خرابی برینگها ، علت و روش پیشگیری ،SKF،FAG،TIMKEN،KOYO،HIWIN

خرابی برینگها : بلبرینگ ، رولبرینگ ، لاینر برینگ ، یاتاقان بلبرینگ ، رولبرینگ سوزنی ، بلبرینگ کف گرد ، بلبرینگ صنعتی ، رولبرینگ صنعتی ، علت و روش پیشگیری

با توجه به نقش مهم برینگ های غلتشی در ماشین آلات گوناگون، اهمیت شناخت علل خرابی آنها و ممانعت از بروز آن واضح می نماید. متأسفانه عدم حصول برینگ به طول عمر محاسبه شده امری غیرعادی نیست. دلایل زیادی برای این امر ممکن است وجود داشته باشد. نظیر:
- مقدار بار بیشتر از حد پیش بینی شده.
- روانکاری ناقص یا نامناسب.
- استعمال نادرست.
- آب بندی غیر مؤثر.
- انطباق خیلی فشرده و در نتیجه لقی داخلی کمتر از حد لازم.
هر یک از عوامل فوق الذکر تأثیر خاص خود را بر روی برینگ گذاشته که در نتیجه با بررسی یک برینگ معیوب در بسیاری موارد می توان علت خرابی آن را شناسایی نموده و از بروز مجدد آن جلوگیری کرد.
مبحث حاضر بر این مبنا تهیه شده است. نکته ای که باید به آن اشاره شود اینست که یافتن معانی متمایز برای واژه های خارجی قدری مشکل است. به این ترتیب که در بسیاری موارد حتی با مراجعه به فرهنگ لغات معتبر و گوناگون، معادل فارسی واژه های مورد نظر یکسان بنظر می رسند. لذا جهت تمایز و تشخیص بهتر عیوب قید شده بهتر است تعاریف، علت و تصاویر را نیز کاملاً مد نظر قرار داد.
پوسته پوسته شدن، پیدایش حفره Flaking , Pitting
تعریف:
پوسته پوسته شد پدیده ایست که طی آن سطح شیار غلتک یا ساچمه به علت اعمال مکرر بار با مقطعی پولک مانند کنده می شود. ظهور آن به منزله پایان عمر برینگ است. پیدایش حفره عبارتست از ایجاد سوراخهایی به عمق 0.1 mm بر روی شیار غلتک.
پوسته پوسته شدن حلقه داخلی بلبرینگ شیار عمیق
علت:
پوسته پوسته شدن و پیدایش حفره در مراحل اولیه کارکرد برینگ بدلیل شرایط زیر بروز می نماید:
1. کاهش لقی داخلی نسبت به مقدار معین شده در حین چرخش برینگ.
2. اشتباه در نصب حلقه برینگ و کج شدن آن.
3. ایجاد ترک، دندانه شدن، زنگ زدگی و شکستگی بر روی شیار غلتک در حین نصب.
4. غیر دقیق بودن شکل شافت یا محفظه.
پوسته پوسته شدن حلقه داخلی رولبرینگ استوانه ای
پوسته پوسته شدن حلقه بیرونی رولبرینگ استوانه دو ردیفه
پوسته پوسته شدن حلقه داخلی رولبرینگ مخروطی
روش اصلاح:
1. پوسته پوسته شدن:
الف- استفاده از برینگ با قدرت تحمل بار بالاتر.
ب- کنترل وجود بار غیرعادی.
ج- بهبود روش روانکاری جهت حصول اطمینان از تشکیل لایه روانکار از طریق افزایش ویسکوزیته.
2. پیدایش حفره:
افزایش ویسکوزیته روانکار جهت حصول اطمینان از تشکیل مطلوب تر فیلم آن.
پوسته شدن حلقه داخلی رولبرینگ بشکه ای
سایش، کچلی Wear, Fretting
تعریف:
سایش عموماً در اثر لغزش قطعات بر روی یکدیگر نظیر سطح جانبی غلتک با لبه حلقه، سطح حفره های قفسه، قفسه و سطح راهنمای حلقه برینگ ایجاد می شود.
