Menu

Подшипник первичного вала признаки неисправности: Как распознать признаки неисправности подшипника первичного вала?

Как распознать признаки неисправности подшипника первичного вала?

Признаки выхода из строя подшипника примерно одинаковы для любых узлов автомобиля. Разрушение подшипника, на самом деле, является довольно часто встречающейся проблемой, поскольку эти детали испытывают постоянные сильные нагрузки, а значит, их износ наступает быстрее, чем большинства других комплектующих.

Содержание

Расположение подшипника первичного вала

В большинстве автомобилей подшипник первичного вала не приходится долго отыскивать: он располагается на первичном валу непосредственно после сальника, а в некоторых КПП даже совмещает функции подшипника и сальника. Из-за этого он испытывает постоянные нагрузки, передаваемые от двигателя, наряду с выжимным подшипником. Чтобы произвести визуальный осмотр и убедиться в его поломке либо исправности, достаточно слить масло и снять кожух с коробки передач. Как правило, на первичный вал устанавливают роликовые подшипники, размеры которых могут отличаться для разных марок машин.

Симптомы неисправности подшипника

  1. При поломке подшипника первичного вала слышен характерный воющий звук. Диагностировать поломку можно на холостом ходу двигателя, отпустив при этом сцепление. Свистящий либо воющий звук может быть слышен и во время движения машины. Если же произошло частичное разрушение подшипника, воющий звук сменяется стуком.
  2. Порой признаком поломки подшипника служит отказ сцепления, которое либо не включается, либо не выключается. Это обычно случается, если подшипник заклинивает в результате частичного разрушения. Наиболее тяжелые аварии сопровождаются повреждением первичного вала, на который насажен подшипник.
  3. Свист в коробке передач является признаком недостатка смазки подшипника. Устраняется эта проблема после нанесения свежего смазочного материала.
  4. Воющий звук наиболее часто говорит о появлении сколов либо трещин в корпусе подшипника, возможно, о разрушении одного или нескольких роликов. Если же подшипник серьезно поврежден, при включении двигателя слышен стук. Не следует при появлении этих звуков на длительное время оставлять двигатель работающим, так как трение обломков вызывает сильный разогрев металла, и подшипник в буквальном смысле приваривается к валу. Если это лучилось, потребуется полная замена обеих деталей.

Как заменить подшипник на первичном валу?

Нередко в описаниях действий по замене подшипника указывается, что для этого необходимо полностью разобрать КПП, но на практике обычно бывает достаточно снять кожух с коробки. Разумеется, перед этим придется демонтировать механическую коробку:

  • отключить клеммы аккумулятора;
  • сбросить с корпуса все фишки;
  • отвинтить привод спидометра;
  • снять «штаны» системы удаления выхлопа;
  • снять коробку со своего места.

Корпус часто оказывается сильно загрязненным дорожной пылью – всю эту грязь желательно удалить, после чего снять с коробки колокол.

Крепление подшипника обычно осуществляется при помощи набора стопорных колец, которые демонтируются простым нажатием отвертки. Удалять кольца с места удобно при помощи пинцета. После этого в кольцевую проточку подшипника следует вставить жало отвертки и сдвинуть первичный вал вперед.

При монтаже подшипник запрессовывается на валу, поэтому для снятия придется поработать молотком, поворачивая вал во все стороны для выпрессовки. Не следует спешить, чтобы не повредить вал – эта операция может занять около 15-20 минут. Опытные мастера используют специальные инструменты – съемники, но в условиях обычного гаража достаточно самого простого инструментального набора.

Новый подшипник необходимо смазать моторным маслом, после чего надеть на вал и столь же аккуратно запрессовать, легко ударяя молотком в равномерном ритме по кругу. После запрессовки следует убедиться, что подшипник встал ровно, вращается свободно, без биения. После этого можно собрать коробку, установив все снятые детали в обратном порядке.

Как смазать подшипник первичного вала?

Если в ходе осмотра выяснилось, что подшипник не поврежден, но в нем отсутствует смазка, достаточно нанести новый слой смазочного материала, после чего установить его на место. Разумеется, при наличии новой детали старую устанавливать нежелательно: даже если она на вид не повреждена, износ металла все равно присутствует, и долго старый подшипник не проработает.

Смазывать нужно как старый, так и новый подшипник. Сделать это можно одним из двух способов:

  • проварить в литоле, поставив емкость на водяную баню;
  • ввести литол внутрь подшипника при помощи шприца (это дольше, но безопаснее).

После смазки подшипник устанавливается на первичный вал, как описано выше.

Механическая КПП – узел, функционирующий все время, пока работает двигатель, поэтому ее элементы достаточно часто приходят в состояние поломки. Зная признаки неисправности подшипника первичного вала, каждый водитель сможет своевременно распознать это повреждение КПП и своевременно его устранить, не допуская дальнейшего разрушения деталей коробки передач. Если же не обращать внимания на тревожные симптомы, небольшая неисправность может закончиться необходимостью замены всей коробки целиком.

Появился посторонний шум в коробке передач Сеат? Приезжайте к нам в сервис "МКПП ремонт". Наши специалисты сделают диагностику, выявят проблему и устранят её по очень привлекательной цене.

признаки износа и последовательность замены

Износ подшипника первичного вала коробки передач – это неисправность, которая может повлечь за собой выход из строя всего узла. Поэтому на данную проблему следует отреагировать как можно более оперативно. 

При работающем моторе подшипник вращается с высокой скоростью. В случае износа наружного или внутреннего колеса этой детали возникает вероятность заклинивания и разрушения шестерен. О необходимости замены данного элемента могут говорить такие признаки: 

  • На нейтральной передаче от двигателя доносится воющий звук.
  • От коробки исходит стук (на любой передаче).
  • Скорость самопроизвольно выключается.
  • Неправильно работает сцепление. 

При эксплуатации коробки с неисправным подшипником первичного вала может возникнуть поломка диска сцепления и многие другие неисправности, для устранения которых потребуется потратить немало денег. 

От чего зависит срок службы детали? 

Продолжительность службы подшипника зависит от: 

  • Качества материалов, из которых он изготовлен.
  • Стиля вождения и условий эксплуатации транспортного средства.
  • Частоты и профессионализма проведения технического обслуживания. 

Степень износа довольно просто определить в процессе техосмотра. Если вы регулярно проходите эту процедуру, то неприятности, связанные с разрушением этой запчасти, вам не грозят. Случается так, что подшипник стучит, но еще находится в нормальном состоянии. В данном случае его не обязательно заменять, достаточно обработать качественным смазочным материалом. 

Что нужно для замены? 

Чтобы выполнить замену, вам потребуется: 

  • Съемное устройство для демонтажа.
  • Оправка для запрессовки новой детали.
  • Приспособление для блокировки движения вала.
  • Фиксаторы для пружин.
  • Гаечные ключи, удлинители, головки, молоток.
  • Наждачная бумага. 

Этот набор можно приобрести во многих автомагазинах. Если вы имеете опыт выполнения данной работы, то некоторые инструменты можно заменить подручными средствами. 

Описание процедуры 

Для замены подшипника нужно выполнить такие действия: 

  • Демонтаж коробки передач.
  • Снятие колокола и стопорных колец.
  • Блокировка вала.
  • Удаление изношенной детали.
  • Очистка вала и установочного гнезда от грязи при помощи «наждачки».
  • Установка нового подшипника и его запрессовка в первичный вал.
  • Смазывание детали.
  • Замена сальников привода (необязательно, но рекомендуется).
  • Сборка и монтаж коробки.
  • Замена масла. 

Если вы сомневаетесь в том, что сможете выполнить эту работу самостоятельно, лучше не рисковать. Ошибки при сборке могут привести к тому, что во время эксплуатации в трансмиссии возникнут серьезные поломки. Как следствие, это может привести к необходимости полной замены узла или – что еще хуже – стать причиной аварии.

Заказать данную услугу можно в нашем автосервисе. Чтобы предварительно связаться с менеджером, позвоните по телефону, указанному на сайте. 

основные признаки износа, инструкция по замене и рекомендации по уходу

Разрушение подшипника первичного вала – довольно частая проблема, с которой рано или поздно сталкивается каждый автовладелец. Во время работы автомобиля на эту деталь воздействуют серьезные механические нагрузки, в результате чего она изнашивается и перестает выполнять свои функции. 

Где находится и как к нему добраться? 

В большинстве случаев подшипник располагается непосредственно на первичном валу, по соседству с сальником. А в некоторых трансмиссиях эти две детали совмещены. Чаще всего коробки передач комплектуются роликовыми подшипниками. Их размеры могут отличаться в зависимости от марки и модели автомобиля. 

Чтобы понять, действительно ли имеет место износ этой детали, нужно выполнить два простых действия: слить рабочую жидкость и снять кожух с КПП. 

Признаки, свидетельствующие о разрушении 

Определить неисправность можно по таким признакам: 

  • На холостых оборотах с отпущенным сцеплением слышен стук.
  • Если деталь уже частично разрушилась, то об этом могут говорить проблемы со сцеплением (не включается либо же не выключается).
  • Свистящий звук, доносящийся от трансмиссии, свидетельствует о недостатке смазочного материала (в этом случае нужно просто заменить масло).
  • Если от коробки передач доносится воющий звук, то это, как правило, говорит о наличии трещин и сколов на корпусе подшипника. 

Обратите внимание: при частичном разрушении детали нельзя оставлять мотор включенным на долгое время. Если проигнорировать эту рекомендацию, то отколовшиеся частицы под воздействием высоких температур приварятся к первичному валу. В итоге придется менять и его. 

Инструкция по замене 

Чтобы заменить деталь, необходимо выполнить такие действия: 

  • Отсоедините клеммы аккумулятора.
  • Сбросьте фишки с корпуса.
  • Открутите привод спидометра.
  • Отсоедините систему удаления отработанных газов.
  • Демонтируйте КПП.
  • Очистите корпус от грязи и пыли
  • Снимите крышку. 

Как правило, подшипник фиксируется посредством стопорных колец. Убрать их можно путем простого нажатия отверткой. Удалив кольца, вставьте острый конец отвертки в кольцевую проточку и переместите вал вперед. Подшипник прочно запрессован на валу. В связи с этим для демонтажа придется использовать молоток, прокручивая при этом вал (делать это нужно аккуратно, иначе вал можно повредить). 

Новую деталь следует предварительно смазать и только после этого надеть на вал и запрессовать, используя молоток. Убедитесь, что деталь встала ровно и двигается без сопротивления. Выполнив монтаж, соберите коробку передач в обратном от разборки порядке. 

Что делать, если сильного износа не наблюдается? 

Если при осмотре вы видите, что деталь цела, то ее менять необязательно. В данном случае будет достаточно нанести слой смазки. Конечно, если у вас уже есть новая запчасть, то лучше ее и установить. Даже в том случае, если старый подшипник имеет нормальный вид, металла на нем все равно уже износился. Следовательно, прослужит он не так уж долго. 

Для смазывания вам потребуется: 

  • Приобрести литол.
  • Залить его в емкость.
  • Поместить туда деталь.
  • Поставить на водяную баню. 

Есть еще один способ – ввести литол через шприц непосредственно в подшипник. Это более трудоемкая процедура, но зато и более безопасная. 

Где можно заказать замену подшипника? 

Если вы обнаружили симптомы неисправности подшипника, но не хотите менять его самостоятельно, обращайтесь в наш автосервис! Мы гарантируем: 

  • Профессиональное обслуживание.
  • Оперативность.
  • Выгодные цены. 

Чтобы договориться о ремонте, свяжитесь с нами по телефону, указанному на сайте. 

Признаки неисправности подшипника первичного вала

Определить необходимость замены подшипника можно самостоятельно по особым признакам, которые появляются при работе автомобиля. Современный автомобиль имеет множество подшипников, которые периодически выходят из строя. Учитывая тот факт, что механизмы автомобиля работают в условиях высоких температур, больших скоростей вращения, под воздействием агрессивных веществ и больших механических нагрузок, подшипники довольно часто выходят из строя. Своевременная, самостоятельная проведенная диагностика работы подшипников первичного вала и, при необходимости, их замена смогут сохранить автолюбителям само авто, предотвратить крупный ремонт и обезопасить езду.

При диагностике работоспособности подшипника на первичном валу следует учитывать его месторасположение. Явные симптомы неполадок в его функционировании Вы сможете обнаружить даже без демонтажа и разборки КПП. С учетом положения подшипника, который располагается на первичном валу непосредственно за сальником, становится понятно, что на этот опорный узел приходится одна из самых больших нагрузок. В настоящее время чаще всего используются роликовые подшипники, размер которых зависит от марки автомобиля.

Основной признак неисправности подшипника можно не увидеть, а услышать. При неисправности подшипник издает характерный воющий звук, который можно услышать на холостом ходу. Когда слышен стук во время движения, это может сигнализировать о разрушении подшипника. В некоторых случаях такая поломка может привести к невозможности включить сцепление. Одной из причин этого может быть заклинивание подшипника, что при самом плохом раскладе может привести к необходимости ремонта вала.

