Поворотная система часто подает механические предупреждающие сигналы еще до того, как выходит из строя. Прежде чем опорно-поворотное устройство или поворотный привод достигнет критического состояния, они почти всегда проходят период, в течение которого уже наблюдается износ, но система продолжает работать. В этот период машина подает ряд механических сигналов: меняется скорость вращения, характер работы и амплитуда движения.

Правильное распознавание этих сигналов — залог того, что вы сможете провести плановое техническое обслуживание, а не столкнуться с незапланированной поломкой. Это важно, поскольку стоимость этих двух вариантов несопоставима. Своевременное реагирование на признаки износа обычно подразумевает плановую остановку, проверку и техническое обслуживание. Если игнорировать проблему до тех пор, пока она не приведет к поломке, это приведет к незапланированному простою, возможному повреждению соседних компонентов и, во многих случаях, к угрозе безопасности. Во многих случаях ОПУ, которое выходит из строя, подает предупреждающие сигналы за некоторое время до этого.

Рассмотрим такие механические сигналы, котые подает поворотный привод, которые можно наблюдать и измерять механически, не прибегая к использованию приборов.

Почему поворотные системы выдают предупреждение перед выходом из строя

Две особенности поворотных механизмов позволяют своевременно их диагностировать.

Во-первых, они работают медленно. Большинство поворотных колец и поворотных приводов вращаются с низкой скоростью, часто всего несколько оборотов в минуту или даже меньше. Таким образом, износ происходит постепенно, а не мгновенно, и симптомы накапливаются в течение времени, достаточного для принятия мер.

Во-вторых, симптомы носят механический характер и их можно заметить. Изношенный поворотный механизм начинает вести себя иначе, и это можно почувствовать, услышать и измерить: вращение становится более затруднительным, появляется люфт, возникают новые шумы или механизм начинает двигаться неравномерно.

В отличие от быстроизнашивающихся компонентов, которые могут выйти из строя в период между проверками, состояние поворотного механизма обычно отражается на работе всей машины.

Вывод очевиден. Информация, необходимая для принятия мер до того, как механизм выйдет из строя, обычно доступна. Результат зависит от того, насколько правильно распознаются и интерпретируются сигналы.

Основные механические признаки износа

Износ опорно-поворотного устройства проявляется в виде характерного набора признаков. Каждый из них важен сам по себе, а вместе они дают четкое представление о состоянии подшипника.

Увеличение крутящего момента при вращении

Одним из наиболее надежных ранних показателей является постепенное увеличение крутящего момента, необходимого для вращения системы. По мере износа дорожки качения, ухудшения качества смазки или попадания загрязнений трение внутри подшипника возрастает. Двигатель или привод должны работать интенсивнее, чтобы обеспечить такое же движение, и вращение становится более тяжелым или устойчивым, чем при использовании новой системы.

Постепенное увеличение крутящего момента является одним из первых признаков того, что что-то меняется внутри подшипника. Чаще всего это указывает на недостаточную смазку, загрязнение или ранние стадии повреждения дорожки качения.

Увеличение зазора и люфта

Поворотное кольцо изготавливается с определенным внутренним зазором. По мере износа дорожки качения и элементов качения этот зазор увеличивается. Результатом является люфт: способность конструкции, опирающейся на подшипник, слегка смещаться относительно своего основания перед принятием нагрузки

В стреловых или платформенных механизмах этот люфт увеличивается по длине стрелы, когда он проявляется в виде заметного раскачивания под нагрузкой. Небольшое увеличение внутреннего зазора в подшипнике приводит к значительному смещению конца рычага. Появление люфта является явным признаком износа дорожки качения, и его прогрессирование следует измерять с учетом предельного износа, установленного производителем для данного ОПУ.

Ненормальный шум

Исправная опорно-поворотная система работает относительно бесшумно. Появление новых шумов — это сигнал. Скрип, щелчки, скрежет или ритмичные хлопки во время вращения — одни из первых звуковых признаков износа.

Тип шума несет в себе диагностическую информацию:

• Скрежет или грубый шум часто указывают на недостаточную смазку или загрязнение дорожки качения.
• Ритмичный стук или хлопки, повторяющиеся через равные промежутки времени во время вращения, часто указывают на локальный износ, когда тела качения проходят по поврежденному или деформированному участку дорожки качения. деформация дорожки качения.
• Щелчки или неравномерный шум могут указывать на ослабление болтов, наличие мусора в дорожке качения или повреждение тел качения.

Неравномерное или прерывистое движение

Если вращение происходит с рывками, заедает или происходит неравномерно, а не плавно, возможно, износились тела качения или дорожка качения. Особенно показательным является сопротивление, которое возрастает в определенных точках дуги вращения. Если система свободно вращается на протяжении большей части своего хода, но в каждом цикле встречает сопротивление в одной и той же точке, это локальное сопротивление часто указывает на конкретный дефект, например трещину или деформированный участок дорожки качения, а не на общий износ.

Вибрация

Вибрация при вращении, особенно если она появляется или усиливается со временем, свидетельствует о том, что рабочие поверхности уже не такие гладкие. Когда тела качения проходят по углублениям, бороздкам или участкам с поврежденной поверхностью, возникает вибрация, которой не было, когда подшипник был новым. Вибрация часто сопровождается ритмичным шумом, описанным выше, и указывает на локальные повреждения поверхности.