سایش حاصله از وجود مواد زائد و خوردگی نه تنها در مورد سطوح لغزنده بلکه در سطوح چرخشی نیز اتفاق می افتد.
سایش در سطوح جانبی غلتک های رولبرینگ استوانه ای
سایش در شیار غلتک رولبرینگ های استوانه ای دو ردیفه
علت:
سایش:
1. روانکار نامناسب یا غیر کافی.
2. آلودگی توسط مواد زائد.
کچلی:
1. بار مرتعش.
2. ارتعاش ملایم حاصل از بار بر روی سطوح درگیر.
کچلی در سوراخ داخلی رولبرینگ مخروطی
کچلی در سطح بیرونی حلقه بیرونی بلبرینگ شیار عمیق
روش اصلاح:
1. سایش:
الف- تجدید نظر و اصلاح در روانکار و روش روانکاری.
ب- تصفیه روغن.
ج- بهبود آب بندی.
2. کچلی:
الف- بررسی وجود ارتعاش و حذف آن.
ب- بررسی انطباق و افزایش آن.
ج- افزایش صلبیت شافت.
ترک، لب پریدگی Cracks, Chips
تعریف:
ترک شامل ترکهای کوچک، شکاف و شکستگی می باشد.
لب پریدگی نوعی خرابی است که در قسمتهای خاصی از لبه حلقه ها یا گوشه غلتک ها اتفاق می افتد.
ترک و لب پریدگی در یک رولبرینگ بشکه ای
ترک در حلقه بیرونی بلبرینگ با چهار نقطه تماس
علت:
ترک:
1. بار سنگین.
2. بار داخلی خیلی سنگین ناشی از جا زدن نادرست.
3. تداخل بیش از حد در انطباق و یا عدم تقارن شکلی شافت و محفظه.
4. تولید گرمای ناگهانی در اثر لغزش اتفاقی در سطوح چرخشی، سطوح لغزشی یا سطوح درگیر.
5. گرمای غیرعادی حاصله از کمبود روانکار.
لب پریدگی:
1. بار محوری سنگین غیرعادی یا بار ضربه ای.
2. ضربه چکش یا ابزارهایی نظیر آن در هنگام جازدن یا در آوردن برینگ.
ترک در حلقه بیرونی رولبرینگ استوانه ای دو ردیفه
لب پریدگی حلقه بیرونی رولبرینگ استوانه ای
روش اصلاح:
1. ترک:
الف- بررسی وجود بار بسیار سنگین.
ب- حذف فشارهای منتجه از حرارت.
ج- بهبود انطباق. (کاهش آن).
2. لب پریدگی:
الف- بهبود روشهای جازدن و در آوردن برینگ.
ب- بهبود روش استفاده و جابه جا نمودن برینگ.
ج- تحقیق در مورد وجود بار خیلی سنگین.
لب پریدگی حلقه بیرونی رولبرینگ استوانه ای
برینل شدن، دندانه شدن Brinelling, Nicks
تعریف:
برینل شدن عبارتست از ایجاد تورفتگی در قسمتی از سطح شیار غلتک که با اجزاء غلتشی در تماس است و در اثر تغییر شکل پلاستیکی حاصل می شود.
این پدیده می تواند از آلودگی ناشی از مواد زائد جامد حاصل شود.
دندانه دندانه شدن عارضه ایست که در اثر اعمال ضربه مستقیم توسط چکش یا ابزاری نظیر آن بر برینگ ایجاد می شود.
برینل شدن شیار ساچمه حلقه بیرونی بلبرینگ شیار عمیق
برینل شدن سطح شیار غلتک حلقه داخلی رولبرینگ مخروطی
علت:
برینل شدن:
1. بار بسیار سنگین. (استاتیکی، ضربه ای)
2. وجود مواد زائد خارجی در برینگ.
دندانه دندانه شدن:
1. جازدن و درآوردن برینگ به روش نادرست.
2. استعمال نادرست برینگ.
روش اصلاح:
1. برینل شدن
الف- بررسی وجود بار بسیار سنگین و اصلاح آن.
ب- بهبود آب بندی.
ج- شستشوی دقیق شافت و محفظه جهت حذف مواد زائد.