Замена подшипника первичного вала.

Демонтируем коробку переключения передач, предварительно обесточив ее и сняв все навесное оборудование и отключив привод спидометра. Тщательно очищаем КПП от накопившейся грязи и масляных подтеков. При помощи отвертки производим экстракцию стопорных колец, которые являются основной крепежной деталью подшипников в большинстве коробок. Следующим этапом будет выпрессовка подшипника, которая выполняется либо с помощью специальных съемников, либо с помощью монтировки и молотка (необходим опыт и помощник). Затем, предварительно проверив посадочное место на наличие дефектов или загрязнений, запрессовываем новый подшипник. Вал и посадочное место подшипника перед монтажом смазываем специальной смазкой.

Любая механическая КПП имеет в своем устройстве подшипник первичного вала. Первичный вал – это один из ведущих элементов в трансмиссии. Он необходим для передачи крутящего момента от дисков сцепления к ведомому и промежуточному валу. Первичный элемент вращается вокруг своей оси благодаря подшипникам. Последние фиксируют вал, центрируют его, а также защищают деталь от вибраций. Также эти элементы являются одними из важных связующих звеньев в системе МКПП.

Устройство

Преимущественно для опоры вала применяются игольчатые подшипники. Использование тонких и длинных роликов позволяет свести к минимуму толщину кольца вместе с сохранением высокой устойчивости к нагрузкам.

Крепление детали имеет свои особенности. В процессе эксплуатации элемент вырабатывает свое место установки. За счет нарастающего люфта и вибраций деталь постепенно разрушается, и тогда необходимо заменить ее.

Симптомы неисправностей

Признаки выхода из строя этого элемента сильно связаны с местом монтажа. Подшипник первичного вала КПП установлен на первичном валу, а за ним находится сальник. В различных моделях трансмиссии сам подшипник может работать в качестве сальника. Так, в паре с выжимным, эта деталь испытывает на себе практически всю нагрузку от двигателя автомобиля. Чтобы найти проблемный подшипник, нужно демонтировать трансмиссию. Симптомы выхода из строя этого элемента похожи на то, как приходят в негодность любые другие подшипники. При серьезных поломках из КПП раздаются характерные звуки, напоминающие вой. Этот звук можно слышать в момент, когда сцепление отпущено и автомобиль стоит. Но также подшипник первичного вала может свистеть и во время движения. Очень редко можно слышать характерные стуки – они говорят о полном разрушении узла.

Также возникают проблемы с включением либо не выключением сцепления. Причины такой работы КПП заключаются в этом подшипнике. Неисправность часто возникает, если деталь заклинило. В сложных ситуациях может появиться необходимость в замене первичного вала. Зачастую свист и гул слышны при отсутствии в подшипнике смазочных материалов. Этот вопрос можно решить, смазав деталь. Но в начале ее нужно снять с коробки передач. Трансмиссия будет издавать вой, если на подшипнике появились сколы и трещины либо разрушены один-два ролика. Если слышны характерные стуки, то это говорит о полном выходе из строя детали. Стук будет издаваться на любой передаче. Если вовремя не выполнить замену изношенной или разрушенной детали, тогда элемент может серьезно «привариться» к валу. В результате придется менять подшипник первичного вала и сам вал.

Причины поломок

На то, что элемент изнашивается и разрушается, может влиять множество различных факторов. Зачастую виной всему — низкое качество деталей. Приобретая изделие, не следует отдавать предпочтение самым дешевым вариантам, а стоит приобрести качественное изделие. Необходимо внимательно осмотреть узел и удостовериться, что он надежен и изготовлен из крепких материалов. Также одна из возможных причин – это манера управления автомобилем. Если водитель использует слишком агрессивный стиль, буквально вырывая рычаг переключения, то это не добавляет подшипнику ресурса, а серьезно снижает срок эксплуатации.

Еще важны условия, в которых эксплуатируется автомобиль. Если машина постоянно хранится в гараже, если отсутствуют какие-либо перегрузки, то все это самым лучшим образом скажется на ресурсе каждого узла. И наконец, наиболее популярная причина, по которой выходит из строя подшипник первичного вала ВАЗ – игнорирование технического обслуживания механизмов и узлов автомобиля. Владельцы недорогих автомобилей, которые используют их для работы, а также начинающие водители, которые только учатся, могут игнорировать проведение ТО.

Как выполнить замену

Замена подшипника первичного вала может быть осуществлена самостоятельно.

Для этого не требуется иметь специальных навыков. Также для работы не понадобится особенных инструментов. Для замены не нужно даже разбирать коробку. Но демонтаж КПП все-таки необходим.

Как снять трансмиссию?

Для снятия коробки необходима смотровая яма либо подъемник. Также для работы нужен стандартный набор инструментов – вороток, головки, гаечные ключи и монтировка. Процесс демонтажа выполняется в несколько этапов:

  1. Первым делом отключают клемму на АКБ. Затем включается нейтральная передача, отключается стояночный тормоз. Поднимают и выводят задний мост. Далее откручивают болты, удерживающие кардан и фланец редуктора. После этого можно отсоединить карданный вал.
  2. Затем откручивают болты и демонтируют приемную трубу выпускного коллектора, отсоединяют кислородный датчик, снимают стартер. Далее в салоне автомобиля необходимо демонтировать консоль и ручку КПП.
  3. После этого снимают защиту коробки, отвинчивают хомуты, которые соединяют приемную трубу с катализатором. После этого можно демонтировать рабочий цилиндр системы сцепления. Далее откручивают тросик спидометра, снимают пыльник и кабель задней передачи. Теперь можно достать карданный вал. Затем откручивают траверсы (при этом необходимо держать коробку, чтобы та не упала). И наконец, можно откручивать и снимать узел КПП.

Где находится подшипник, как его демонтировать?

На автомобилях отечественного производства подшипник первичного вала расположен на вторичном валу, непосредственно за сальником. Когда КПП уже полностью снята с автомобиля, достают колокол, а также стопорные кольца. Далее разбирать узел не нужно.

Для того чтобы заменить деталь, нужно отверткой зацепить подшипник за его кольцевую проточку. Далее первичный вал выдвигают вперед, используя подшипник в качестве опоры. Затем медленно стягивают подшипник с вала, постукивая по нему молотком. Спешить не стоит. Замена подшипника первичного вала ВАЗ может занять от нескольких минут до одного часа.

Как установить новый элемент на вал?

Новую деталь на первичный вал можно установить при помощи технологии запрессовки. Подшипник обильно смазывается моторным маслом, а затем запрессовывается при помощи молотка небольших размеров.

Важно, чтобы инструмент был не только небольшим, но и не тяжелым. Молотком нужно аккуратно и равномерно бить по внутреннему кольцу детали. Вал при этом оттягивается вперед. После запрессовки рекомендуется убедиться в том, что деталь нормально работает. Исправный подшипник вращается легко и спокойно, без шумов. После того как замена подшипника первичного вала (ВАЗ в том числе) выполнена, устанавливают КПП на ее законное место. Все работы по сборке следует производить в обратном порядке.

Полезные советы

Если на подшипнике полностью отсутствует масло, но при этом на его поверхности нет никаких повреждений, тогда замену можно не выполнять, а обойтись смазкой и установкой его назад. Так делают, если по каким-то причинам нужная запчасть отсутствует на руках. Смазывают подшипник первичного вала КПП (ВАЗ в том числе) двумя способами. Первый вариант предусматривает вываривание детали в литоле. Лучше всего проводить такую операцию на водяной бане. Но есть и более безопасный вариант – смазка методом шприцевания. Для этого литол набирают в шприц и набивают смазку в подшипник. Но нужно учесть, что такой процесс требует больше времени.

Чтобы своевременно заехать в сервис нужно знать признаки неисправности подшипника первичного вала. В принципе эту работу можно сделать и самостоятельно. Для этого даже не придется разбирать КПП. Тем более, что такая проблема не редкость. Водители вообще часто сталкиваются с выходом из строя различных подшипников. Ведь они стоят практически на каждом валу и принимают на себя значительные нагрузки.

В принципе, практически все подобные элементы конструкции выходят из строя со схожими симптомами. Поэтому столкнувшись с подобной неисправностью один раз, в следующие разы вы точно определите причину. А с учетом косвенных признаков точно определите место, где произошла поломка.

Содержание

Признаки неисправности

Как и все подшипники, он при поломке воет. Обычно это наблюдается при отпущенном сцеплении во время стоянки. Иногда свист может наблюдаться и при движении. В редких случаях можно услышать стук. Обычно это происходит при частичном разрушении подшипника.

Иногда может не включаться, или не выключаться сцепление. Причина этого также может быть в подшипнике первичного вала. Поэтому, проверяя остальные причины, уделите внимание и осмотру этой детали. Такая проблема возникает при заклинивании подшипника. В особо сложных случаях может понадобиться замена еще и самого первичного вала.

Чаще всего свист слышен при отсутствии смазки. В таком случае проблема решается простой смазкой снятого подшипника. Вой наблюдается при трещинах и сколах, также при разрушении одного или двух роликов. Стуки наблюдаются при полном разрушении детали. Если своевременно не заменить подшипник, то он может «привариться» к валу. В таком случае менять его нужно будет вместе с валом.

Замена

Для устранения рекомендуется полностью разобрать коробку, но на самом деле с этой работой можно справиться и без «колки» КПП. В любом случае необходимо снять ее. Перед снятием коробки отключите аккумулятор, следует скинуть с коробки все фишки и выкрутить привод спидометра. На некоторых моделях может потребоваться снятие «штанов» выхлопной системы. Только после этого снимается КПП.

После снятия коробки следует демонтировать колокол. Иначе он будет мешать дальнейшим работам. Также желательно очистить коробку от грязи.

На большей части КПП подшипник крепится с помощью стопорных колец. Снимаются они с помощью отвертки. Нужно поддеть их и немного разжать, после чего они легко снимаются. Для большего удобства можно взять кольцо пинцетом. После этого нужно отверткой поддеть подшипник за кольцевую проточку, одновременно нужно сдвинуть вперед первичный вал.

Далее между подшипником и коробкой ставится монтировка. Для этого вам понадобится помощник. Он будет держать монтажку. Ваша задача, аккуратными, но сильными ударами по первичному валу, выпрессовать подшипник. В процессе необходимо поворачивать вал. В целом это может занять до 20 минут. Существуют специальные съемники, но использовать их на не разобранной коробке проблематично. Для разбора КПП нужно иметь опыт подобных работ.

Перед установкой подшипник смазывается моторным маслом. Запрессовывать его следует аккуратно. Для этого вал оттягивается вперед. Загонять на место подшипник необходимо легкими ударами небольшого молотка. Стучать следует по внутренней обойме, и делать это равномерно, по кругу. Запрессовав подшипник на место убедитесь в его нормальной работе. Крутиться он должен абсолютно спокойно. После коробка собирается в обратном порядке и устанавливается на машину.

Смазка

Если подшипник сухой, но на нем отсутствуют повреждения, то можно вполне обойтись его смазкой и установить обратно. Только делать это лучше в случае отсутствия новой запчасти под руками. Смазать подшипник можно двумя способами. Первый это вываривание его в литоле, желательно делать это на водяной бане. Более безопасен способ смазки – шприцеванием. С помощью шприца загоняют литол внутрь подшипника, такой метод занимает довольно много времени.

Заключение

Коробка передач работает постоянно, поэтому ее неисправности не редки. В связи с этим полезно знать все признаки неисправности подшипника первичного вала. Ведь в этом случае, чем раньше выявишь и устранишь проблему, тем лучше. Затягивание с ремонтом может привести к необходимости ремонта коробки целиком.

Все вращающиеся элементы в машине производят движение, благодаря внутреннему механизму. Все виды подшипников (ступичный, выжимной, опорный, подвесной, дейдвудный, первичного вала, скольжения и качения) могут иметь дефект, а дефектация, в свою очередь, приводит к износу и признакам неисправности, к поломке. В статье расскажем про строение детали и почему она может выйти из строя.

Колесо автомобиля, движущиеся части стиральной машинки и многие другие запчасти не могли бы функционировать без этого сборочного узла. Ось является не только центральной точкой вращения, но и частью опоры. Когда она ломается, происходит неравномерное движение, а вместе с ним – риск тотальной деформации основополагающих элементов. Для автомобилиста это становится возможной причиной заносов, аварии, потери управления над транспортным средством.

