Lager, som en nyckelkomponent i mekanisk utrustning, spelar rollen som lager och stöd för att säkerställa smidig och effektiv drift av utrustningen under olika belastningsförhållanden. Vare sig det är i en motor eller en växellåda måste lagren klara de radiella och axiella belastningar som genereras under drift. Men när den faktiska belastningen av lagret överskrider dess designgräns kommer ett överbelastningsfenomen att uppstå. Överbelastning leder inte bara till att lagret går sönder i förtid, utan kan också orsaka allvarligare utrustningsfel.
Vad är lageröverbelastning?
Lageröverbelastning avser situationen att lasten som bärs av lagret under användning överstiger dess nominella last-bärkapacitet. Den nominella belastningen är vanligtvis ett teoretiskt beräkningsvärde baserat på standardförhållanden av lagertillverkaren, och felaktig användning i verkligt arbete, såsom överbelastning, plötslig stöt, etc., kommer alla att leda till överbelastning. Överbelastning kan uppstå under lång-drift av utrustningen, eller så kan den uppstå omedelbart under plötsliga stötbelastningar.
Riskerna med överbelastning av lager
Enligt materialstandarder som ISO 281 och ISO 15243 kan överbelastning av lager orsaka följande flera vanliga faror för utrustning:
1.Accelererad utmattningsskada
När lagret arbetar under överbelastningsförhållanden ökar spänningen vid kontaktpunkten mellan de rullande elementen och löpbanan avsevärt. Lång-överbelastning kommer att leda till materialutmattning av lagret, mikrosprickor kommer att uppstå och så småningom kommer ytsprickning eller fragmentering att inträffa. Detta utmattningsfel är ofta en av huvudorsakerna till lagerbrott.
2. Ökad deformation och slitage
Överbelastning kommer att orsaka överdriven extrudering av lagerbanan och rullande element, vilket resulterar i plastisk deformation. Detta kommer inte bara att öka friktionen i lagret, utan också förvärra slitaget på rullytan. När slitaget ökar kommer lagrets driftnoggrannhet och effektivitet gradvis att minska.
3. Temperaturhöjning
När lagret är överbelastat, på grund av den ökade friktionen, ökar också värmen som genereras inuti lagret. Ökningen i temperatur kommer inte bara att påskynda försämringen av smörjmedlet, utan också leda till att lagermaterialets prestanda minskar, vilket ytterligare ökar risken för skador.
4.Omedelbar skada av stötbelastning
Plötsliga stötbelastningar, särskilt i situationer som start eller nödbromsning, kommer att göra att lagret utsätts för påfrestningar som överskrider konstruktionsgränsen på kort tid. Denna spänningsackumulering kan orsaka lokala sprickor i de rullande elementen eller löpbanorna och till och med leda till omedelbart fel på lagret.
Orsaker till överbelastning av lager
Orsakerna till överbelastning av lager är ofta relaterade till utrustningens användningsförhållanden, orimlig design eller felaktigt underhåll.
Följande är flera vanliga orsaker till överbelastning:
1. Felaktig utrustningsdesign
Vid design av utrustningen beaktas inte de faktiska arbetsförhållandena fullt ut och lagervalet är otillräckligt. Som ett resultat, under tung belastning, hög hastighet eller komplexa belastningsförhållanden, kan lagret inte motstå överdriven påkänning.
2.Överdrivna radiella och axiella belastningar
I motorer eller växellådor, om den radiella eller axiella belastningen som bärs av utrustningen under drift överstiger den nominella belastningen på lagret, kommer lagret att vara i ett överbelastat tillstånd under lång tid, vilket leder till förtida skada.
3. Frekventa starter och stopp
När utrustningen startas, stoppas eller accelereras ofta, genereras omedelbara höga stötbelastningar. Lagret kommer att bära relativt stor belastning på kort tid, vilket är lätt att orsaka lokal överbelastning.
4. Olämplig smörjning
Otillräcklig smörjning kommer att öka den inre friktionen i lagret, vilket gör att lagret utsätts för större friktionspåkänningar under drift och accelererar överbelastningsskador.
5. Felinställning
Dålig uppriktning under installationen av utrustningen, särskilt dålig axeluppriktning mellan motorn och växellådan, kommer att göra att lagret utsätts för extra excentriska belastningar. Denna ojämna belastning kommer att leda till lokal överbelastning av lagret.
Hur kan överbelastning av lager undvikas?
För att undvika överbelastning av lager måste utrustningsoperatörer och underhållsingenjörer vidta åtgärder från flera aspekter av design, drift och underhåll:
1. Rimligt lagerval
På konstruktionsstadiet måste lagren väljas på ett rimligt sätt i enlighet med de faktiska arbetsförhållandena och belastningsförhållandena för att säkerställa att deras nominella belastningar kan uppfylla de långsiktiga driftkraven för utrustningen. Om arbetsförhållandena är komplexa kan lager med högre märklaster eller speciallager väljas.
2. Styrutrustningens belastning
Undvik långvarig-överbelastning av utrustningen. Särskilt i utrustning som motorer och växellådor, se till att belastningen ligger inom lagrets nominella belastningsområde. För arbetsförhållanden som kan orsaka momentan överbelastning, rekommenderas att utforma lämpliga överbelastningsskyddsåtgärder.
3.Optimera start och stopp
Minska frekvensen av frekventa starter och stopp av utrustningen, eller använd en mjukstartanordning för att undvika skador på lagret från stötbelastningar. Mjukstartsteknik kan minska slagspänningen vid start och minska risken för överbelastning av lager.
4. Säkerställ korrekt smörjning
Kontrollera regelbundet lagrets smörjtillstånd, se till att smörjmedlet fylls på i tid och välj smörjolja eller fett som är lämpligt för arbetstemperaturen och belastningen. Smörjning kan effektivt minska friktionen och minska temperaturhöjningen och slitaget på lagret under tunga belastningsförhållanden.
5. Exakt uppriktning och installation
Under utrustningsinstallationsprocessen, se till att motorns och växellådans axeluppriktning är noggrann. Se till att belastningen som bärs av lagret är jämnt fördelad genom inriktningsverktyg och laserinriktningsinstrument och undvik lokal överbelastning.
Överbelastning av lager är en av huvudorsakerna till lagerfel och kommer att ha en djupgående negativ inverkan på utrustningens normala funktion. Genom rimlig konstruktion, lastkontroll, optimerad drift, bra smörjhantering och installationsuppriktning kan uppkomsten av lageröverbelastning effektivt undvikas och livslängden på lager och utrustning kan förlängas. Vid daglig användning kan regelbunden inspektion och underhåll för att säkerställa att utrustningen fungerar inom ett säkert lastintervall avsevärt förbättra utrustningens driftseffektivitet och tillförlitlighet.