د- تصفیه روغن.
ه- بررسی پوسته پوسته شدن برینگ مورد نظر.
2. دندانه دندانه شدن
الف- بهبود روش جازدن و درآوردن.
ب- بهبود روش استفاده از برینگ.
خراش، خش Scratches,Suffing
تعریف:
خراش شکافی است کم عمق که از لغزش ایجاد می شود.
خش عارضه ایست ناشی از فشار تماس و دمای بالا در سطوح دوار، بطور کلی خراشهای شدیدتر، سایش در نظر گرفته می شود.
خراش روی سطح دوار غلتک رولبرینگ استوانه ای
خراش روی سطح دوار غلتک رولبرینگ استوانه ای
علت:
خش افتادگی سطح جانبی غلتک و لبه حلقه:
1. روانکاری نامناسب در محل تماس.
2. بار اولیه بیش از حد.
3. وجود مواد زائد.
4. بار محوری غیرعادی.
خش و خراش بر روی شیار غلتک:
1. چرخش ناقص اجزاء غلتشی.
2. روانکاری ناقص.
3. وجود مواد زائد.
خراش روی سطح شیار حلقه بیرونی رولبرینگ استوانه ای دو ردیفه
خش افتادگی سطح داخلی حلقه داخلی رولبرینگ مخروطی
روش اصلاح:
1. خش افتادگی سطح جانبی غلتک و لبه حلقه:
الف- تجدید نظر و اصلاح روانکار و روش روانکاری.
ب- کنترل وجود بار غیرعادی.
ج- افزایش آب بندی.
2. خراش و خش بر روی شیار غلتک:
الف- تجدید نظر و اصلاح روانکار و روش روانکاری.
ب- افزایش آب بندی.
ج- پاکیزه نمودن شافت و محفظه به اندازه کافی.
خش افتادگی سطح لبه حلقه داخلی و سطح جانبی غلتک رولبرینگ استوانه ای لبه دار.
زنگ، خوردگی Rust, Corrosion
تعریف:
زنگ زدگی عبارتست از تشکیل لایه فیلم اکسیدی، ئیدروکسیدی یا کربناته در اثر فعل و انفعالات شیمیایی بر روی سطح فلزی.
خوردگی به پدیده اکسیداسیون یا تجزیه در اثر فعل و انفعال شیمیایی با یک اسید یا باز گفته می شود.
زنگ زدگی روی شیار ساچمه بلبرینگ تماس زاویه ای دو ردیفه
زنگ زدگی روی شیار غلتک رولبرینگ استوانه ای دو ردیفه
زنگ زدگی غلتکی رولبرینگ استوانه ای
زنگ زدگی حلقه ها و غلتک های رولبرینگ مخروطی
علت:
زنگ زدگی:
1. هنگامی که ماشین متوقف شده و دمای آن تا نقطه شبنم افت می کند، رطوبت داخل محفظه به قطرات آب تبدیل شده، روانکار را آلوده می کند. در نتیجه سطح برینگ زنگ می زند.
2. در صورتی که برینگ در محیط مرطوب برای مدت طولانی انبار شود، زنگ زدگی در فواصل یکسان با فواصل اجزاء غلتشی بر روی شیار غلتک ظاهر می شود.
خوردگی:
1. زمانی اتفاق می افتد که ترکیبات کلرین یا سولفور موجود در مواد افزودنی روانکار تحت دمای زیاد تجزیه می شود.
2. زمانی که آب به داخل برینگ نفوذ کند.
روش اصلاح:
الف- تقویت سیستم آب بندی مجموعه.
ب- بازرسی منظم روانکار.
ج- فراهم نمودن امکانات لازم برای جلوگیری از زنگ زدگی برینگ در انبار کردن آن.
زنگ زدگی شیار غلتک حلقه بیرونی رولبرینگ مخروطی.
تغییر رنگ Discoloration
تعریف:
تغییر رنگ پدیده ایست که طی آن سطح برینگ به علت زنگار یا حرارت حاصله از چرخش تغییر رنگ می دهد.
علت:
1. افت خاصیت روانکار یا چسبندگی مواد زنگی به سطح برینگ.