Причины типовых неисправностей, выхода из строя и последующей замены ступичного подшипника

В основном в статье будем затрагивать аспекты, непосредственно касающиеся автомобиля, так как именно в автомобилестроении и эксплуатации авто наиболее актуален этот вопрос. Факторы риска быстрого износа:

  • Заводской брак. Негативно влияют на долговечность узла некачественные материалы изготовления, погрешности при вытачивании и шлифовке. Если была оставлена шероховатость, то остается большая вероятность повышенного трения, которая приведет к истончению внешнего слоя металла.
  • Неаккуратная езда. Любые неровности дороги неприятны для автолюбителя, но при большой скорости попасть в яму или наскочить на кочку – пятидесятипроцентная вероятность нарушения работы ступицы, могут появиться первые признаки поломки подшипника, но так как определить неисправность сразу невозможно, то придется внимательно следить за поведением и звучанием транспорта на дороге в ближайшее время.
  • Недостаток смазочной жидкости. Без смазки вращение не будет происходить плавно. Требуется обеспечить деталям постоянный приток масел. Оно закончится быстро, если выйдет из строя резиновое уплотнительное кольцо, которое отвечает за герметичность. Особенно это актуально в грязную и влажную погоду. Максимально следует следить за элементами, расположенными в колесах, двигателе и прочих важных для авто системах.
  • Чрезмерная или недостаточная затяжка. При разболтанном движении невозможна стабильная фиксация всех частей машины. И, в обратном случае, если перезатянуть крепление, то будет сильно нагреваться металл. Это также негативно влияет на длительность эксплуатации.
  • Неправильная запрессовка непрофессиональными руками. Может привести к тому, что обойма лопнет или деформируется, встанет с перекосом. Посадочное гнездо замнётся. В итоге нагрузка будет распределяться неравномерно, что приведет к повреждениям.

Избежать вышеперечисленных повреждений подшипников качения или ступицы и их причин можно, если аккуратно ездить, избегать ямы и выбоины, а также своевременно, регулярно производить техническое обслуживание транспортного средства – следить за уровнем и обновлением масел, проверять состояние и степень износа запчастей, а также производить их замену в соответствии со всеми условиями и правилами авторемонта.

В таком случае деталь прослужит вам очень долго, она признана одной из наиболее прочных. Намного скорее сломаются стойки, порвутся резиновые втулки.

Классификация неисправных опорных подшипников по признакам

Если узел не имеет заводского брака и эксплуатировался в рамках разрешенных нагрузок, то он может проработать без замены 10-20 лет, а то и больше. Но при неправильном уходе эта цифра становится куда меньше, срок пользования может снизиться до нескольких месяцев. Для ремонта мастер должен не просто поменять одну запчасть на другую, но и устранить причину поломки, иначе все последующие элементы будут иметь аналогичную дефектацию.

Специалист обращает внимание в первую очередь на внешние признаки узла – насколько и каким образом он истерся, какие части износились и пр. А затем делает выводы, как следует обращаться с компонентом.

По классификации выделяют три воздействия, провоцирующие степени износа:

  • внутренние признаки – механика процесса;
  • внешние силы;
  • взаимодействие контактирующих поверхностей.

Они могут действовать как вместе, так и по отдельности.

Виды механического изнашивания

Металлические поверхности имеют свой микрорельеф. И при взаимодействии он становится более ярко выраженным. Начинается притирание одной части к другой со стиранием верхнего слоя и появлением микротрещин, небольших углублений. Вместе с этим начинают происходить вторичные процессы – химические, физические. Рассмотрим какие:

  • Схватывание первого типа. Актуален для повреждений подшипников скольжения и качения. Проявляется следующим образом – на более прочном металле образуются налипания, а на менее твердом – трещины. Изменяется площадь контакта, что приводит к стойким деформациям. При этом давление уменьшается. Случится это может при: —низкой скорости взаимоконтактрующих агрегатов из металлических сплавов; —высоком давлении; —отсутствии смазывающей жидкости; невысокой температуры прогрева верхнего слоя – не более ста градусов.
  • Окисление. Происходит в случаях, когда не хватает смазки. Тогда на поверхностях образуется слой окислов. Это характерно только для очень прочных сплавов и при увеличении интервала скоростей. Так как определить окислительный износ ступичного подшипника невозможно без его разбора, то признаки будут заметны при вскрытии обоймы. Со внутренней стороны на глянце появляются матовые полосы. Они состоят из частиц окисла. Это наиболее благоприятный вариант изнашивания, потому что он постепенный.
  • Схватывание второго типа. Похож на первый вариант, но возникает при очень высоких температурах и проявляется как равномерные борозды на менее твердом металле. Они начинают заедать при движении, что приводит к полнейшему разрушению. Осповидный износ. Возникает по причине чрезмерных нагрузок – более, чем они предполагаются изготовителем. Предел выносливости нарушен, в результате появляются трещины на поверхности. Площадь контакта становится меньше, она бывает дискретной, что полностью меняет характер взаимодействия. Углубления в виде оспинок появляются в среднем на момент 5-7 лет после начала использования.
  • Абразивный. Характерен для движения скольжения. Поверхностные слои начинают деформироваться за счет воздействия мелких посторонних частиц. Заметить это можно по прямым линиям. Полосы располагаются вдоль движения вращающихся элементов. При прохождении электрического тока. Напряжение может привести к образованию на поверхности рисунка. Узор может состоять из точек или параллельно расположенных черточек.
  • Коррозия. Если деталь эксплуатируется в условиях повышенной влажности, а защитные кожухи не предотвращают проникновение влаги, то на старом металле может появиться ржавчина. Сначала она затронет только верхний слой, позже – более глубокие структуры. Коррозийные очаги могут быть как местными, так и сплошными.

Любое из этих механических повреждений может привести к первым признакам, симптомам износа ступичного подшипника переднего колеса. Для проверки вам следует обратиться в проверенный автосервис. Только в профессиональных условиях смогут аккуратно изъять узел и осмотреть его, чтобы определить, что воздействует на него.

Силы, действующие на систему

Имеются в виду все воздействия, оказываемые на механизм – как поступательные или вращательные движения, так и непреднамеренные действия, вызывающе точечную деформацию. Если были приложены усилия в одной точке, то изгиб получится в виде непрерывного следа. Снаружи или внутри – зависит от того, какое кольцо является подвижным, а какое – деформированным. Как определить неисправность выжимного подшипника сцепления и какие признаки поломки и износа у неисправной детали:

  • на торцевой части роликов появятся светлые пятна;
  • внутренняя часть может быть выкрашена – появится темное пятно;
  • на беговой дорожке снаружи появится четкая черта.

Характер взаимодействия контактирующих поверхностей

В подшипниковом узле выделяют подвижные и неподвижные поверхности контактирующих деталей. Осмотр следует начинать последовательно – от посадочной поверхности подшипника к посадочной поверхности внутреннего кольца на вал.

Если посадка была произведена неправильно, ослаблена, то статичное положение будет нарушено, что приводит к проворачиванию, внеплановому движению. Из-за этого может появиться шум и стук, металл начнет сильнее нагреваться из-за повышенной нагрузки.

Если поверхности контактируют под воздействием регулярных вибраций, то возникает слой коррозии (фреттинг-коррозия). На кольцах появляются темные пятна и следы окисления. В дальнейшем с развитием процесса начнут расходиться трещины. Проявление – стучание при оборотах.

И последнее соприкосновение является нежелательным. Это незапланированный контакт с посторонними элементами, которые только расшатывают, приводят в неправильное раскачивание узел.

Как определить неисправность опорного подшипника передней стойки – признаки и симптомы износа

Автолюбитель должен внимательно прислушиваться к тому, как работает машина, а также замечать малейшие отклонения от нормы. Особенно аккуратным нужно быть в случае, если предварительно вы попали в яму или иным образом повредили целостность ступицы и других рабочих узлов.

Свидетельствовать о проблемах могут:

  • Хруст, стук или скрежет. Звук может различаться в зависимости от того, какой тип повреждений имеет место, но услышите вы его из любой точки – как внутри авто, так и находясь снаружи. Шум будет усиливаться при ускорении и торможении, при преодолении небольших неровностей. Если он появляется исключительно при поворотах руля, то, скорее всего, вы имеете дело с другой деталью.
  • Частая вибрация. Это характерно не только для ступичного узла, но и для износа дейдвудных подшипников, так как определить их деформацию обычно бывает сложно. Они обычно используются при строении судов, за счет чего их размер поражает. Но все равно вибрировать будет значительно. Если возвращаться к примеру с автомобилем, то вы почувствуете тряску даже от рулевого колеса.
  • Поворот в одну или вторую сторону. Основной залог прямого движения – это равномерное, с равной скоростью вращение колес. А оно становится невозможным, если передача силы происходит, но не может воплотиться, так как замыкает важный узел. Простыми словами – одно колесо вращается быстро, а второе чуть медленнее. Но этот же симптом может отвечать за деформацию другой запчасти.

Для домашней техники характерны такие же проявления, но следует дополнительно рассмотреть признаки поломки подшипника в стиральной машине, так как она является одним из важнейших предметов быта и выходит из строя довольно быстро. Определять можно по следующему:

  • Появится шум. Первое ощущение, что в барабане находится посторонний предмет. Металлический лязг или треск предвещает трение механизмов друг о друга.
  • Раскачивание техники из одной стороны в другую. Из-за чего это происходит? Такое движение говорит о дисбалансе, который, в свою очередь, основан на непрочно затянутых узлах вращения.
  • Режим отжима становится хуже. Мощности просто не хватает для того, чтобы обеспечить настолько быстрые повороты. Происходит или прокручивание или соскакивание, то есть вместо двух оборотов, которые заданы двигателем, получится один.

Определить поломку можно двумя способами – своими силами или с помощью специалиста. Второй вариант может быть дороже, но вернее. Авторемонтник знает не только о последствиях поломки опорного подшипника и о необходимости его замены, но и о том, что повлияло на предварительный износ. Это значит, что он сможет исправить корень проблемы и предотвратить повторную неисправность.

Второе достоинство обращения к профессионалам – они точно поставят деталь на место правильно, не перетянут или оставят разболтанной, не начнут неправильно забивать кувалдой, не повредят сам элемент и рядом стоящие части. Но если вы уверены в собственных силах и успехе демонтажа и монтажа, то стоит оглядеть его на вышеперечисленные признаки износа самостоятельно – трещины, наличие матового ободка на внутренней стороне кольца и пр. При необходимости замены воспользуйтесь каталогом на сайте «Подшипник. Моби» – так, вы сразу найдете нужную деталь от надежных производителей с помощью удобного и понятного интерфейса, а ваш ремонт выйдет еще дешевле за счет доступных цен.

Также можно попробовать следующие способы:

  • Поставьте авто на домкрат и воспользуйтесь им. Когда вы закрепили транспорт и уверены в его статичности, начните качать колесо по вертикали – справа налево. Чувствуете большой интервал движений? У вас проблемы со ступицей.
  • Второй вариант – начните вращение, если появляется хруст, а сам процесс вызывает трудности, требуется применять силу, то нужно обращаться в салон для замены.
  • Чтобы не делать это вручную, если у вас передний привод, следует поддомкратить ТС, а затем включить первую передачу и нажать на акселератор. Выключите зажигание и прислушайтесь к звучанию.

В статье мы рассказали, как определять различные неисправности подшипников. Без своевременной их замены возможна резкая остановка колес в связи с тем, что узел заклинит. Не доводите до этого, своевременно проверяйте все неполадки, иначе окажетесь на обочине дороги.

Неисправность подшипника коробки передач: причины и диагностика

Хотя автоматические коробки передач приобретают все большую популярность, многие виды транспортных средств по-прежнему оснащаются механическими коробками. Как правило, неисправность КП является следствием неправильной эксплуатации или результатом использования при ремонте запасных частей низкого качества. Одна из распространенных неисправностей — износ подшипника. Каковы причины такой поломки и как правильно выполнить диагностику?
 
Механическая коробка передач состоит из валов: первичного, вторичного и (в зависимости от конструкции) промежуточного. Зубчатое колесо, установленное на первичном валу, передает крутящий момент на шестерню промежуточного вала. На обоих валах расположены пары зубчатых колес, которые соответствуют отдельным передачам. Эти элементы соединяются между собой при помощи синхронизаторов. При включении выбранной передачи остальные колеса размыкаются. Важным элементом всей этой конструкции является подшипник. В корпусе коробки передач переднеприводных автомобилей расположен дифференциал. Смазку и охлаждение коробки обеспечивает трансмиссионное масло.
 
«Один из наиболее распространенных признаков повреждения подшипников коробки передач — это характерный звук, как правило, напоминающий громкий гул или „вой“, исходящий из коробки. Такой шум можно услышать на каждой выбранной передаче, и он усиливается с увеличением оборотов. Длительная езда с поврежденным подшипником может привести к механическому повреждению зубчатых колес и корпуса коробки передач, поэтому эти признаки нельзя игнорировать», — объясняет Томаш Охман (Tomasz Ochman) из компании SKF.
 
Причин чрезмерного износа подшипников может быть множество. Как правило, неисправность возникает вследствие регулярной и длительной езды на максимальной нагрузке, а также отсутствия контроля за уровнем трансмиссионного масла. Среди многих водителей по-прежнему бытует мнение, что масло, залитое в коробку передач, как механическую, так и автоматическую, не требует периодической проверки, а иногда даже и замены, и его количество не меняется в ходе эксплуатации автомобиля. В большинстве случаев это не так, и подобная халатность может привести к поломке и дорогостоящему ремонту. Исключение составляют, конечно, коробки передач, в которых подшипники изнашиваются преждевременно по причине конструктивных ошибок.

