Příležitosti vyvážené zlatem
Každý rok je na světě vyrobeno přibližně 5 mld. ložisek. Většina z nich „přežije“ zařízení, do nichž jsou namontována (cca 90 %), některá jsou vyměněna dříve, než selžou (9,5 %), avšak zdánlivě nepatrná část, která selže (0,5 %), může způsobit katastrofální škody.
Schopnost předcházet selhání ložisek může mít větší cenu, než kdyby bylo celé ložisko ze zlata, protože selže-li ložisko hlavní výrobní linky, ztráty můžou dosáhnout mnoha miliónu eur. Příčina může být přitom velmi prostá a většinou je ložisko pouhou „obětí“. Důležité je zjistit prvotní příčinu, aby bylo možné zabránit opakování závady. Pouhá výměna ložiska problém nevyřeší. Za provozu dochází postupně u většiny ložisek ke změnám vzhledu, nazývaným stopy. Mohou poskytnout důležité informace o provozních podmínkách a vlivech působících na ložisko. Organizace ISO definovala v normě ISO 15243 šest hlavních příčin selhání ložisek a jejich klasifikaci:
Únava materiálu
Únava vznikající pod povrchem představuje zhoršení vlastností materiálu. Je způsobena cyklickým namáháním materiálu bezprostředně pod povrchem oběžné dráhy, kde vzniknou trhliny, které se šíří směrem k povrchu, a dochází k odlupování materiálu.
Únava vznikající na povrchu je způsobena nedostatečným mazáním, kdy dochází ke styku kov na kov, povrchové nerovnosti se vzájemně dotýkají/smýkají a vyvolávají na povrchu smykové napětí. Únava materiálu podporuje vznik trhlin a následné mikroodlupování.
Opotřebení
Opotřebení je typický jev, který se vyskytuje na stykových plochách mezi pohybujícími se díly a je způsobeno rozdílem otáček pracovních stykových ploch. Většinou mu nelze zabránit, provozní podmínky však mohou vyvolat opotřebení již v počátečním stadiu fungování ložiska.
Abrazivní opotřebení je způsobeno abrazivními částicemi v mazivu (z okolí nebo z uložení – např. částice oděru z ozubených kol), které způsobují opotřebení povrchů oběžných drah a valivých těles.
Adhezní opotřebení se vyskytuje hlavně na nedostatečně mazaných stykových plochách.
Koroze
Koroze způsobená vlhkostí vzniká rychle a proniká hluboko do materiálu. Vznik koroze podporuje přítomnost vody, agresivních kapalin nebo i dotek prstů na oběžné dráze. Hloubková koroze vyvolá předčasné selhání ložiska.
Styková koroze může být neobyčejně škodlivá a vyvolat prasknutí kroužku. Nejčastěji vzniká mezi vnějším povrchem ložiska a tělesem a/nebo mezi dírou ložiska a hřídelí v důsledku mikropohybů mezi dvěmi zatíženými plochami. Ty jsou většinou způsobeny cyklickým zatěžováním při průchodu valivých těles při nevhodném uložení, průhybu hřídele a/nebo vadách stykových ploch. Pokud na nechráněné povrchy působí vzduch, průběh koroze tím může být urychlen.
K nepravému brinellování, neboli třecí korozi, dochází v místě styku valivého tělesa a oběžné dráhy vlivem mikropohybů a návratu do původního tvaru v místě pružného styku při působení cyklických vibrací. Tento typ poškození vzniká, když se zatížené ložisko nepohybuje. V závislosti na intenzitě vibrací, stavu maziva a zatížení může vzniknout kombinace koroze a opotřebení, která způsobí mělké vtisky na oběžné dráze. Za normálních podmínek vibrace poruší (ochranný) mazivový film, a dojde tak ke styku kov na kov a abrazivnímu opotřebení.
Elektrická eroze
Jakýkoliv elektrický proud procházející ložiskem může vyvolat jeho poškození. Při průchodu elektrického proudu ložiskem je proud veden valivými tělesy z jednoho kroužku do druhého. V místě styku dochází k jevu podobnému obloukovému svařování a vytvářejí se krátery (od cca 0,1 do 0,5 mm). Příčinou poškození jsou bludné elektrické proudy, které procházejí ložiskem. Hlavní viditelné poškození představují drážky, tzv. zvlnění. Prohlídka při vysokém zvětšení, popř. mikroskopem většinou prokáže přítomnost kráterů.
Plastické deformace
K trvalé deformaci dochází při překročení mezí průtažnosti materiálu.
Nadměrné zatížení je vyvoláno statickým nebo rázovým zatížením a způsobuje plastickou deformaci, která se může projevit vtisky v místech, jejichž vzdálenost odpovídá rozteči valivých těles.
Vtisky způsobené cizími částicemi jsou vyvolány nečistotami, které pronikly do ložiska a jsou zaválcovány do oběžných drah valivým tělesem. Geometrie oběžné dráhy je v místě vtisku porušena a je zhoršena kvalita mazání. Na povrchu vzrůstá napětí a únava materiálu způsobí jeho předčasné odlupování z povrchu.
Vtisky způsobené neopatrným zacházením mohou vzniknout, když jsou plochy ložiska poškozeny tvrdým ostrým předmětem.
Lom a trhliny
Lom (nebo trhlina) vznikne je-li u materiálu překročena pevnost v tahu.
Lom způsobený vnějšími silami je vyvolán koncentrací napětí, které je větší než pevnost materiálu v tahu působením nadměrného zatížení nebo napětí. Nejběžnějšími příčinami jsou hrubé zacházení (úder) při montáži nebo demontáži ložiska, nebo nadměrné posunutí na kuželové úložné ploše nebo pouzdru. Přitom vzniknou vysoká tažná napětí (obručová napětí), která vyvolají v kroužku trhliny, jakmile je ložisko uvedeno do provozu.
Únavový lom vznikne při překročení únavové pevnosti při ohybu. Vzniklá trhlina se šíří dál a nakonec praskne kroužek nebo klec.
Tepelné trhliny mohou vzniknout při smýkání dvou ploch po sobě. Třecí teplo, které se přitom vyvíjí, vyvolává vznik trhlin, které se šíří ve směru kolmém ke směru kluzného pohybu.
Velkému procentu případů selhání ložisek lze předejít. Důkladná analýza selhání ložiska může odhalit prvotní příčinu a přijetím odpovídajících opatření je možné zabránit opakovanému selhání ložisek.
www.skf.cz
588
