Моделирование неисправностей шарикоподшипников качения на примере двухрядного сферического подшипника (стр. 3 из 5)

Следующие эскизы, приведенные в таблице 2, показывают нормальные следы качения при различных условиях вращения и нагружения (рис.20 - 26) и типичные следы качения, возникающие при неблагоприятных условиях работы (рис. 27 - 33).

В большинстве случаев дефекты подшипников могут быть выявлены по следам качения. Вид и расположение следов качения могут быть полезными вспомогательными средствами при диагностике повреждений подшипников. На примере радиальных и упорных шарикоподшипников показаны типичные виды следов качения. Однако эти данные могут быть распространены и на подшипники качения других видов.

Таблица 2. Результат влияния различных видов нагрузки на следы качения.

Радиальная нагрузка. (рис. 20) Направление нагрузки постоянное. Вращается внутреннее кольцо, наружное кольцо не вращается. Внутреннее кольцо: равномерно широкий след качения расположен по середине дорожки качения и распространяется по всей окружности. Наружное кольцо: след качения, самый широкий в направлении нагрузки, к концу зоны нагружения вырождается в острие. При нормальной посадке и нормальном зазоре в подшипнике след качения распространяется примерно на половину окружности дорожки качения.		Рис. 20. Радиальная нагрузка.
Радиальная нагрузка. (рис.21) Направление нагрузки постоянное. Вращается наружное кольцо, внутреннее кольцо не вращается. Внутреннее кольцо: след качения, самый широкий в направлении нагрузки, к концу зоны нагружения вырождается в острие. При нормальной посадке и нормальном зазоре в подшипнике след качения распространяется примерно на половину окружности дорожки качения. Наружное кольцо: равномерно широкий след качения расположен по середине дорожки качения и распространяется по всей окружности.	Рис.21. Радиальная нагрузка.
Радиальная нагрузка, вращающаяся с той же частотой, что и внутреннее кольцо. (рис.22) Вращается внутреннее кольцо. Наружное кольцо не вращается. Внутреннее кольцо: след качения, самый широкий в направлении нагрузки, к концу зоны нагружения вырождается в острие. При нормальной посадке и нормальном зазоре в подшипнике след качения распространяется примерно на половину окружности дорожки качения. Наружное кольцо: равномерно широкий след качения расположен по середине дорожки качения и распространяется по всей окружности.	Рис.22. Радиальная нагрузка, вращающаяся с той же частотой, что и внутреннее кольцо.
Радиальная нагрузка, вращающаяся с той же частотой, что и наружное кольцо. (рис.23) Внутреннее кольцо не вращается. Наружное кольцо вращается. Внутреннее кольцо: равномерно широкий след качения расположен по середине дорожки качения и распространяется по всей окружности. Наружное кольцо: след качения, самый широкий в направлении нагрузки, к концу зоны нагружения вырождается в острие. При нормальной посадке и нормальном зазоре в подшипнике след качения распространяется примерно на половину окружности дорожки качения.	Рис.23. Радиальная нагрузка, вращающаяся с той же частотой, что и наружное кольцо.
Осевая нагрузка постоянного направления. (рис.24) Вращается внутреннее или наружное кольцо. Внутреннее и наружное кольца: след качения равномерно распространён по всей окружности дорожек качения обоих колец, однако смещён в сторону.		Рис.24. Осевая нагрузка постоянного направления.
Комбинированная нагрузка постоянного направления. (рис.25) Вращается внутреннее кольцо. Наружное кольцо не вращается. Внутреннее кольцо: след качения, равномерно распространённый по всей окружности дорожки качения, смещён в одну сторону. Наружное кольцо: след качения, самый широкий в направлении радиальной нагрузки, распространяется по всей окружности дорожки качения, однако смещён в сторону.		Рис.25. Комбинированная нагрузка постоянного направления.