Не в каждой механической коробке можно выполнить замену трансмиссионного масла, информация о возможности слива и дозаправки масла содержится в инструкции по эксплуатации автомобиля. При этом стоит отметить, что использовать необходимо только масло, рекомендованное производителем автомобиля. Дешевые аналоги редко обладают характеристиками, необходимыми для нормальной работы коробки передач, и не обеспечивают надлежащее смазывание, что, естественно, приводит к преждевременному износу компонентов данного узла.
 
Если коробка передач работает слишком громко, издавая упомянутые звуки, но только на одной определенной передаче, то, скорее всего, изношены зубчатое колесо или подшипник, соединенный с данным конкретным колесом. Если переключение передач сопровождается скрежетом или возникают трудности при выборе передач, это может быть признаком повреждения синхронизаторов. Важно как можно раньше выявить неисправность и заменить неисправный компонент, ведь коробка передач — это своеобразная сеть сообщающихся сосудов: чрезмерный износ одной детали может повлечь за собой выход из строя других. Итоговая проверка состояния подшипника осуществляется после разбора коробки передач. При этом необходимо провести тщательный осмотр других узлов, чтобы исключить риск возникновения дополнительных неисправностей.
 
«Как и в случае с другими деталями автомобиля, при замене подшипника в коробке передач не стоит полагаться на дешевые аналоги. Может оказаться, что после десяти с небольшим тысяч километров автомобиль вернется в мастерскую с той же поломкой. Компания SKF со всей серьезностью подходит к этому вопросу, потому производит высококачественные подшипники, которые в течение многих лет успешно используются множеством известных автосервисов», — говорит Томаш Охман.

SKF является ведущим мировым производителем и поставщиком подшипников и подшипниковых узлов, систем смазывания, мехатроники, уплотнений, оборудования для мониторинга состояния и сопутствующих изделий, а также предоставляет сервисные услуги, инженерный консалтинг и технические тренинги. Представительства компании SKF располагаются в более чем 130 странах, а всего в мире работает около 17 000 компаний-дистрибьюторов продукции SKF. В 2017 году объём продаж компании SKF достиг 77 938 000 000 шв. крон, а количество штатных сотрудников составило 45 678 человек.

Подшипник первичного вала коробки передач — назначение, износ, замена

Несвоевременный ремонт (замена) подшипника первичного вала кпп приводит к достаточно неприятным последствиям, так как подшипник способен повредить корпус коробки, что выльется в дорогостоящий ремонт.

Из-за особенностей крепления подшипника он со временем вырабатывает свое посадочное место. Вибрация и люфт постепенно разрушают его. Тогда и возникает необходимость поменять его на новый. Стоимость самого подшипника невелика, но с заменой придется повозиться.

Как производится замена подшипника в коробке передач

Для начала приготовим необходимый инструмент. Нам понадобится, в первую очередь, подходящий съемник подшипников и оправка для запрессовки. Подготовим также блокиратор первичного вала, фиксаторы пружин. Весь инструмент некоторые умельцы способны изготовить самостоятельно, но все же рекомендуется приобрести его в специализированных магазинах.

 

Съемник подшипников и оправка для запрессовки

+

 

Как локализовать подшипник первичного вала

 

Замена подшипника первичного вала КПП не обойдется без стандартного ремонтного набора: ветошь, гаечные ключи, удлинители, воротки, головки. То есть всего того, что у автомобилиста должно быть в гараже в первую очередь. Некоторые опытные водители используют также обычные пластиковые пакеты для мусора, в которые складывают комплекты запчастей и расходных материалов, чтобы в процессе ремонта ничего не перепутать. Все работы осуществляем на смотровой яме. Не следует забывать о технике безопасности и крепить все узлы, дабы не поймать головой или на ногу что-нибудь тяжелое.

 

Неисправность подшипника первичного вала Видео

 

Сам процесс схематично выглядит так. Отсоединяем колокол, снимаем с вала и подшипника стопорные кольца. Затем съемником аккуратно убираем подшипник первичного вала коробки передач. И устанавливаем новую деталь. Очищаем поверхности вала и гнезда для подшипника, можно даже пройтись кусочком мелкозернистой наждачной бумаги. Все хорошо промазываем маслом. Загоняем подшипник на положенное ему место, аккуратно постукивая молоточком по внешнему его краю. Кстати, нелишним будет заменить и сальник. Всё. Собираем агрегат и следим, чтобы не осталось чего-то железного и лишнего.

ступичного, сцепления, выжимного и опорного передней стойки, первичного вала, подвесного, качения, скольжения и причины поломки и износа, как определить

Все вращающиеся элементы в машине производят движение, благодаря внутреннему механизму. Все виды подшипников (ступичный, выжимной, опорный, подвесной, дейдвудный, первичного вала, скольжения и качения) могут иметь дефект, а дефектация, в свою очередь, приводит к износу и признакам неисправности, к поломке. В статье расскажем про строение детали и почему она может выйти из строя.

дефект подшипника

Колесо автомобиля, движущиеся части стиральной машинки и многие другие запчасти не могли бы функционировать без этого сборочного узла. Ось является не только центральной точкой вращения, но и частью опоры. Когда она ломается, происходит неравномерное движение, а вместе с ним – риск тотальной деформации основополагающих элементов. Для автомобилиста это становится возможной причиной заносов, аварии, потери управления над транспортным средством.

 

Причины типовых неисправностей, выхода из строя и последующей замены ступичного подшипника

 

В основном в статье будем затрагивать аспекты, непосредственно касающиеся автомобиля, так как именно в автомобилестроении и эксплуатации авто наиболее актуален этот вопрос. Факторы риска быстрого износа:

  • Заводской брак. Негативно влияют на долговечность узла некачественные материалы изготовления, погрешности при вытачивании и шлифовке. Если была оставлена шероховатость, то остается большая вероятность повышенного трения, которая приведет к истончению внешнего слоя металла.
  • Неаккуратная езда. Любые неровности дороги неприятны для автолюбителя, но при большой скорости попасть в яму или наскочить на кочку – пятидесятипроцентная вероятность нарушения работы ступицы, могут появиться первые признаки поломки подшипника, но так как определить неисправность сразу невозможно, то придется внимательно следить за поведением и звучанием транспорта на дороге в ближайшее время.
  • Недостаток смазочной жидкости. Без смазки вращение не будет происходить плавно. Требуется обеспечить деталям постоянный приток масел. Оно закончится быстро, если выйдет из строя резиновое уплотнительное кольцо, которое отвечает за герметичность. Особенно это актуально в грязную и влажную погоду. Максимально следует следить за элементами, расположенными в колесах, двигателе и прочих важных для авто системах.
  • Чрезмерная или недостаточная затяжка. При разболтанном движении невозможна стабильная фиксация всех частей машины. И, в обратном случае, если перезатянуть крепление, то будет сильно нагреваться металл. Это также негативно влияет на длительность эксплуатации.
  • Неправильная запрессовка непрофессиональными руками. Может привести к тому, что обойма лопнет или деформируется, встанет с перекосом. Посадочное гнездо замнётся. В итоге нагрузка будет распределяться неравномерно, что приведет к повреждениям.
износ подшипников

Избежать вышеперечисленных повреждений подшипников качения или ступицы и их причин можно, если аккуратно ездить, избегать ямы и выбоины, а также своевременно, регулярно производить техническое обслуживание транспортного средства – следить за уровнем и обновлением масел, проверять состояние и степень износа запчастей, а также производить их замену в соответствии со всеми условиями и правилами авторемонта.

 

В таком случае деталь прослужит вам очень долго, она признана одной из наиболее прочных. Намного скорее сломаются стойки, порвутся резиновые втулки.

 

Классификация неисправных опорных подшипников по признакам

 

Если узел не имеет заводского брака и эксплуатировался в рамках разрешенных нагрузок, то он может проработать без замены 10-20 лет, а то и больше. Но при неправильном уходе эта цифра становится куда меньше, срок пользования может снизиться до нескольких месяцев. Для ремонта мастер должен не просто поменять одну запчасть на другую, но и устранить причину поломки, иначе все последующие элементы будут иметь аналогичную дефектацию.

 

Специалист обращает внимание в первую очередь на внешние признаки узла – насколько и каким образом он истерся, какие части износились и пр. А затем делает выводы, как следует обращаться с компонентом.

неисправности выжимного подшипника

По классификации выделяют три воздействия, провоцирующие степени износа:

  • внутренние признаки – механика процесса;
  • внешние силы;
  • взаимодействие контактирующих поверхностей.

Они могут действовать как вместе, так и по отдельности.

 

Виды механического изнашивания

 

Металлические поверхности имеют свой микрорельеф. И при взаимодействии он становится более ярко выраженным. Начинается притирание одной части к другой со стиранием верхнего слоя и появлением микротрещин, небольших углублений. Вместе с этим начинают происходить вторичные процессы – химические, физические. Рассмотрим какие:

  • Схватывание первого типа. Актуален для повреждений подшипников скольжения и качения. Проявляется следующим образом – на более прочном металле образуются налипания, а на менее твердом – трещины. Изменяется площадь контакта, что приводит к стойким деформациям. При этом давление уменьшается. Случится это может при: —низкой скорости взаимоконтактрующих агрегатов из металлических сплавов; —высоком давлении; —отсутствии смазывающей жидкости; невысокой температуры прогрева верхнего слоя – не более ста градусов.
  • Окисление. Происходит в случаях, когда не хватает смазки. Тогда на поверхностях образуется слой окислов. Это характерно только для очень прочных сплавов и при увеличении интервала скоростей. Так как определить окислительный износ ступичного подшипника невозможно без его разбора, то признаки будут заметны при вскрытии обоймы. Со внутренней стороны на глянце появляются матовые полосы. Они состоят из частиц окисла. Это наиболее благоприятный вариант изнашивания, потому что он постепенный.
  • Схватывание второго типа. Похож на первый вариант, но возникает при очень высоких температурах и проявляется как равномерные борозды на менее твердом металле. Они начинают заедать при движении, что приводит к полнейшему разрушению. Осповидный износ. Возникает по причине чрезмерных нагрузок – более, чем они предполагаются изготовителем. Предел выносливости нарушен, в результате появляются трещины на поверхности. Площадь контакта становится меньше, она бывает дискретной, что полностью меняет характер взаимодействия. Углубления в виде оспинок появляются в среднем на момент 5-7 лет после начала использования.
  • Абразивный. Характерен для движения скольжения. Поверхностные слои начинают деформироваться за счет воздействия мелких посторонних частиц. Заметить это можно по прямым линиям. Полосы располагаются вдоль движения вращающихся элементов. При прохождении электрического тока. Напряжение может привести к образованию на поверхности рисунка. Узор может состоять из точек или параллельно расположенных черточек.
  • Коррозия. Если деталь эксплуатируется в условиях повышенной влажности, а защитные кожухи не предотвращают проникновение влаги, то на старом металле может появиться ржавчина. Сначала она затронет только верхний слой, позже – более глубокие структуры. Коррозийные очаги могут быть как местными, так и сплошными.
как определить неисправность опорного подшипника

Любое из этих механических повреждений может привести к первым признакам, симптомам износа ступичного подшипника переднего колеса. Для проверки вам следует обратиться в проверенный автосервис. Только в профессиональных условиях смогут аккуратно изъять узел и осмотреть его, чтобы определить, что воздействует на него.

 

Силы, действующие на систему

 

Имеются в виду все воздействия, оказываемые на механизм – как поступательные или вращательные движения, так и непреднамеренные действия, вызывающе точечную деформацию. Если были приложены усилия в одной точке, то изгиб получится в виде непрерывного следа. Снаружи или внутри – зависит от того, какое кольцо является подвижным, а какое – деформированным. Как определить неисправность выжимного подшипника сцепления и какие признаки поломки и износа у неисправной детали:

  • на торцевой части роликов появятся светлые пятна;
  • внутренняя часть может быть выкрашена – появится темное пятно;
  • на беговой дорожке снаружи появится четкая черта.

Характер взаимодействия контактирующих поверхностей

В подшипниковом узле выделяют подвижные и неподвижные поверхности контактирующих деталей. Осмотр следует начинать последовательно – от посадочной поверхности подшипника к посадочной поверхности внутреннего кольца на вал.

причины замены подшипников

Если посадка была произведена неправильно, ослаблена, то статичное положение будет нарушено, что приводит к проворачиванию, внеплановому движению. Из-за этого может появиться шум и стук, металл начнет сильнее нагреваться из-за повышенной нагрузки.

 

Если поверхности контактируют под воздействием регулярных вибраций, то возникает слой коррозии (фреттинг-коррозия). На кольцах появляются темные пятна и следы окисления. В дальнейшем с развитием процесса начнут расходиться трещины. Проявление – стучание при оборотах.