Состояние смазки

Смазка является прямым свидетельством внутреннего состояния подшипника. Особенно полезны два наблюдения. Увеличение количества металлических частиц в смазке указывает на то, что материал соскальзывает с дорожек качения или тел качения, что является прямым признаком внутреннего износа. Утечка смазки или видимое ухудшение ее состояния указывает на повреждение уплотнения и потерю защиты, которая предотвращает попадание загрязнений и обеспечивает циркуляцию смазки. Неисправное уплотнение ускоряет все остальные процессы износа, поскольку устраняет барьер, защищавший подшипник.

Что эти сигналы говорят о первопричине

Ценность этих сигналов заключается не только в том, что они указывают на износ, но и в том, что в совокупности они указывают на механизм, вызывающий износ. Определение механизма позволяет принять правильные меры по устранению проблемы, а не просто заменить деталь и снова столкнуться с той же неисправностью.

Важна общая закономерность: многие из этих проблем возникают не из-за неисправного подшипника, а из-за условий его эксплуатации. Загрязнение указывает на проблемы с уплотнением, увеличение зазора из-за ослабленных болтов — на проблемы с креплением, а образование бринелли — на то, как система нагружается и эксплуатируется. Распознать износ — это первый шаг, а выявить его причину — значит предотвратить его повторное возникновение.

Что техники обычно замечают в первую очередь

Во время многих профилактических осмотров первым симптомом, на который обращают внимание, является не видимый люфт, а изменение в работе оборудования: привод начинает потреблять больше энергии, вращение становится неравномерным или появляется новый повторяющийся шум в определенном угловом положении. Эти ранние симптомы важны именно потому, что они проявляются до того, как подшипник достигает предела износа, и у вас еще есть время спланировать техническое обслуживание, а не реагировать на уже возникшую неисправность. Видимый люфт, напротив, обычно появляется на более поздних стадиях, поэтому, если ждать его появления, прежде чем приступить к диагностике, можно упустить возможность выявить проблему на ранней стадии.

Как измеряется износ

Помимо наблюдения за сигналами, износ опорно-поворотного устройства подтверждается измерением увеличения внутреннего зазора, поскольку это увеличение является прямым механическим следствием износа дорожки качения и тел качения.

Принцип заключается в том, чтобы зафиксировать внутренние геометрические изменения, вызванные износом. Обычно на неподвижную конструкцию устанавливают циферблатный индикатор, а его щуп помещают на чистую поверхность вращающегося кольца. При нагрузке в одном направлении стрелка индикатора устанавливается на нулевую отметку, а затем прикладывается обратная моментная нагрузка — часто с помощью собственной стрелы машины или гидравлической системы — для наклона подшипника в противоположном направлении. Суммарный прогиб регистрируется в нескольких равноудалённых точках подшипника, обычно на углах 0°, 90°, 180° и 270°.

Измеренный зазор затем сравнивается с допустимым износом, указанным производителем подшипника для данной модели и диаметра. Если увеличение зазора превышает допустимое значение, это означает, что подшипник выработал свой ресурс и его следует заменить до того, как он выйдет из строя. Допустимое значение износа индивидуально для каждого подшипника и должно определяться по документации производителя, а не по общим значениям.

Почему важно действовать на опережение

Причина, по которой необходимо отслеживать эти сигналы, заключается в разнице между затратами на своевременное реагирование и затратами в случае отказа.

При своевременном обнаружении износ является поводом для проведения технического обслуживания: плановой остановки, осмотра, корректировки смазки или уплотнений, а также плановой замены подшипников в контролируемых условиях. Оборудование намеренно выводится из эксплуатации, работы планируются заранее, а смежные компоненты защищаются.

Если не принять меры до того, как износ приведет к поломке, он станет причиной незапланированного простоя, потенциального повреждения конструкции и привода, незапланированных закупок и монтажа, а в случае с вращающимся оборудованием — реальной угрозой безопасности. Во многих машинах вращающаяся надстройка представляет собой потенциальную опасность, поэтому состояние поворотного механизма — это вопрос безопасности, а не только механики.

Таким образом, экономическая и эксплуатационная целесообразность раннего обнаружения очевидна. Один и тот же компонент, отремонтированный вовремя, обойдется в разы дешевле, чем если бы ремонт был проведен слишком поздно.

Распространенные ошибки при контроле износа

Ряд повторяющихся ошибок мешает специалистам реагировать на сигналы, которые подает система:

• Воспринимать повышенный крутящий момент как проблему с приводом, а не как возможный признак износа подшипника.
• Дожидаться появления видимого люфта, прежде чем проводить диагностику, хотя изменения крутящего момента и шума проявляются раньше.
• Измерять зазор один раз и не отслеживать его изменение с течением времени.
• Игнорировать состояние смазки, которое напрямую указывает на внутренний износ.
• Приписывать новые шумы «естественному износу», не выяснив их характер.
• Заменять изношенный подшипник, не определив механизм, из-за чего та же неисправность повторяется.

Каждая из этих ошибок превращает плановое вмешательство, которого можно было избежать, в незапланированное.

Там, где это наиболее важно

Контроль износа актуален при любом использовании опорно-поворотных устройств, но его важность возрастает там, где последствия поломки могут быть наиболее серьезными: в подъемном и платформенном оборудовании, где люфт усиливается механически и напрямую влияет на безопасность, в кранах и погрузочно-разгрузочных механизмах, работающих с большими и переменными нагрузками, в системах слежения за Солнцем и позиционирования, где увеличение зазора снижает точность, а также в промышленном оборудовании, работающем в непрерывном режиме, где незапланированные простои обходятся очень дорого. Во всех этих случаях способность своевременно выявлять износ напрямую влияет на безопасность и непрерывность работы.