Ložiska

Nejčastější závady ložisek, neboli příčiny jejich poškození a předčasného konce životnosti ložisek jsou: Nedostatečné mazání, znečištění, přetížení a nesprávná manipulace a instalace.

Dopadají na válečková, jehlová, kuželíková i kuličková ložiska.

Když udeří, přinutí firmu zaplatit opravu a výměnu ložiska i sousedních poškozených dílů, například pouzder a hřídelů.

Ničitelé ložisek také snižují provozní efektivitu závodu, zvyšují prostoje a v nejhorších případech způsobují zranění pracovníků.

Zde jsou rady, jak mohou technici tyto čtyři zásadní ničitele ložisek hlídat a zneškodňovat.

1. Nedostatečné mazání:

Nedostatečné mazání je hlavním ničitelem ložisek. Je možné ho rozdělit do osmi základních kategorií:

Přeplňování

Nedostatečné plnění

Nesprávné specifikace

Míchání nebo neslučitelnost

Nesprávné mazání a intervaly

Špatná kvalita maziva nebo oleje

Kontaminace vodou

OEM výrobci a dodavatelé ložisek obvykle u ložisek specifikují správné množství maziva, jeho typ, kvalitu, přívodní systém, cyklus doplňování, viskozitu a aditiva.

Mohou také pomoci vybrat pro ložiska maziva na základě historie, zatížení, rychlostí, těsnění, provozních podmínek a očekávané životnosti.

Výrobci a distributoři by také měli uvádět podrobná doporučení ohledně skladování, skladové životnosti, dopravy, filtrace a dalších preventivních opatření.

A pokud se změní nějaké podmínky, i ty, které se zdají nevýznamné, je třeba konzultovat dodavatele maziva.

Míchání různých jakostí a značek mazacích tuků nebo olejů může mít katastrofální následky.

Maziva musí být navzájem slučitelná, aby v průběhu doby správně fungovala.

Vzhledem k významným chemickým rozdílům mezi zahušťovacími prostředky, základními oleji, aditivy a dalšími přísadami by se některá maziva neměla nikdy míchat s jinými.

Před změnou maziva si ověřte slučitelnost u dodavatelů maziv.

V některých případech může být potřeba speciální testování.

Než náhle přejdete na nové mazivo nebo aditivum, dopřejte si čas, aby se ze systému mohlo dostat všechno staré mazivo.

To je vhodný okamžik ke kontrole vedení, spojovacích prvků, rozdělovačů, čerpadel a těsnění a provedení potřebných nápravných opatření.

Po vybrání a použití maziva u něj i u ložisek vždy kontrolujte známky potíží.

Trvale nebo aspoň pravidelně sledujte teplotu ložisek.

Pokud ložiska pracují při teplotách vyšších než 82 °C, pravděpodobně se drasticky sníží provozní životnost oleje, a to i s inhibitory oxidace.

Vysoké provozní teploty mohou být způsobeny vysokými teplotami prostředí nebo procesu a náročnými provozními podmínkami, které zvyšují valivé tření.

Na druhou stranu i nízké teploty prostředí jsou pro maziva náročné, protože při nich houstnou a špatně tečou.

Přijatelný rozsah teplot zjistíte u dodavatelů ložisek.

Poškození ložiska způsobené špatným mazáním mívá obvykle tyto čtyři fáze:

Vyblednutí nebo ztmavnutí ložiska kvůli kontaktu kovu s kovem, který zvyšuje teploty.

Vyblednutí je časté u kroužků a válečků.

V lehkých případech je vyblednutí způsobeno obarvením ploch ložiska mazivem.

V těžkých případech vybledne teplem samotný kov.

Jakékoli rýhování nebo odlupování materiálu značí vážné problémy s mazáním a vyžaduje okamžitou pozornost.

Hledejte stopy vyryté v kovu nebo odlupující se kov.

Místně omezené rýhování vzniká kvůli místnímu přehřátí, narušení mazacího filmu a přímému kontaktu mezi součástmi.

U kuželíkových ložisek se může projevit jako rýhy na větší straně kuželíku a vodicím žebru kroužků.

Vysoké lokální teplo nebo kumulativní opotřebení mohou změnit geometrii nebo montážní vůli ložiska natolik, že se ložisko zablokuje, a to vede ke vzpříčení kuželíků,

zničení klece, přenosu kovového materiálu, ztrátě momentu nebo výkonu a úplnému zadření ložiska.

Pokud ložisko vykazuje některé z těchto známek, obraťte se na technika nebo inženýra, aby problém diagnostikoval a vyřešil.

Ve většině případů je nutné ložiska před dalším použitím opravit.

2. Znečištění:

Znečištění cizími částicemi také znamená pro ložiska problém.