 

И последнее соприкосновение является нежелательным. Это незапланированный контакт с посторонними элементами, которые только расшатывают, приводят в неправильное раскачивание узел.

 

Как определить неисправность опорного подшипника передней стойки – признаки и симптомы износа

 

Автолюбитель должен внимательно прислушиваться к тому, как работает машина, а также замечать малейшие отклонения от нормы. Особенно аккуратным нужно быть в случае, если предварительно вы попали в яму или иным образом повредили целостность ступицы и других рабочих узлов.

признаки износа опорного подшипника

Свидетельствовать о проблемах могут:

  • Хруст, стук или скрежет. Звук может различаться в зависимости от того, какой тип повреждений имеет место, но услышите вы его из любой точки – как внутри авто, так и находясь снаружи. Шум будет усиливаться при ускорении и торможении, при преодолении небольших неровностей. Если он появляется исключительно при поворотах руля, то, скорее всего, вы имеете дело с другой деталью.
  • Частая вибрация. Это характерно не только для ступичного узла, но и для износа дейдвудных подшипников, так как определить их деформацию обычно бывает сложно. Они обычно используются при строении судов, за счет чего их размер поражает. Но все равно вибрировать будет значительно. Если возвращаться к примеру с автомобилем, то вы почувствуете тряску даже от рулевого колеса.
  • Поворот в одну или вторую сторону. Основной залог прямого движения – это равномерное, с равной скоростью вращение колес. А оно становится невозможным, если передача силы происходит, но не может воплотиться, так как замыкает важный узел. Простыми словами – одно колесо вращается быстро, а второе чуть медленнее. Но этот же симптом может отвечать за деформацию другой запчасти.
износ подшипников скольжения

Для домашней техники характерны такие же проявления, но следует дополнительно рассмотреть признаки поломки подшипника в стиральной машине, так как она является одним из важнейших предметов быта и выходит из строя довольно быстро. Определять можно по следующему:

  • Появится шум. Первое ощущение, что в барабане находится посторонний предмет. Металлический лязг или треск предвещает трение механизмов друг о друга.
  • Раскачивание техники из одной стороны в другую. Из-за чего это происходит? Такое движение говорит о дисбалансе, который, в свою очередь, основан на непрочно затянутых узлах вращения.
  • Режим отжима становится хуже. Мощности просто не хватает для того, чтобы обеспечить настолько быстрые повороты. Происходит или прокручивание или соскакивание, то есть вместо двух оборотов, которые заданы двигателем, получится один.

Определить поломку можно двумя способами – своими силами или с помощью специалиста. Второй вариант может быть дороже, но вернее. Авторемонтник знает не только о последствиях поломки опорного подшипника и о необходимости его замены, но и о том, что повлияло на предварительный износ. Это значит, что он сможет исправить корень проблемы и предотвратить повторную неисправность.

неисправности выжимного подшипника

Второе достоинство обращения к профессионалам – они точно поставят деталь на место правильно, не перетянут или оставят разболтанной, не начнут неправильно забивать кувалдой, не повредят сам элемент и рядом стоящие части. Но если вы уверены в собственных силах и успехе демонтажа и монтажа, то стоит оглядеть его на вышеперечисленные признаки износа самостоятельно – трещины, наличие матового ободка на внутренней стороне кольца и пр. При необходимости замены воспользуйтесь каталогом на сайте «Подшипник. Моби» – так, вы сразу найдете нужную деталь от надежных производителей с помощью удобного и понятного интерфейса, а ваш ремонт выйдет еще дешевле за счет доступных цен.

признаки поломки выжимного подшипника

Также можно попробовать следующие способы:

  • Поставьте авто на домкрат и воспользуйтесь им. Когда вы закрепили транспорт и уверены в его статичности, начните качать колесо по вертикали – справа налево. Чувствуете большой интервал движений? У вас проблемы со ступицей.
  • Второй вариант – начните вращение, если появляется хруст, а сам процесс вызывает трудности, требуется применять силу, то нужно обращаться в салон для замены.
  • Чтобы не делать это вручную, если у вас передний привод, следует поддомкратить ТС, а затем включить первую передачу и нажать на акселератор. Выключите зажигание и прислушайтесь к звучанию.

В статье мы рассказали, как определять различные неисправности подшипников. Без своевременной их замены возможна резкая остановка колес в связи с тем, что узел заклинит. Не доводите до этого, своевременно проверяйте все неполадки, иначе окажетесь на обочине дороги.

Признаки подшипника первичного вала | Он все еще работает

от Chris Weis

Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images

Механические коробки передач обычно обеспечивают надежное обслуживание, требуя только базового обслуживания. Коробка передач просто нуждается в надлежащем типе и количестве трансмиссионного масла, чтобы поддерживать его в хорошем состоянии. Однако детали со временем изнашиваются, и входной вал находится в постоянном движении каждый раз, когда работает двигатель. Подшипник первичного вала подвержен масляному голоданию при слегка недостаточном уровне масла, в то время как другие компоненты могут не подвергаться серьезному воздействию.

Neutral

Изношенный или неисправный подшипник первичного вала может привести к шумной работе в нейтральном положении при работающем двигателе. Высота или тон шума изменяются с частотой вращения двигателя, и через рычаг переключения может ощущаться небольшая вибрация. Этот признак также может быть вызван недостаточным уровнем или качеством трансмиссионного масла. Проверьте и заправьте трансмиссионное масло, чтобы исключить эту возможность как источник шума, прежде чем осудить подшипник первичного вала.

Gears

Чрезмерный и постоянный шум во всех передачах также может быть вызван дефектом подшипника первичного вала.Тон шума может изменяться в зависимости от частоты вращения двигателя или требований к крутящему моменту. Этот признак также может быть вызван неисправным подшипником выходного вала, за исключением того, что шум прекращается, когда автомобиль останавливается. Шум подшипника на входном валу сохраняется до тех пор, пока работает двигатель, и разница помогает определить, какой подшипник неисправен.

Mystery Shifts

Сильно изношенный подшипник первичного вала может привести к проскальзыванию коробки передач во время движения. Этот симптом обычно возникает так же, как сцепление, и иногда сопровождается шумом или ощущением.Избыточное движение входного вала влияет на выравнивание валов редуктора, предотвращая полное зацепление. Механизм переключения, кажется, движется сам по себе, так как на него действуют силы со смещенными компонентами трансмиссии.

Double Troubles

Многие причины могут дублировать признаки плохого подшипника первичного вала. Свежее трансмиссионное масло может устранить некоторые симптомы, а регулировка рычага переключения передач может уменьшить или исправить другие. Шум приводной линии может распространяться через множество задействованных компонентов и сводить на нет попытки определить проблему.Для установления точных неисправностей могут потребоваться сложные методы диагностики. Если сомнения сохраняются, обратитесь к профессионалу, чтобы предотвратить неэффективные и дорогостоящие попытки ремонта.

Еще статьи
.

Знаки и звуки проблем с передачей - BlueDevil Products

signs of transmission problems signs of transmission problems Покупая подержанный автомобиль, вы всегда рискуете, что он может быть «подержанным» больше, чем вы рассчитывали. Всегда могут быть скрытые проблемы, которые трудно диагностировать за те несколько минут, которые у вас есть, пока вы смотрите на машину. То же самое можно сказать и об автомобиле, на котором вы сейчас находитесь. Может быть легко подумать, что если ваша машина запускается и работает относительно хорошо, то все работает отлично, но это не обязательно так.Для тренированных глаз и ушей может быть легко заметить тонкие удары, которые ваш автомобиль пытается дать вам, что что-то не совсем правильно.

Признаки проблем с передачей

  • Резкий Сдвиг
  • Медленные или подвесные смены
  • нытье или жужжание
  • грохот или грохот

Первый шаг в изучении того, как слушать вашу трансмиссию, верен для любого компонента любого автомобиля. Начните с проезда нескольких миль по шоссе и нескольких миль по городу с выключенным радио и никого больше в машине.Эти качественные мили с вашим автомобилем позволят вам услышать, как звучит здоровая и счастливая машина. Попробуйте открыть окна и прислушайтесь к звукам, издаваемым вашей машиной во время простоя, поворотов, ускорения, торможения, включения и выключения различного оборудования, например кондиционера или фар. Кроме того, следите за датчиками, которые ваш автомобиль должен видеть, где они читают при нормальной работе. Знание того, как ваш автомобиль звучит и работает, когда он работает должным образом, поможет вам заметить, когда происходит что-то другое, что может помочь вам заблаговременно диагностировать неисправный компонент, что сэкономит вам деньги и разочарование.

Суровый Сдвиг

Один из первых признаков проблем с передачей - это когда ваша передача переключается сильно. Когда ваша трансмиссия включается, это может быть признаком ненормального давления, изношенных компонентов или даже низкого уровня жидкости. Начните с проверки уровня трансмиссионной жидкости и ее состояния на щупе. Если вы обнаружили низкий уровень жидкости, объявите BlueDevil Transmission Sealer и долейте жидкость, чтобы все нормализовалось.

Медленные или подвесные смены

Точно так же медленные и зависания могут быть признаком изношенного компонента или ненормального давления в вашей трансмиссии.Если вы испытываете медленные сдвиги, рассмотрите возможность замены фильтра передачи и посмотрите, не засорился ли он и не вызвал ли он возникшие у вас проблемы. Если это не решит проблему, возможно, вам понадобится проверить вашу передачу специалистом.

нытье или жужжание

Хныканье и жужжание - это шумы передачи, которые указывают на две разные проблемы, но их часто трудно различить. Хныканье указывает на проблему с насосом трансмиссионной жидкости и может быть связано с низким уровнем или неисправностью насоса.Жужжание обычно свидетельствует о том, что в вашей трансмиссии происходит повреждение подшипника, но его также можно спутать с подшипниками качения и колесными подшипниками, поэтому обязательно проверьте все эти подшипники, прежде чем делать выводы.

грохот или грохот

Грохот или дребезжание в любой системе вашего автомобиля обычно означает, что что-то имеет или скоро потерпит крах. Если у вас есть такие звуки, исходящие от вашей передачи, как можно скорее проверьте их у механика.Обычно эти типы сбоев возникают только в том случае, если у вас низкий уровень жидкости или очень старая трансмиссионная жидкость.

Если у вас низкий уровень жидкости в вашей трансмиссии, используйте BlueDevil Transmission Sealer, чтобы остановить утечку и избежать многих из этих проблем трансмиссии.

Каковы симптомы сбоя передачи?

Симптомы сбоя передачи обычно следуют после того, как вы начинаете видеть некоторые признаки сбоя. Например, если в вашей трансмиссии от плохого подшипника дребезжит или гудит, вы, скорее всего, вскоре увидите увеличение утечки, так как плохие подшипники будут приводить к колебанию входного или выходного вала, что приведет к разрушению уплотнения.Точно так же резкие изменения могут изнашивать сцепления и группы и приводить к скольжению. В конце концов, это проскальзывание приводит к тому, что ваша трансмиссия вообще не включается, и вы больше не можете управлять своей машиной.

Откуда вы знаете, выходит ли ваша передача?

Самая большая проблема, которую вы можете испытать с коробкой передач, - это чрезмерное проскальзывание или отсутствие переключения на передачу вперед или назад. Если у вас возникла одна из этих проблем, ваша передача может быть готова для восстановления или замены.К сожалению, чтобы точно узнать, что ваша трансмиссия вышла из строя, вам нужно снять трансмиссию и открыть ее, чтобы осмотреть ее на предмет износа и повреждений.

Каковы признаки плохой передачи?

Самый большой признак плохой передачи - ее послужной список. Может быть полезно поискать отзывы о транспортном средстве и его послужной список для выявления проблем с передачей, чтобы определить, может ли у вас случиться плохая передача. Такие ресурсы, как www.carcomplaints.com, могут помочь вам определить ваши шансы на проблемы с передачей в будущем.

Как вы испортили свою трансмиссию?

Самый быстрый способ испортить трансмиссию - запустить ее с низким уровнем жидкости. Регулярно проверяйте уровень жидкости, чтобы убедиться, что он находится на полном уровне, чтобы ваша коробка передач остыла и была хорошо смазана. Помимо поддержания полного уровня жидкости, предотвращение преждевременного износа коробки передач при переключении передач при сильном дросселе или переключении во время движения автомобиля.


