Distrugătorii de rulmenţi, prevenirea cauzelor uzuale ale deteriorărilor sistemului de rulmenţi (II)

Rulmenţii pot fi deterioraţi din multiple cauze. Distrugerea lor şi neluarea la timp a măsurilor necesare pot conduce la avarii serioase ale echipamentelor unde sunt utilizaţi rulmenţii.

În numărul trecut am vorbit despre proble­mele cauzate de lubrifierea ineficientă şi de contaminare. Continuăm în acest articol cu prezentarea celorlalte cauze care duc la deteriorarea rulmenţilor: supraîncărcarea şi manipularea şi montarea necorespunzătoare.

3. Supraîncărcarea

Atunci când rulmenţii sunt forţaţi să opereze dincolo de limitele nominale proiectate în ceea ce priveşte sarcina, turaţia sau temperatura, aceasta se numeşte supraîncărcare. Cu cât supraîncărcarea este mai mare, cu atât scade mai mult durabilitatea rulmentului. Pot fi afectate, de asemenea, piesele adiacente. În cazuri extreme, poate apărea spargerea componentelor rulmentului.

Deşi rezultă, de obicei, din funcţionarea necorespunzătoare, supraîncărcarea se poate datora şi unei nepotriviri între rulment şi aplicaţie. La selectarea soluţiei constructive de rulment corespunzătoare pentru aplicaţie, producătorul de echipament şi cel de rulmenţi vor avea în vedere temperatura de funcţionare, viteza de variaţie a temperaturii, tipul şi gradul contaminării posibile, turaţiile de funcţionare, acceleraţia, vibraţia şi altele.

Printre semnele de avertizare privind supraîncărcarea se numără vibraţiile, creşterea temperaturii sistemului, particulele de metal din lubrifiant şi filtre, precum şi diminuarea performanţelor sistemului.

O indicaţie a supraîncărcării este exfolierea datorată oboselii - exfolierea suprafeţelor de rulare ale rulmentului(figura 4).

Figura 4. Acest inel interior al unui rulment cu bile prezintă o exfoliere datorată oboselii extreme, care a progresat ajungând o fisură

Alte indicaţii de supraîncărcare sunt:

• Fisurarea şi spargerea rolelor/elementelor de rostogolire(figura 5);
• Cojirea (microexfolierea) suprafeţelor de rulare;
• Fisurarea stratului superficial cementat al inelului exterior;
• Exfoliere circulară sau deformare plastică incipientă la extremităţile elementului de rostogolire şi ale căilor de rulare ale inelelor fără gulere. Aceste exfolieri sunt negre şi se pot simţi cu unghia sau cu un instrument cu vârful ascuţit;
• Deformarea plastică a metalului în zona degajărilor de rectificare ale căilor de rulare cu gulerele.

Dacă observaţi vreunul dintre aceste semne de deteriorare datorat supraîncărcării, rulmenţii trebuie reparaţi sau înlocuiţi, altfel vă asumaţi riscul deteriorării în continuare, cu consecinţe mult mai serioase.

Figura 5. Supraîncărcarea acestui rulment cu role cilindrice a determinat fisurarea şi spargerea suprafeţelor rolelor

4. Manipularea şi montarea necorespunzătoare

Tehnicienii trebuie să se asigure că folosesc metodele şi sculele corecte, atunci când manipulează şi montează rulmenţii. Rulmenţii sunt componente prelucrate la un înalt nivel tehnologic, iar cea mai mică amprentă sau zgârietură poate diminua performanţele şi fiabilitatea acestora.

Până când sunt gata de montare, păstraţi rulmenţii în ambalajul de protecţie anticoroziv. Multe dintre cazurile de deteriorare prematură a rulmenţilor se datorează unor practici de depozitare incorecte. Întotdeauna folosiţi scule curate, într-un mediu de lucru curat. Nu ştergeţi conservantul de pe rulment.

O eroare uzuală constă în ştergerea conservantului aplicat de producătorul rulmentului şi scoaterea ambalajului de protecţie. Dacă, dintr-un motiv oarecare, rulmentul trebuie scos din ambalajul original, nu uitaţi să aplicaţi conservanţi şi să vă asiguraţi că toate componentele rulmentului sunt bine înfăşurate şi protejate. Inginerii de service ai producătorului de rulmenţi vă pot asista, indicând cele mai bune practici.

Păstrarea înregistrărilor de calitate este, de asemenea, importantă. }ineţi evidenţa tuturor activităţilor de întreţinere, notând data, modelul echipamentului şi numărul de serie al acestuia, ansamblul de rulmenţi şi numărul de serie al acestuia (dacă este cazul) şi producătorul. Includeţi comentarii privind recondiţionarea carcasei sau a arborelui şi celelalte componente care au fost înlocuite.

Aceste înregistrări pot fi esenţiale atunci când determinaţi tendinţele de evoluţie ale performanţelor rulmenţilor, la definirea intervalelor de service şi la planificarea întreţinerii viitoare. Înregistrările sunt, de asemenea, baza în depistarea cauzelor problemelor privind performanţele echipamentului şi în analiza aferentă privind deteriorarea rulmenţilor.

Aveţi grijă să evitaţi deteriorarea componentelor rulmenţilor - în special a coliviilor - prin folosirea unor scule şi a unor metode corespunzătoare în timpul manipulării şi pe tot parcursul procesului de montare (figura 6).