I malá množství prachu, nečistot nebo úlomků mohou narušit olejový film, a tím poškodit povrch ložiska.

Zvláště škodlivá je pro mazivo voda.

Už 1 % vody v tuku nebo oleji může výrazně zkrátit životnost ložiska.

Pro ochranu před znečištěním jsou rozhodující správná těsnění.

Informace o správné volbě ložisek pro danou aplikaci vám může poskytnout výrobce ložisek.

Bude muset znát výkonnostní charakteristiky zařízení, požadavky na montáž, mazání, orientaci hřídele a další faktory prostředí.

Zásadní jsou i druh těsnění, použité materiály a upevnění.

Zde jsou některá obecná doporučení pro výběr a údržbu těsnění:

Používejte těsnění vhodná pro dané podmínky prostředí a provozu.

Použijte vnější kryty nebo postupy, které zabrání hromadění nečistot na těsněních a kolem nich.

U radiálních hřídelových těsnicích kroužků pravidelně kontrolujte pružnost, ztvrdnutí, popraskání a kontakt s hřídelí.

Neodstraňujte nadbytečný mazací tuk za břitovými těsněními. Mohou ztratit kontakt a účinnost.

Dávejte pozor při použití vody, páry nebo tlakovzdušných rozprašovačů během pravidelného čištění vnějších povrchů.

Mnoho rotujících těsnění neodolává páře nebo vysokotlakým rozprašovačům. Je snadné těsnění poškodit a silou zanést znečišťující látky do jinak čistého prostředí.

Při rozebírání velkých strojů neprovádějte zvedání pomocí řetězů, ocelových lan nebo znečištěných řemenů, které by mohly vytvořit rýhy na povrchu těsnění.

Pokud jsou třecí plochy opotřebené, obnovte jejich povrch a zabruste je podle původních specifikací pro povrchovou úpravu a průměr.

Znečištění navíc omezíte dodržováním těchto tří zásad nejlepší praxe:

Při demontáži ložisek za účelem kontroly je omyjte a vysušte.

Před uložením pak na ně naneste olej nebo jiný konzervační prostředek a zabalte je do ochranného papíru.

Pravidelně odebírejte a testujte vzorky oleje nebo tuku. V ideálním případě by měly mít konzistentní vlastnosti.

Pokud obsahují pevné částice, určete jejich zdroj a zamezte dalšímu znečišťování.

Při prevenci znečištění se nespoléhejte jen na samotné filtry.

V tvrdých podmínkách, kde jsou na filtry kladeny vysoké nároky, je nutné plánovat pravidelné kontroly a výměnu filtrů.

Písek, jemné částice kovu z broušení nebo obrábění a jemné kovové nebo karbidové částice z převodových soustrojí mohou způsobovat opotřebení nebo obrušování valivých elementů nebo kroužků. 

Abrazivní opotřebení postihuje i další strojní součásti a urychluje opotřebení těsnění, a tím zhoršuje jeho parametry. 

Mezi některé důvody hromadění jemných částic patří nesprávné čištění skříní a součástí a neúčinná filtrace nebo nesprávná údržba filtrů.

Tvrdé částice převalované v ložiscích mohou vytvářet důlky a otlaky ve valivých elementech a kroužcích. 

Otlačením se vybouluje kov kolem vytlačených míst, což zvyšuje povrchové pnutí a způsobuje předčasné drolení a zkrácení životnosti ložiska. 

Kovové třísky nebo větší kusy nečistot zanechané po obrábění kvůli špatnému čištění mohou vyvolat předčasné únavové poškození. 

Vnitřní nečistoty mohou pocházet z opotřebovaných převodových soukolí, per, těsnění, spojek, brzd a kloubových spojů i ze špatně očištěných skříní a poškozených nebo odrolených součástí.

Tvrdé částice, jako jsou třísky a kovové fragmenty, se také mohou zaklínit do měkčího materiálu klece a dělat žlábky ve valivých elementech. 

Takzvané „žlábkování" vede k nesprávné geometrii valivého kontaktu a kratší životnosti ložisek.

Kontaminace vlhkostí a vodou vede u ložisek k leptání nebo korozi. 

Kroužky a valivé elementy jsou kvůli své povrchové úpravě náchylné ke korozi, pokud nejsou vhodným způsobem chráněné. 

Leptání je často způsobeno kondenzátem hromadícím se v ložisku kvůli změnám teploty nebo nesprávnému skladování. 

Také zařízení ponechané po delší dobu v nečinnosti je náchylné ke korozi, která může rychle vést k závažnému drolení materiálu.

3. Přetížení:

Přetížená ložiska jsou taková, která pracují mimo jmenovité návrhové meze zatížení, rychlosti nebo teploty. 