Если у вас есть утечка жидкости, угрожающая повредить трансмиссию, приобретите BlueDevil Transmission Sealer сегодня в вашем любимом местном магазине автозапчастей, например:

  • AutoZone
  • Advance Auto Parts
  • Bennett Auto Supply
  • CarQuest Автозапчасти
  • NAPA Автозапчасти
  • O'Reilly Автозапчасти
  • Pep Boys
  • Fast Track
  • Бампер, чтобы Бампер Специалистов по автозапчастям
  • S & E Quick Lube Distributor
  • DYK Automotive
  • Fisher Auto Parts магазины
  • Авто Плюс Магазины автозапчастей
  • Hovis Auto & Truck Магазины снабжения
  • Salvo Автозапчасти
  • Advantage Автосалоны
  • Оригинальные магазины автозапчастей
  • Bond Auto Parts магазины
  • Приток флота снабжения
  • бампер для бампера Автозапчасти
  • Любые запчасти Автозапчасти
  • Автозапчасти для потребителей

Фотографии предоставлены:

передачи_проблемы.jpg - By Bizoo_N - Лицензия Getty Images - Оригинальная ссылка

,
Анализ усталостного разрушения вала центробежного насоса

1. Введение

Насосы обычно используются для транспортировки жидкостей, таких как вода, сточные воды, нефть и продукты нефтехимии. Насосы можно разделить на две основные категории, а именно динамические насосы и поршневые насосы. В динамическом насосе, таком как центробежный насос, энергия непрерывно добавляется к перекачиваемой среде, и среда не содержится в заданном объеме. Энергия в поршневом насосе, таком как диафрагменный насос, периодически добавляется к перекачиваемой среде, пока среда содержится в заданном объеме.Насос приводится в движение первичным двигателем, который является двигателем или электродвигателем. Мощность насоса определяется на основе напора (в метрах) и максимальной скорости потока доставки при скорости конкретного вала. Последнее связано с необходимой мощностью первопроходца. Типичные характеристики некоторых насосов приведены в таблице 1.

Параметр Насос A Насос B Насос C Насос D
Всасывающая головка (м) 33 24 30 32
Объем подачи (м 3 / ч) 32 120 150 9
Двигатель мощность (кВт) 7.5 15 37 2.2
Скорость (об / мин) 2900 1450 1450 2900

Таблица 1.

Типовые характеристики центробежных насосных систем для различных применений.

Основными компонентами центробежного насоса являются узел ротора и корпус. Узел ротора насоса содержит вал, рабочее колесо, втулки, уплотнения, подшипники и полумуфты, как показано на рисунке 1.Спиральный корпус или спираль, окружающая рабочее колесо насоса, служит для сбора жидкости, выходящей из рабочего колеса. Рабочее колесо представляет собой вращающийся набор лопастей, предназначенных для придания вращения массе перекачиваемой среды. Полумуфты соединяют вал ротора с выходным валом двигателя.

Рисунок 1.

Вырезное отверстие центробежного насоса, иллюстрирующее основные компоненты.

Во время работы двигатель или электродвигатель приводит в движение узел ротора насоса.Кинетическая энергия вращения преобразуется в гидродинамическую энергию потока жидкости. Жидкость поступает в насос в осевом направлении через проушину корпуса и попадает в лопатки рабочего колеса. Жидкость набирает скорость и давление при ускорении рабочим колесом. Затем он вращается тангенциально и радиально наружу, пока не пройдет через все окружные части рабочего колеса в диффузорную часть корпуса. Кольцевой диффузор или спиральная часть корпуса замедляют поток и еще больше увеличивают давление.

Вал ротора испытывает как циклическую изгибную нагрузку, так и крутильную нагрузку во время работы насоса. Циклы запуска и остановки также могут вызывать колебания напряжения с высоким средним уровнем напряжения. В этом отношении, часто, классический анализ усталости с высоким циклом рассматривается в безопасной конструкции вала. Анализ напряжений на валу учитывает повышение напряжения из-за различных конструктивных особенностей, в том числе угловых, желобковых, шпоночных и винтовых резьб. Наличие таких конструктивных особенностей в сочетании со сложной нагрузкой требует вычислительной оценки надежности вала с использованием анализа методом конечных элементов.Кроме того, конструкция должна также учитывать динамику ротора (критическую скорость) вала.

2. Анализ отказов и отказов

Опыт показывает, что, несмотря на соблюдение доступных процедур проектирования, по-прежнему сообщается о преждевременном отказе вала ротора во время работы центробежного насоса. Причины такого отказа могут быть классифицированы на основании (а) неправильной конструкции или неправильного применения материалов, (б) неправильной обработки или изготовления и (в) ухудшения обслуживания компонента.Как уже упоминалось ранее, сильное локальное напряжение, обусловленное конструктивными особенностями, может вызвать чрезмерную пластическую деформацию, приводящую к зарождению усталостных трещин. Усталостные трещины могут также возникать из-за врожденных дефектов материала, таких как неметаллические включения и микропороты, а также из-за шероховатости поверхности, вызванной механической обработкой. Износ в процессе эксплуатации проявляется в износе материала, в виде истирания и коррозионного растрескивания под напряжением. Приложенная усталостная нагрузка непрерывно вызывает ухудшение модуля и прочностных свойств материала.Дополнительные факторы, которые могут способствовать раннему выходу из строя вала, включают в себя плохое техническое обслуживание насосного агрегата, а также неправильное обслуживание и ремонт компонента.

После того, как произошло нежелательное событие отказа, требуется оценить степень повреждения компонента и его влияние на общую целостность системы. Анализ сбоев на отказавшем компоненте выполняется для определения основных причин сбоя, поэтому могут быть предприняты соответствующие шаги для предотвращения аналогичного возникновения в будущем.Ход процесса анализа отказов представлен в таблице 2.

Процедуры Описание Для вала центробежного ротора
Описание ситуации отказа Справочная информация и история обслуживания, записи о ненормальной работе. Частота запуска и остановки, детали выполненных ремонтных работ, срок службы компонентов.
Визуальный осмотр Проверьте неисправный компонент на наличие явных признаков отказа. Расположение трещин вдоль вала, пляжные линии как признак усталостного разрушения.
Анализ конструкции механической части Определите, имеет ли деталь достаточный размер и надежность / срок службы. Анализ усталости, чтобы продемонстрировать «бесконечный срок службы» вала.
Химический расчетный анализ Установить соответствие материала по коррозионной стойкости. Определите химический состав материала вала.
Металлографическое исследование Чтобы установить такие факты, как правильная термическая обработка детали. Определите термическую обработку вала с помощью анализа микроструктуры и показателей твердости.
Определите свойства Определите свойства материала, относящиеся к конструкции. Сведения о марке сплава см. В технических паспортах материала.
Имитация отказа Установите отклик компонента при одинаковых нагрузках и граничных условиях. Конечно-элементное моделирование вала для установления поля напряжений в области разрушения.
Написание отчета Письменный отчет с подробным описанием результатов анализа и причинами отказа. Могут быть включены рекомендации по предотвращению возникновения аналогичной аварийной ситуации. Обдумать причины преждевременного выхода из строя вала.

Таблица 2.

Этапы выполнения анализа отказов инженерных компонентов и конструкций.

В этой главе описываются процедуры и этапы выполнения анализа отказов. В качестве иллюстрации приведено тематическое исследование отказа вала ротора центробежного насоса. Адекватное обсуждение соответствующих аспектов анализа на каждом этапе предоставляется. Методология, представленная в этой главе, может быть легко использована и / или расширена при проведении анализа отказов технических компонентов и конструкций.

3. Описание ситуации отказа

Сообщалось, что во время работы вал центробежного насоса, используемого для перекачки смеси углеводородов для доставки конечного нефтепродукта на нефтеперерабатывающий завод, вышел из строя.Отказ привел к возгоранию насоса и работ по переработке труб на нефтеперерабатывающем заводе внутри блока, с общей оценкой потерь в 48 000 долларов США. За последние 12 часов до окончательного разрушения вала было запланировано в общей сложности 12 операций пуска и останова центробежного насоса.

Центробежный насос был установлен и введен в эксплуатацию около 30 лет назад. Произведено три основных ремонта насоса, связанных с утечкой из уплотнения. На резьбовой части вала было установлено механическое уплотнение с предварительным натягом, соответствующим 25–30% предела текучести материала.Тем не менее, не было зарегистрировано аномалий на валу.

Типичный рабочий цикл центробежного насоса состоит из запуска и работы насоса с номинальной частотой вращения ротора 2975 об / мин в течение 14 часов с интервалом полного выключения 2 часа. Насос работает от 5 до 7 дней в неделю в течение всего года.

Общий вид вышедшего из строя центробежного насоса показан на рисунке 2. Ведущая сторона сломанного вала ротора была удалена, а втулка осталась на месте.

Рисунок 2.

Сценарий отказа центробежного насоса, показывающий сломанный вал ротора.

4. Визуальный осмотр сломанного вала

Упрощенная геометрия вала ротора вместе с основными размерами показана на рисунке 3. Приводной конец вала соединен с валом двигателя с помощью муфты. Расстояние между опорами подшипника составляет 982 мм. Средняя часть ступенчатого вала с наибольшим диаметром 65 мм несет крыльчатку, которая установлена ​​на месте с помощью ключа.Ключевой способ имеет размеры 9 мм по радиусу, длину × ширину 60 × 18 мм, , 2 и глубину 9 мм. Оба конца этой секции имеют резьбу M65 × 1,5 для установки механических уплотнений (только критическая резьбовая часть, расположенная с правой стороны секции). Вал разрушен в сечении через первую резьбу на стороне привода, как показано на фиг.3. Плоскость разрушения ориентирована по нормали вдоль продольной оси (ось z) вала.

Рисунок 3.

Упрощенная геометрия вала ротора, указывающая место разрушения.

При ближайшем визуальном осмотре разрушенной поверхности выявляется морфология, как показано на рисунке 4 (а). Большая часть поверхности была сплющена и смазана, возможно, из-за многократного шлифования поверхности разрушения сопрягаемой части, в то время как двигатель работает после полного разрушения. Таким образом, детали особенности разрушения не могли быть легко извлечены из фрактографа.Тем не менее, следы пляжных отметок, указывающих на усталость, очевидны.

Рисунок 4.

(а) Морфология поверхности разрушения с указанием линий усталости, (б) ориентация плоскости разрушения перпендикулярно продольной оси вала.

Стоит отметить, что плоскость разрушения ориентирована почти перпендикулярно продольной плоскости вала, как показано на рисунке 4 (б). Такая ориентация плоскости усталостного разрушения указывает на распространение трещины I-типа (раскрытие) при индуцированной изгибной усталостной нагрузке.

5. Химический расчетный анализ

Химический расчетный анализ проводится для установления соответствия вышедшего из строя материала вала спецификации материалов изготовителя. Запись производителя показывает, что поврежденный вал ротора был изготовлен из стали AISI 4140 HT. В этом отношении химический состав материала вала определяется с помощью спектрометра Glow-Discharge (GDS). Полученный химический состав (в мас.%) Суммирован в таблице 3, остальное составляет Fe .Другие элементы, обнаруженные в сплаве, перечислены в Таблице А1 Приложения. Номинальный диапазон состава для каждого элемента стали AISI 4140 также указан для сравнительных целей [1]. Следует отметить, что вышедший из строя стальной вал Cr-Mo содержит немного более высокое содержание углерода, в пределах диапазона для стали AISI 4150. Медь также обнаруживается в поврежденном материале вала.

Elem. C Mn Cr Mo Si Cu Fe
Cr-Mo стальной вал 0.502 0,722 1,08 0,228 0,187 0,23 Бал.
AISI 4140 0,38–0,43 0,75–1,00 0,80–1,10 0,15–0,25 0,15–0,30 - Бал.
AISI 4150 0,48–0,53 0,75–1,00 0,80–1,10 0,15–0,25 0,15–0,30 - Бал.

Таблица 3.

Элементный состав стального вала Cr-Mo (мас.%) И эталонной стали.

Микроструктуры стали при двух различных увеличениях показаны на рисунке 5. Темные и светлые фазы представляют собой отпущенный и не отпущенный мартенсит, соответственно, с игольчатой ​​или игольчатой ​​структурой.

Рисунок 5.

Микроструктуры материала вала, показывающие матрицу мартенсита.

Измерения твердости были проведены на поврежденном образце стального вала, в месте вблизи трещиноватого участка.Среднее значение показаний твердости по Виккерсу, измеренное по всему сечению вала, составляет 327,4 HV со стандартным отклонением 22,3 HV. Соответствующее значение твердости по шкале Бринелля и Роквелла C составляет 311 HB и 33 Rc соответственно. На основании наблюдаемых микроструктур и показателей твердости делается вывод о том, что материал вала, вероятно, был AISI 4150, закаленный в масле, отпущенный при температуре 595 ° ° C. Однако присутствие Cu могло бы улучшить ударную вязкость сплава за счет более низких растяжимых свойств.

6. Механический расчет конструкции

Механический анализ конструкции выполняется для проверки соответствия конструкции расчетному пределу текучести и усталостному разрушению материала вала. Анализы состоят из расчетов напряжений, особенно на наблюдаемом участке трещины вала ротора. Критические напряженные состояния затем сравниваются с соответствующими прочностями материала вала, чтобы установить возможные причины отказа. В связи с этим уровни напряжения в валу ротора, возникающие в результате трех различных нагрузок, рассматриваются следующим образом:

  1. Напряжения во время работы насоса при номинальной нагрузке.Такие напряжения могут привести к усталостному разрушению вала с большим циклом. Колеблющаяся нагрузка состоит из

    • с постоянным крутящим моментом Т = 834,7 Нм при передаче мощности 260 кВт при 2975 об / мин от электродвигателя к валу ротора.