بعضی از این مواد را می توان بوسیله یک حلال پاک کرد.
2. یک تغییر رنگ قهوه ای سطوح غلتشی یا لغزشی، از پودرهای اسیدی حاصل از سایش در حین کار حاصل می شود. در حالت عمومی، این پودرها به صورت یکنواخت به سطح برینگ می چسبند.
تغییر رنگ ساچمه بلبرینگ شیار عمیق
تغییر رنگ شیار غلتک و سطح غلتک رولبرینگ استوانه ای
تغییر رنگ حلقه داخلی و غلتک های رولبرینگ مخروطی
روش اصلاح:
تغییر رنگ می تواند به صورتهای : زنگ زدگی، ایجاد حفره، خوردگی و تغییر رنگ حرارتی تقسیم شود. زنگار می تواند توسط یک حلال آلی (استون) زدوده شود. با بررسی میکروسکوپی ملاحظه می شود که حفره های الکتریکی از تخلیه الکتریکی حاصل می شود.
در صورتی که ناهمواری سطحی با کشیدن کاغذ سنباده پاک نشود به آن رنگ یا خوردگی گفته می شود و در صورتیکه پاک شود تغییر رنگ حرارتی اطلاق می گردد.
الف- بهبود انتقال حرارت از برینگ.
ب- بهبود روانکار.
ج- تجدید نظر و بهبود شرایط کاری برینگ.
لکه دار شدن Smearing
تعریف:
پدیده ای است که طی آن گیرپاژهای کوچک روی سطوح چرخشی متمرکز می گردد.
طی این پدیده بخشهایی از سطح برینگ در اثر حرارت ناشی از اصطکاک ذوب شده به طوری که بعضی سطوح به نحو قابل ملاحظه ای ناهموار می گردند.
لکه روی شیار ساچمه حلقه داخلی بلبرینگ شیار عمیق
لکه روی سطح ساچمه
لکه روی شیار ساچمه بلبرینگ تماس زاویه ای
لکه روی شیار غلتک بیرونی رولبرینگ استوانه ای
لکه روی غلتک های رولبرینگ استوانه ای
علت:
1. حذف فیلم روغن و توقف چرخش جزء غلتشی به علت استفاده از روانکار نامناسب و سرخوردن آن بر روی شیار غلتک.
2. در بلبرینگ ها، لکه از سر خوردن ساچمه ها ایجاد می شود و در رولبرینگ ها این امر بیشتر در هنگام ورود و خروج غلتک ها به نقطه اثر نیرو پدید می آید.
روش اصلاح:
1. تجدید نظر و بهبود تشکیل فیلم روغن.
2. استفاده از روانکار مخصوص فشار بالا.
3. اتخاذ روشهایی جهت ممانعت از سرخوردن. (با کاهش لقی داخلی)
خزش Creep
تعریف:
به جابجایی یک حلقه برینگ در حین کار نسبت به شافت یا محفظه اطلاق می شود.
علت:
خزش به علت انطباق کمتر از اندازه مورد نیاز نسبت به حرارت یا بار موجود ایجاد می شود.
روش اصلاح:
تجدید نظر (افزایش) در انطباق بین حلقه داخلی با شافت و حلقه خارجی با محفظه.
خزش در حلقه داخلی بلبرینگ شیار عمیق
خزش در حلقه بیرونی بلبرینگ شیار عمیق
خزش در حلقه داخلی رولبرینگ استوانه ای دو ردیفه
خزش در حلقه داخلی رولبرینگ مخروطی
ایجاد حفره الکتریکی Electric Pitting
تعریف:
پدیده ای است که طی آن سطح برینگ به طور نسبی بر اثر جرقه های حاصله از ورود و خروج جریان الکتریکی از لایه بسیار نازک فیلم روغن در محل تماس جزء غلتشی با شیار ذوب می شود.
این اثر می تواند به صورت حفره یا شیار باشد. نوع شدید آن می تواند به پوسته پوسته شدن بیانجامد.
در صورت توانایی مشاهده شیار و حفره بر روی سطوح برینگ با چشم غیر سطح، برینگ مذکور قابل استفاده نخواهد بود.
