nastává tehndy, jestliže se do ložiska přivádí příliš velké množství oleje, když hladina olejové lázně je příliš vysoká, nebo když se při tukovém mazání příliš často a vydatně domazává.
Jak správně mazat ložiska naleznete zde.

Jsme špičkou v našem oboru

Navrhneme pro vás technicky optimální řešení v co nejkratším čase. Ušetříme vám náklady a vždy víte, že jsme tu pro vás 24 hodin denně, 7 dnů v týdnu, 365 dnů v roce.
Coroll - výhody

Skladové zásoby za více než 100 mil Kč.

Skladové zásoby doplňujeme podle konkrétních potřeb našich zákazníků i požadavků trhu a dodáváme „just in time“
Coroll - výhody

Dodávky ze skladu do 24 hodin

Upravíme a dodáme i lineární vedení pro potřeby MRO maximálně do 24 hodin.
Coroll - výhody

25 let zkušeností v oboru

Můžete se spolehnout na naši odbornost získanou dlouholetou praxí
Coroll - výhody

Profesionální technická podpora

Náš zkušený technický tým zajišťuje zákazníkům komplexní poradenství.
Coroll - výhody

Garance kvality a původu zboží

Spolupracujeme s renomovanými světovými výrobci, jsme vždy schopni doložit původ zboží, garantovat kvalitu a ručit za jeho parametry.
Coroll - výhody

Pohotovostní služba 24/7

Smluvním zákazníkům poskytujeme nepřetržitou službu dodávek zboží.

To není vše

Důvodů, proč s námi začít spolupracovat je mnohem víc.
Podivejte se
Používaním tohto webu súhlasíte s ukladaním cookies, nevyhnutných pre dobré fungovanie webu.