    • циклическое изгибное напряжение, вызванное массой вала, которое предполагается равномерно распределенным по длине вала между опорами подшипника ( w = 0,12 Н / мм). Вес крыльчатки создает сосредоточенную поперечную силу 392.4 N.

  2. Напряжения во время переходного процесса пуска и останова: пиковый крутящий момент в каждом цикле запуска в три раза больше, чем при номинальной рабочей скорости. Такой высокий крутящий момент обусловлен эффектом инерции вала ротора и массивного рабочего колеса.

  3. Дополнительные напряжения из-за предварительной загрузки контргайки для механического уплотнения: Резьбовая область, где наблюдался разрыв, была снабжена контргайкой, которая удерживает уплотнение на месте.Предварительная нагрузка вносит относительно высокое среднее напряжение в существующий компонент переменного напряжения. Кроме того, геометрия нити наследует концентрацию напряжений в корневой области.

Последовательность крутильных нагрузок, испытываемых узлом ротора во время типичного цикла нагрузки, показана на рисунке 6. Он состоит из короткого процесса запуска, который создает в три раза большую пиковую крутильную нагрузку, чем номинальный уровень нагрузки, и 14- ч работа при номинальной нагрузке. Затем следует полное отключение на 2-часовой интервал.На основании служебной записи о том, что сборка ротора была недавно сбалансирована, исключен вклад в отказ из-за потенциально высокого динамического дисбаланса нагрузки. Роторный узел находился в эксплуатации 30 лет и 3 месяца на момент разрушения. Это соответствует в общей сложности 16 500 циклам пуска и останова, которые претерпела система центробежных насосов.

Рисунок 6.

Последовательность крутильных нагрузок, испытываемых неисправным валом ротора.

6.1. Свойства материала

Необходимый набор механических свойств стали Cr-Mo для использования в анализе напряжений получен из опубликованной литературы [2, 3].Свойства основаны на данных для AISI 4140, закаленных в масле и отпущенных при температуре от 650 ° C до 285 HB. Прочность на растяжение ( SU ) и предел текучести ( SY ) материала составляют 758 и 655 МПа соответственно. Циклический предел текучести SY 'оценивается в 458 МПа.

Предел выносливости ( S ' e ), как сообщается, составляет 420 МПа при 10 7 циклов. Поскольку указанный предел усталости часто устанавливается с использованием гладких образцов, его следует скорректировать с учетом состояния поверхности в месте разрушения и большого диаметра вала ротора относительно образцов для испытаний на усталость.Поверхность трещиноватой резьбовой области была обработана машинным способом, и, таким образом, коэффициент изменения предела усталости ka = 0,72 (см. Рисунок A1a в Приложении). Рассмотрим размерный эффект, основанный на диаметре корня вала с резьбой M65 × 1,5, соответствующем коэффициенту изменения предела усталости, кб, = 0,795, как определено на рисунке A1b Приложения.

Скорректированный предел усталости ( Se ) затем оценивается как

Se = kakbSe ′ = 0.720.795420 = 240MPaE1

Геометрия корня нити индуцирует локальный градиент напряжения.Такой эффект концентрации напряжений количественно определяют с использованием коэффициента концентрации усталостных напряжений Kf . Это объясняет чувствительность геометрии с надрезом к усталостным нагрузкам. Он определяется как отношение пределов выносливости образцов без надрезов к образцам с надрезом. В этом анализе Kf рассматривается как фактор, который увеличивает напряжение вместо уменьшения предела усталости материала. На основании опубликованных данных для стальных резьбовых элементов с закаленными и нарезанными резьбами значение Kf принимается равным 3.8 (см. Таблицу А2 приложения).

6.2. Анализ усталости вала при номинальной насосной нагрузке

Анализ напряжений выполняется для критического участка вала, где наблюдается разрушение. Поэтому расчеты основаны на меньшем диаметре резьбовой части для M65 × 1,5, d, = 63,16 мм [4]. Расчетный изгибающий момент в критическом сечении составляет MC = 102,5 кН · мм, а соответствующее номинальное напряжение составляет 4,14 МПа. Во вращающемся валу это напряжение представляет амплитуду циклов напряжения.Эта амплитуда напряжения дополнительно усиливается концентрацией усталостных напряжений ( Kf = 3,8 ), как обсуждалось ранее, для получения амплитуды локального рабочего напряжения σa = 15,75 МПа.

Постоянная величина напряжения сдвига 16,87 МПа усиливается геометрической концентрацией напряжений, связанной с корнем надреза резьбы, с Кц, = 2,0 (см. Рис. А2). Это приводит к среднему напряжению сдвига, тм = 33,74 МПа.

Поскольку величина как амплитуды нормального напряжения, σa , так и среднего напряжения сдвига, τm , невелики относительно скорректированного предела усталости материала вала, Se , из-за отказа вала ротора до номинальной номинальной нагрузки исключается.Фактически, это было продемонстрировано накопленным усталостным ресурсом ротора при более чем 4 × 10 10 циклов за 30 лет эксплуатации.

6.3. Анализ усталости из-за операций пуска и останова

Рабочие циклы насоса состоят из переходных операций пуска и останова, как показано на рисунке 6. Процедура запуска дает в три раза более высокий пиковый крутящий момент ( 3T = 2504 Нм) к валу из-за эффекта инерции узла ротора. Это соответствует максимальному напряжению сдвига 101.22 МПа. Таким образом, переходные циклы запуска и остановки вызывают переменное напряжение сдвига, τ xy , a = 50,61 МПа и среднюю составляющую напряжения сдвига, τ xy , м = 50,61 МПа. Амплитуда напряжения изгиба, возникающая из-за собственного веса вала и рабочего колеса, остается на уровне σa, = 15,75 МПа.

Эквивалентную флуктуирующую нагрузку, с точки зрения компонентов нормального напряжения, для комбинированной нагрузки флуктуирующего сдвига и нормальных напряжений можно определить с использованием теории энергии искажения [5].Среднее значение σm ′ и амплитуда σa ′ напряжения фон Мизеса определяются соответственно как

σm ′ = σx, m2 + 3τxy, m2 = 350.612 = 87.7MPaE2aσa ′ = σx, a2 + 3τxy, a2 = 15.752 + 350.612 = 89.1MPaE2b

Возможность усталостного отказа из-за переходных циклов пуска и останова может быть затем исследована с использованием модифицированного критерия отказа Гудмана. Усталостное разрушение может произойти, когда значение критерия достигнет единицы:

σa′Se + σm′SU = 89.1240 + 87.7758 = 0.49E3

Рабочее условие локализованного напряжения, связанное с циклами пуска и останова, отображается в виде точки A на диаграмме усталости, как показано на рисунке 7.

Рисунок 7.

Диаграмма усталостного ресурса, иллюстрирующая модифицированную линию отказов Goodman и условия рабочего напряжения.

Поскольку значение измененного критерия Гудмана достигает только 0,49, накопленный цикл запуска и остановки вряд ли вызовет наблюдаемое усталостное разрушение. Кроме того, сборка ротора завершила всего около 16 500 циклов пуска и останова до события разрушения.

Затем постулируется, что локализованные напряжения в разрушенном участке должны быть выше, чем рассчитанные ранее.Этому могло бы способствовать затягивание узла механического уплотнения. Такая предварительная нагрузка муфты для механического уплотнения вызывает среднюю составляющую нормального напряжения в дополнение к существующему переменному напряжению в критическом месте расположения корня резьбы. Этот постулат рассматривается в следующем разделе.

6.4. Вклад предварительной нагрузки в локальные напряжения в резьбовой области

Растягивающее усилие, оказываемое резьбовым валом Fb, от натяжения муфты для механического уплотнения, можно выразить в виде суммы начальной силы натяжения, Fi , и часть приложенного извне усилия (изгиб), F ​​ ext , as [6]

Термин kbkb + kc представляет эффективную жесткость резьбового вала и зажимной втулки механического уплотнения.Коэффициент эффективной жесткости пропорционален «эффективной» секции вала и зоне зажима, C = AbAb + Ac. Внешняя сила представляет собой вызванный изгиб под действием собственного веса ротора в сборе. Сопротивление нормальному напряжению в резьбовом валу, σb = FbAt, может быть затем выражено как

σb = Ktσi + AbAb + AcσbendingE5

Это напряжение способствует средней составляющей нормального напряжения в критической корневой области резьбового вала. Принимая геометрический коэффициент концентрации напряжений для нарезанной резьбы, Kt = 3.0, и оценка эффективного сечения резьбового вала, C = 0,33, среднее напряжение σ x , м составляет

σx, m = σb = 3,0σi + 0,3315,75E6

Чувствительность Начальная сила затяжки ( Fi = σiAt ) на результирующий срок службы усталости проверяется с помощью формул. (2a), (2b), (3) и (6). Допустимая начальная сила - это величина, чтобы вызвать напряжение до предела прочности материала вала, Sp = 0.9 SY = 589,5 МПа. Результаты моделирования показывают, что первоначальная предварительная нагрузка резьбового соединения до 0,25 SY привела бы к эквивалентным флуктуирующим напряжениям фон Мизеса с σm ′ = 499,1 МПа, в то время как переменный компонент остается на уровне σa ′ = 89,1 МПа. Это напряженное состояние обозначено точкой B, как показано на рисунке 8. Соответствующее измененное значение критерия Гудмана, равное 1,03, предполагает состояние усталостного разрушения при 10 7 циклов пуска и останова. Тем не менее, мы помним, что накопленные циклы запуска и остановки при отказе составляют около 16 500 циклов.

Рисунок 8.

Диаграмма усталостного ресурса, иллюстрирующая возможные напряженные условия с преднагрузкой при 0,25SY; усталостное разрушение (точка B) и текучесть (точка C).

Усталостная прочность материала вала, соответствующая наблюдаемому конечному сроку службы Nf = 16 500 циклов, оценивается на основе уравнения Баскина в SNf = 499 МПа. Поскольку эта усталостная прочность больше, чем циклический предел текучести материала, наблюдаемое разрушение, вероятно, определяется локальной пластичностью.Это напряженное состояние представлено точкой C на рисунке 8.

Сделан вывод о том, что усталостная трещина возникла в локализованной пластической зоне в резьбовой корневой области вала. Относительно высокая составляющая среднего напряжения вызвана предварительной нагрузкой резьбовой втулки. При длительной усталостной нагрузке трещина проходит через поперечное сечение вала, что приводит к преждевременному усталостному разрушению вала ротора.

7. Заключительные замечания

Многочисленные компоненты машины, включая вал ротора центробежного насоса, являются несущими конструкциями.Поскольку вал испытывает колеблющуюся нагрузку, усталость является распространенным источником отказа. Свидетельство усталостного разрушения часто прослеживается по видимым пляжным линиям на разрушенной поверхности. Тем не менее, причина отказа должна быть продемонстрирована с помощью анализа механики деформации, включая расчеты напряжений. К сожалению, столь необходимый набор механических свойств материала для точного анализа часто недоступен, поэтому интеллектуальная оценка неизбежна.

Классический анализ усталости, как показано в этой главе, основан на нагрузке с постоянной амплитудой.Влияние переходных циклов пуска и останова на результирующий срок службы вала ротора не так легко объяснить. Однако в каждом анализе, включающем номинальные циклы нагрузки и циклы пуска и останова, преждевременная усталость при высоких циклах является маловероятной причиной отказа.

Собственное постоянное усталостное ухудшение прочностных свойств не учитывается при анализе прочности материалов, часто выполняемом для исследования разрушения. Однако этот анализ классической механики в большинстве случаев является адекватным для установления причины отказа.Более точное, но в то же время сложное прогнозирование отказов, основанное на механике повреждений, выходит за рамки этой главы.

См. Таблицы A1, A2 и рисунки A1 и A2.

FE (%) C (%) Mn (%) P (%) S (%) Si (%) Cu2 (%) Ni2 (%) Cr2 (%) V (%) Мо (%) Ti (%)
Ожог 1 96 ,8 0.509 0,72 0,0137 0,0247 0,188 0,288 0,0619 1,08 0,0079 0,225 0,0116
ожог 2 96,9 0,0123 0,7 0 900 900 900 0,7 0 900 8 0,0135 0,0247 0,187 0,205 0,0614 1,08 0,00777 0,226 0,011
Запись 3 96.9 0,497 0,722 0,0134 0,0247 0,186 0,197 0,0614 1,08 0,00758 0,226 0,0109
AVG 96,8 0,012 900,8 0,7002 0,7002 0,7002 0,7002 0,0135 0,0247 0,187 0,23 0,0616 1,08 0,00775 0,226 0,0112
0,988
Al (%) Nb (%) Zr (%) B2 (%) B (%) Sb (%) Co (%) Sn (%) Sn2 (%) Pb (%)
Ожог 1 0.0298 0,00326 0,0112 0,000769 0,000787 0,00696 0,0183 0,0149 0,0115 0,00503
Сжигание 2 0,03 0,002 900 0,013 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,018 0,00529 0,0182 0,0133 0,0105 0,00418
Ожог 3 0,0301 0,00163 0.0097 0.000691 0.000729 0,0053 0,0175 0,0118 0,00949 0,00424
AVG 0,03 0,00241 0,017 0 070728 0 000728 0 000728 0 000728 0 000728 0 000728 0 000728 0,0133 0,0105 0,00449

Таблица A1.