Figura 6. Această cale de rulare a inelului interior al unui rulment radial oscilant cu role butoi are o porţiune din umărul mic spartă, deteriorare cauzată de folosirea unor scule necorespunzătoare în timpul montării

Reţineţi faptul că, de obicei, coliviile sunt făcute din oţel cu duritate scăzută, bronz sau alamă şi pot fi deteriorate cu uşurinţă la manipularea sau la montarea necorespunzătoare, rezultând probleme premature în performanţa rulmenţilor.

Atunci când demontaţi inelele exterioare din carcase sau din butucii de roată, manipularea nea­tentă poate provoca bavuri sau zgârieturi în alezajele acestora. Dacă o sculă folosită la demontare zgârie suprafaţa alezajului carcasei, va lăsa bavuri în jurul zgârieturii. Dacă aceste bavuri nu sunt îndepărtate (debavurate sau polizate) înainte de remontarea inelului exterior, atunci bavura se va replica prin peretele inelului exterior şi va produce o deformare echivalentă pe diametrul interior al acestuia. Astfel se măreşte tensiunea locală la contactul de rulare, iar aceasta poate provoca micşorarea duratei de rezistenţă la oboseală, exfolierea locală sau, în condiţii extreme, fisurarea inelului. Efectul imediat al bavurilor şi al zgârieturilor adânci poate consta în rugozitate, vibraţie şi zgomot în rulment.

Mai jos sunt tipurile de deteriorări specifice care pot rezulta din manipularea, montarea sau demontarea incorectă. Fiecare dintre ele poate fi foarte serioasă. Dacă descoperiţi deteriorări de acest fel, înlocuiţi sau reparaţi componenta deteriorată şi identificaţi cauza iniţială.

• Amprente pe inelul exterior
• Umăr fisurat al inelului interior
• Umăr fisurat al inelului exterior
• Zgârieturi echidistante ale inelelor, datorate elementelor de rostogolire
• Amprentări reale pe căile de rulare (brinelare reală)

Montarea rulmentului începe prin acordarea unei atenţii deosebite ajustajelor, alinierii (coaxialităţii) şi reglării jocului rulmentului. La montarea rulmentului trebuie urmate recomandările producătorului, pentru a asigura performanţele adecvate ale acestuia.

Alinierea corectă în timpul montării este importantă, pentru că la un rulment dezaliniat static se va micşora durabilitatea, în cazul în care se depăşesc capacităţile sale de preluare a dezalinierii. Reducerea durabilităţii va depinde de gradul de dezaliniere.

Dacă dezalinierea este excesivă, sarcina pe rulment nu va fi distribuită corect de-a lungul elemen­telor de rostogolire şi căilor de rulare, ci va fi concentrată doar pe o porţiune a elemen­telor de rostogolire şi a căilor de rulare, rezultând o potenţială oboseală prematură a metalului. Suprafeţele de reazem, locaşurile, alezajele şi umerii de reazem, precum şi razele de racordare şi degajările corespunzătoare sunt dimensionate pentru un sprijin şi o transmisie a forţelor adecvate. Acestea trebuie să se situeze în limitele specificate, stabilite de către producătorul de rulmenţi.

Reglarea rulmentului include dimensionarea corectă a jocului radial intern în stare liberă şi în stare montată (RIC), a jocului axial sau, la unele utilaje, a pretensionării axiale. Jocul incorect poate conduce la diverse condiţii improprii de funcţionare, printre care se numără momentul mărit de rezistenţă la rotire, tensiuni interne suplimentare, deteriorarea coliviei sau supraîncălzirea.

Concluzii

Deteriorarea în număr mare a rulmenţilor este mai puţin frecventă la ora actuală, datorită îmbunătăţirilor din proiectarea utilajelor, precum şi educării şi instruirii producătorilor de echipamente şi a utilizatorilor. De asemenea, operatorii sunt din ce în ce mai atenţi la manipularea, monitorizarea şi întreţinerea echipamentului, a lubrifierii şi a elementelor de etanşare. 

Totuşi, necesitatea înţelegerii cauzelor principale ale deteriorării rulmenţilor - şi a modului în care se poate preveni aceasta - nu este mai puţin urgentă. Aveţi grijă să lubrifiaţi corect, să feriţi de contaminare, să evitaţi supraîncărcarea, să manipulaţi şi să montaţi corect rulmenţii. Procedând astfel, obţineţi protejarea acestor componente industriale esenţiale de deteriorări, mărirea timpului de funcţionare, prelungirea durabilităţii şi creşterea eficienţei operaţiunilor dvs. 

Semne de deteriorare a rulmentului

Rulmenţii deterioraţi emit avertizări:

• Vibraţiile - se simt cu mâna sau se măsoară cu un analizor de vibraţii
• Zgomote anormale
• Deplasarea axelor de rotaţie
• Creşterea temperaturii de funcţionare
• Mirosuri ciudate
• Deteriorarea lubrifiantului, prezenţa particulelor de metal în lubrifiant sau decolorarea acestuia
• Scurgerea lubrifiantului
• Descoperirea vizuală în timpul verificărilor din cadrul întreţinerii de rutină

(Sursă foto: The Timken Company)

English summary

There are several causes that can damage bearings. Bearing deterioration and lack of necessary measures on time may lead to serious equipment malfunction using bearings.

This shows the main reasons for bearing deterioration and related consequences.

The focus is on the reasons of an early damage of bearings and methods to avoid it, at all phases: overall design, storage and handling, assembly, lubrication and maintenance. A good cooperation between the contractor/user of the equipment and the bearing, lubricant and sealing manufacturers increases equipment performances and reduces problems and operational costs.