Осевая нагрузка постоянного направления. (рис.26) Вращается тугое кольцо. Свободное кольцо не вращается. Тугое и свободное кольца: равномерно широкий след качения распространяется по всей окружности обоих колец.		Рис.26. Осевая нагрузка постоянного направления.
Радиальная нагрузка постоянного направления, дополнительно - дисбаланс. (рис.27) Вращается внутреннее кольцо. Наружное кольцо не вращается. Внутреннее и наружное кольца: след качения равномерно распространён по всей окружности дорожек качения обоих колец.		Рис.27. Радиальная нагрузка постоянного направления, дополнительно - дисбаланс.
Подшипник установлен с предварительным натягом посредством посадки с натягом на вал. (рис.28) Радиальная нагрузка постоянного направления. Внутреннее кольцо вращается. Наружное кольцо не вращается. Внутреннее кольцо: равномерно широкий след качения распространяется посередине дорожки качения по всей окружности. Наружное кольцо: след качения, самый широкий в направлении радиальной нагрузки, распространяется по всей окружности посередине дорожки качения.		Рис.28. Подшипник установлен с предварительным натягом.
Овально деформированное наружное кольцо. (рис.29) Внутреннее кольцо вращается. Наружное кольцо не вращается. Внутреннее кольцо: равномерно широкий след качения распространяется посередине дорожки качения по всей окружности. Наружное кольцо: следы качения, самые широкие в направлении деформации кольца, на двух диаметрально противоположных участках дорожки качения.		Рис.29. Овально деформированное наружное кольцо.
Перекос наружного кольца. (рис.30) Внутреннее кольцо вращается. Наружное кольцо не вращается. Внутреннее кольцо: равномерно широкий след качения распространяется посередине дорожки качения по всей окружности. Наружное кольцо: следы качения на двух диаметрально противоположных участках дорожки качения, смещённые друг относительно друга по диагонали.		Рис.30. Перекос наружного кольца.
Перекос внутреннего кольца. (рис.31) Внутреннее кольцо вращается. Наружное кольцо не вращается. Внутреннее кольцо: след качения, самый широкий в направлении нагрузки, к концу зоны нагружения вырождается в острие. Зазор в подшипнике, вследствие перекоса внутреннего кольца, уменьшается; длина следа качения по окружности дорожки качения зависит от того, насколько уменьшается зазор в подшипнике.		Рис.31. Перекос внутреннего кольца.
Свободное кольцо смещено эксцентрично тугому кольцу. (рис.32) Вращается тугое кольцо. Свободное кольцо не вращается. Тугое кольцо: равномерно широкий след качения распространяется по всей окружности дорожки качения. Свободное кольцо: след качения распространяется по всей окружности, однако смещён относительно центра кольца.		Рис.32. Свободное кольцо смещено эксцентрично тугому.
Перекос свободного кольца. (рис.33) Вращается тугое кольцо. Свободное кольцо не вращается. Тугое кольцо: равномерно широкий след качения распространяется по всей окружности дорожки качения. Свободное кольцо: неравномерно широкий след качения, наиболее широкий в зоне наибольшей нагрузки, расположен в середине дорожки качения.		Рис.33. Перекос свободного кольца.
Моментная нагрузка. (рис.34) Если нагрузка действует на подшипник эксцентрично, возникает опрокидывающий момент. Несмотря на то, что двухрядные подшипники и, в частности, радиальные или радиально-упорные шарикоподшипники могут воспринимать опрокидывающие моменты, в таких случаях лучше использовать спаренные однорядные радиально-упорные шарикоподшипники или конические роликоподшипники с расположением по 0- образной или Х-образной схеме.		Рис.34. Моментная нагрузка.

7. Диагностика подшипников качения

Подшипник качения является самым распространенным и наиболее уязвимым элементом любого роторного механизма. Подшипники осуществляют пространственную фиксацию вращающихся роторов и воспринимают основную часть статических и динамических усилий, возникающих в механизме. Поэтому техническое состояние подшипников является важнейшей составляющей, определяющей работоспособность механизма в целом.