Химический состав стали Cr-Mo по данным анализа GDS.

Твердость Марка SAE (унифицированная тыс.) Класс SAE (ISO thds.) K f тыс. Прокат. K f сокращ.
ниже 200 Bhn (отожженный) 2 и ниже 5,8 и ниже 2,2 2,8
выше 200 Bhn (закаленный) 4 и выше 8,8 и выше 3,0 3,8

Таблица A2.

Коэффициенты концентрации усталостных напряжений для стальных резьбовых элементов [6].

Рисунок А1.

Предельные модифицирующие факторы выносливости, используемые для стального вала [5]. (a) Коэффициенты изменения качества поверхности, (b) Влияние размера образца на предел выносливости при обращенном изгибе и кручении.

Рисунок A2.

Диаграмма коэффициента концентрации геометрического напряжения [5].

Анализ отказов машинных валов

По мере того, как индустриальная арена становится все более сложной, создается впечатление, что операции сталкиваются с все меньшим количеством поломок машин. Однако, когда шахты ломаются, теории подозреваемых в совершении преступления почти всегда столько же, сколько вовлеченных людей.

Рис. 1 Вид отказа из-за перегрузки зависит от того, является ли материал вала хрупким или пластичным. Анализ поломок вала, независимо от того, связан ли он с двигателями, насосами или любыми другими типами промышленного оборудования, часто неверно понимается, часто воспринимается как сложный и дорогостоящий.Однако для большинства машинных валов анализ должен быть относительно простым. Это происходит потому, что отказ обычно дает четкую информацию о типе и величине сил на валу и направлении, в котором они действовали: неисправные детали точно скажут, что произошло.

Существует только четыре основных механизма отказа: коррозия, износ, перегрузка и усталость. Первые два - коррозия и износ - почти никогда не вызывают сбои вала машины и в редких случаях оставляют явные доказательства.Из двух других механизмов усталость встречается чаще, чем перегрузка. (ПРИМЕЧАНИЕ. Имейте в виду, что во многих случаях коррозия будет действовать в сочетании с усталостной нагрузкой, вызывая отказ вала.) В этой статье основное внимание будет уделено отказам, вызванным перегрузкой и усталостными факторами.

Отказы от перегрузки
Отказы от перегрузки вызваны силами, которые превышают предел текучести или предел прочности материала. Как показано на рис. 1, возникновение отказа при перегрузке зависит от того, является ли материал вала хрупким или пластичным.

Никакие материалы вала не являются абсолютно хрупкими или абсолютно пластичными. Валы, используемые почти на всех двигателях, редукторах и вентиляторах, изготовлены из низко- или среднеуглеродистой стали и относительно пластичны. В результате, когда эти материалы подвергаются чрезмерной перегрузке, они перекручиваются и деформируются. Изогнутый вал, показанный на фото 1, сильно перегружен напряжением при кручении.

Важное примечание: Когда применялась сила отказа?

При диагностике того, какой механизм вызвал сбой, важно помнить, что сбои перегрузки, как правило, вызваны одним приложением нагрузки, в то время как сбои усталости всегда являются результатом нагрузки, приложенной многократно в течение многих циклов.Это означает, что если вал вышел из строя в результате перегрузки, то сила, которая вызвала сбой, была применена за мгновение до поломки вала. И наоборот, если бы виновником была усталость, начальная сила могла быть применена за миллионы циклов до того, как произошел окончательный отказ.

Бывают случаи, когда ковкий стержень выходит из строя несколько хрупким образом. На фото 2 показан пример этой ситуации - , то есть то, что произошло, когда двигатель мощностью 200 л.с., 3600 об / мин внезапно перестал работать на .Результатом стало огромное скручивающее напряжение и треснувший вал. Но поскольку материал пластичен, угол трещины у него не находится в положении 45 °, показанном на рис. 1, и наблюдается явное искажение шпоночного паза. Когда пластичные материалы перегружаются очень быстро, они имеют тенденцию действовать хрупким образом.

К счастью, хрупкие разрушения валов машин встречаются крайне редко. Как и все хрупкие трещины, они характеризуются относительно равномерной шероховатостью поверхности - трещина движется с постоянной скоростью, и признаки поверхности, называемые «шевронными метками», очевидны. Фото 3 показывает хрупкое разрушение входного вала большого редуктора, который упал. «Шевронные метки» - это мелкая рябь на поверхности, которая все указывает налево от шпоночного паза.

Иногда часть машинного вала подвергается закалке для снижения скорости износа. (ПРИМЕЧАНИЕ. Упрочнение корпуса обычно выполняется исключительно в целях износостойкости.) На фото 4 показан закаленный шлицевый участок вала гидравлического насоса, включая его упрочненный корпус, кольцо по окружности с текстурой, отличающейся от текстуры большинства. вала и «шевронные метки», указывающие на источник повреждения.Исходя из того, как этот разрыв рос прямо на валу, причина могла быть связана с изгибом или растяжением. Однако его относительно однородная поверхность будет указывать на то, что этот разрыв имеет хрупкую природу - , что также означает, что он был вызван приложением единственной силы . Кроме того, поскольку невозможно создать значительное натяжение сплайна, аналитик может с уверенностью сказать, что одна изгибающая сила вызвала сбой.

Усталостные разрушения
Усталость вызвана циклическими напряжениями, а силы, вызывающие усталостные разрушения, существенно меньше, чем те, которые могут вызвать пластическую деформацию.Еще более запутывает ситуацию тот факт, что коррозия снижает усталостную прочность материала. Степень снижения зависит как от степени коррозии, так и от количества циклов напряжения.

Как только они видны невооруженным глазом, трещины всегда растут перпендикулярно плоскости максимального напряжения. На рисунке 2 показаны плоскости разрушения, вызванные четырьмя общими силами усталости. Поскольку свойства сечения будут меняться по мере роста трещины, для аналитика важно внимательно посмотреть на точку, где провал начинает определять направление сил.Например, хотя торсионные усталостные силы обычно инициируют разрушение, большая часть распространения трещины может быть натянута. Это потому, что вал был ослаблен и крутильная резонансная частота изменилась.

Состояние или шероховатость поверхности разрушения является одним из наиболее важных моментов, на которые следует обратить внимание при анализе отказа из-за разницы между отказами по перегрузке и усталостными отказами. С отказами по перегрузке - , потому что трещина движется с постоянной скоростью - поверхность является равномерно шероховатой.Однако трещины, вызванные усталостью, проходят через поверхность трещины с постоянно растущими скоростями. В результате типичная поверхность усталостного разрушения является относительно гладкой вблизи начала (ей) и заканчивается сравнительно грубым окончательным разрушением.

Типичное усталостное разрушение при изгибе на плоскости показано на рис. 3. Трещина началась в начале координат и медленно росла в зоне усталости (FZ). Когда она достигла границы Мгновенной зоны (ИЗ), скорость роста трещины сильно возросла, и трещина прошла через ИЗ со скоростью примерно 8000 фут / сек.В течение периода роста по всей FZ, могут быть изменения в нагрузке на валу, что приводит к изменениям на поверхности, которые отображаются в виде меток прогрессии.


Вращательные нагрузки или изгиб плоскости…
Для возникновения усталостного разрушения эти силы должны были прикладываться много раз. Есть сбои с низким циклом, но большинство промышленных усталостных отказов, которые мы видели, включают более 1 000 000 циклов нагрузки. Ценной особенностью интерпретации усталостного разрушения является то, что рост трещины, т.е.внешний вид поверхности говорит о том, как была применена нагрузка. Если трещина растет прямо через вал (как показано на рис. 3), сила, которая вызвала отказ, должна была быть изгибающей нагрузкой, действующей в одной плоскости.

Однако на рисунках 4 и 5 показаны примеры вращательного изгиба. Разница между этими двумя отказами состоит в том, что вал на рис. 4 имеет единственное начало, а трещина на рис. 5 имеет множественное происхождение. Глядя на два эскиза, мы видим ИЗ рис.4 является большим из двух - , что указывает на то, что нагрузка на вал, когда он вышел из строя, была больше, чем на рис. 5. Анализ также показывает, что, хотя рис. 5 был менее нагружен, он имел гораздо больше истоки разрушения - признак высокой концентрации напряжений, например, ступенька вала с очень маленьким радиусом. Метки с храповым механизмом представляют собой плоскости между соседними источниками трещин и растут перпендикулярно распространению трещин.

Некоторые примеры диагностики усталости плоскости и вращения при изгибе показаны на фотографиях 5 и 6 .


На фото 5 показан вал двигателя мощностью 200 л.с., 1180 об / мин, который вышел из строя менее чем за сутки. Отсутствие признаков прогрессии означает, что усталостная нагрузка была постоянной. Мгновенная зона относительно велика, что свидетельствует о большой нагрузке на вал. Трещины начались во многих местах вокруг вала, указывая на вращающийся изгиб в качестве причины. Так много меток трещотки, сконцентрированных в верхней и нижней части фотографии, заставляют нас подозревать, что вал может быть не прямымОсмотр, однако, показал бы, что основная причина была связана с ременной передачей.
Фактически, шкивы были изношены настолько сильно, что ремни катались по дну канавок. Эта ситуация примерно удвоила напряжение изгиба вала.

Приводной вал на Фото 6 находился на лифте сталелитейного завода. Поверхность самой гладкой поверхности у основания шпоночного паза становилась все более шероховатой по мере роста трещины на валу. Многочисленные следы прогрессирования, окружающие крошечный IZ, и изменение состояния поверхности на расстоянии около 40% пути по шахте от IZ указывают на то, что что-то изменилось во время роста трещины или что лифт не использовался в течение длительного периода.Эти особенности указывают на медленно растущий отказ - и тот факт, что фреттинг-коррозия, возможно, значительно снизила усталостную прочность.

Крутильные усталостные отказы…
До появления приводов с регулируемой скоростью (VSD), крутильные усталостные отказы были редки: дизайнеры оборудования могли предвидеть рабочие скорости и частоты возбуждения и инженеров вокруг них. Назначение VSD - разрешить работу на широком диапазоне скоростей.Это, к сожалению, привело к многочисленным поломкам двигателей и приводных валов из-за факторов усталости при кручении. В то время как наиболее распространенные крутильные усталостные трещины начинаются в остром углу (концентрация напряжений) в нижней части шпоночного паза, когда муфты плохо установлены, другой распространенный вид - это диагональная трещина вала (как показано на рисунке 2).

На фото 7 показан потрескавшийся конец вала двигателя с ужасной (слабой) посадкой муфты, которая позволяет втулке многократно толкать ключ к боковой поверхности шпоночного паза до появления усталостной трещины.(Нередко встречаются случаи, когда трещина полностью распространяется вокруг вала, оставляя на валу только заглушку.)

Фото 8 показывает обе половины усталостного разрушения вала вентилятора на установке, которая недавно была заменена на VSD. Угол в 45 ° к центральной оси - верный признак скручивающих напряжений, а изменение шероховатости поверхности поперек вала указывает на то, что причиной были усталостные силы.

Напряжение усталости при кручении часто остается незамеченным (пока не слишком поздно), потому что персонал не понимает, на что он смотрит.Например, оба вала насоса, показанные на Фото 9
, вышли из строя из-за усталости при кручении, усугубленной снижением прочности, вызванной коррозией. Кто-то может взглянуть на поверхность перелома вала справа и подумать, что это произошло из-за вращательного изгиба. Более тщательное изучение многих меток трещотки показывает, что они находятся под углом 45 ° к центральной линии вала - , что является положительным признаком усталостных напряжений при кручении с многочисленными источниками . (Обратите внимание, что метки храповика, показанные на фото 5, имеют прямые стороны, что указывает на то, что они были вызваны изгибающими силами.)

Предостережение о толковании улик
Хотя самая старая часть усталостного разрушения обычно имеет самую гладкую поверхность - , по крайней мере, 98% времени - по-прежнему крайне важно внимательно посмотреть на неисправную часть в области Происхождение: поверхность вала будет описывать силу.

Один из величайших выводов из этой статьи заключается в том, что трещина всегда растет перпендикулярно плоскости максимального напряжения. Много раз мы видели валы, в которых исходной силой было кручение с короткой угловой трещиной, но большая часть распространения трещин была в изгибе - инспекторы-обманщики думали, что изгиб был главной силой -го.Не позволяйте себе быть взятым таким образом. MT

Невилл Сакс - старший инженер-консультант подразделения Sachs Salvaterra & Associates компании Applied Technical Services, Inc., специализирующейся на услугах неразрушающего контроля и технической поддержки для повышения надежности оборудования и оборудования. Электронная почта: [email protected]

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о