بر روی بلبرینگ شیار عمیق
بر روی بلبرینگ استوانه ای
بر روی حلقه داخلی رولبرینگ استوانه ای
شیار بر روی حلقه داخلی رولبرینگ استوانه ای
شیار بر روی غلتک های بشکه ای
علت:
سطح برینگ بطور نسبی به علت عبور جریان برق ذوب شده است.
روش اصلاح:
عایق کاری برینگ یا قطعات نزدیک برینگ.
گیرپاژ Seizure
تعریف:
به پدیده ای اطلاق می شود که طی آن اجزاء برینگ به علت حرارت غیر عادی یا زبری سطوح، ذوب و به یکدیگر چسبیده به طوری که برینگ دیگر قادر به چرخش نخواهد بود. با ظهور این امر، استفاده از برینگ دیگر ممکن نیست زیرا سختی کاهش یافته و چرخش آرام بر روی سطوح ناهموار ممکن نمی باشد.
علت:
حرارت غیر عادی به علت روانکار نامناسب، بار اولیه زیاد یا تماس نامناسب اجزاء غلتشی با شیار خود به گونه ای که با خنک کاری و یا روانکاری قابل جبران نباشد.
گیرپاژ در رولبرینگ استوانه ای
در رولبرینگ استوانه ای لبه دار
در رولبرینگ مخروطی
روش اصلاح:
بسته به شرایط کاری برینگ عوامل مختلفی ممکن است سبب بروز مشکل مذکور شده که باید ضمن بررسی راه حل متناسب با آن انتخاب شود.
خرابی قفسه Failure of Cage
1. ترک
برینگ دارای ترکهای شدید در صورتیکه تحت بار سنگین قرار گیرد از کار خواهد افتاد.
2. تغییر شکل
از آنجائی که قفسه ها از مواد نرم ساخته می شوند، آسیب پذیری آنها در برابر نیروهای خارجی یا تماس با قطعات مجاور زیاد است.
شکستگی قفسه در بلبرینگ شیار عمیق
شکستگی قفسه در رولبرینگ مخروطی
تغییر شکل قفسه رولبرینگ استوانه ای
شل شدن پرچ قفسه رولبرینگ استوانه ای
3. زنگ و خوردگی
اگر بر روی قفسه علائم زنگ زدگی یا خوردگی مشاهده شود، می توان چنین فرض نمود که حلقه های برینگ و اجزاء غلتشی نیز دچار این عیوب شده است.
4. سایش
همانگونه که قبلاً نیز توضیح داده شد، قفسه تحت شرایط زیر قادر به ادامه کار نیست زیرا در حالات مذکور چرخش اجزاء غلتشی با اشکال مواجه خواهد شد: قفسه ایکه حفره های مربوط به قرار اجزاء غلتشی آن سائیده شده باشد، قفسه ایکه قادر به نگهداری جزء غلتشی نباشد، قفسه ایکه سطح راهنمای مربوط به حلقه آن نامتقارن یا بشدت سائیده شده باشد.
5. شل شدن پرچها
علل این امر عبارتند از: طریقه نصب غلط، بار ممان، بار متغیر، ارتعاش و نظایر آن. برینگ با این عیب قابل استفاده مجدد نیست.
زنگ زدگی قفسه رولبرینگ مخروطی
علت و راه حل:
1. ترک:
الف- کاربرد نادرست.
ب- بار غیرعادی، بار ارتعاشی.
2. تغییر شکل:
الف- کاربرد نادرست.
3. زنگ، خوردگی:
الف- تقویت سیستم آب بندی، کنترل دوره ای روانکار.
ب- فراهم نمودن شرایط لازم جهت ممانعت از زنگ زدن برینگ در انبار کردن آن.
4. سایش:
الف- کمبود روانکار یا نامناسب بودن آن ... بررسی و بهبود روانکار و روش روانکاری.
ب- آلودگی توسط مواد زائد ... بهبود سیستم آب بندی.
5. شل شدن و بریدگی پرچ:
الف- نصب ناصحیح برینگ ... اصلاح انحراف آن.
ب- بار شدید یا ارتعاشی ... مشاوره با کمپانی سازنده.