Čím větší je přetížení, tím více zkracuje životnost ložiska. 

Může také způsobovat praskání součástí ložisek.

I když přetížení může být výsledkem nesprávného provozu, může také pramenit z nesouladu mezi ložiskem a aplikací.

Mezi varovné známky opotřebení patří hluk a vibrace, rostoucí teploty, kovové třísky v mazivu a filtrech a snížení výkonu.

Dalším příznakem přetížení je únavové drolení – důlkování nebo odlupování materiálů ložisek. 

Drolení postihuje především kroužky a valivé elementy ložiska.

Mezi další příznaky přetížení patří:

Prasknutí válečku

Odlupování

Prasknutí podpovrchové vrstvy vnějšího kroužku

Rýhy nebo plastická deformace na hranách válečků a kontaktních plochách drážek kroužků bez přírub - tyto rýhy jsou černě zbarvené a je možné je nahmatat nehtem nebo nástrojem s ostrým hrotem

Deformace kovu do vybrání nebo drážek kroužků s přírubami

Přetížená ložiska je nutné opravit nebo vyměnit, jinak hrozí riziko dalšího poškození a závažnějších následků.

4. Nesprávná manipulace a instalace:

Při manipulaci s ložisky a jejich instalaci je třeba používat správné postupy a nástroje, protože i nejmenší důlek nebo vryp může podlomit jejich provozní charakteristiku a spolehlivost.

Mnoho případů předčasného poškození ložisek je možné připsat na vrub nesprávnému skladování.

Proto by měla být ložiska skladována v antikorozním obalu, dokud nejsou připravena k instalaci.

Pokud je z nějakého důvodu nutné vyjmout ložisko z originálního obalu, naneste na něj konzervační prostředky a zajistěte opětovné zabalení dílů. 

Během instalace by měli technici používat čisté nástroje v čistém prostředí a neotírat z ložiska žádný konzervační prostředek.

Zabraňte poškození součástí ložisek, zvlášť klecí.

Obvykle se vyrábějí z měkké oceli, bronzu nebo mosazi a nesprávnou manipulací nebo instalací se mohou snadno poškodit.

Důležitá je také evidence. 

Veškerou údržbu zadokumentujte, zaznamenejte datum, model a výrobní číslo zařízení, sestavu a výrobní číslo ložiska (pokud je uvedeno) a výrobce.

Připojte poznámky ohledně renovace skříně nebo hřídele a dalších vyměněných součástí.

Tyto záznamy mohou hrát zásadní roli při zjišťování trendů ve fungování ložisek, stanovování servisních intervalů a plánování budoucí údržby.

Záznamy jsou také základem pro řešení problémů se zařízením a analýzu poškození ložisek.

Mezi poškození nesprávnou manipulací, instalací nebo demontáží patří:

Promáčknutí vnějšího kroužku,

Prasknutí příruby vnitřního kroužku

Poškození příruby u vnějšího kroužku

Poškrábání ve vzdálenostech odpovídajících vzdálenostem válečků

Promáčkliny nebo důlky v drážkách. Každé z nich může být vážné.

Poškozené součásti je po určení základní příčiny potřeba vyměnit nebo opravit.

Během instalace je důležité správné ustavení, protože staticky vyosené ložisko bude mít kratší životnost.

O kolik kratší, to záleží na míře vyosení.

Pokud je vyosené příliš, nerozkládá se zatížení na valivé elementy a kroužky.

Místo toho se koncentruje pouze na některé válečky nebo kuličky a kroužky, a to potenciálně vede k únavě.

Dosedající povrchy, plochy a osazení a odpovídající vložky a vybrání, jsou dimenzovány pro udržení a přenos sil a musí být v mezích určených výrobcem.

Při demontáži vnějších kroužků ze skříní nebo nábojů kol může neopatrná manipulace zanechat na dosedacích plochách vnějších kroužků ostřiny nebo vyvýšené nerovnosti.

Pokud nástroj způsobí v dosedací ploše skříně rýhu, zanechá kolem rýhy vyvýšené okraje.

Pokud nebudou tyto vyvýšeniny před opětovnou montáží vnějšího kroužku ohlazeny nebo zbroušeny, přenesou se přes vnější kroužek a způsobí odpovídající vyvýšená místa na vnitřním průměru vnějšího kroužku.

Tím se zvyšuje pnutí valivého kontaktu a může dojít ke zkrácení únavové životnosti, k vyvolání drolení nebo v extrémních podmínkách k prasknutí součástí.

Bezprostřední efekt rýh a hlubokých škrábanců může zahrnovat nerovnost a vibrace a hluk v ložisku.