Analisi del guasto del cuscinetto di rotazione per confermare la causa principale

Cos'è un cuscinetto di rotazione? Si tratta di un cuscinetto a elementi volventi di grande diametro che permette a un braccio, una piattaforma o una ralla di ruotare sopportando contemporaneamente carico assiale, carico radiale e momento di inclinazione. Quando si guasta, il danno visibile raramente ne è la causa. Un'attenta analisi del guasto del cuscinetto di rotazione permette di distinguere il sintomo (corrosione, rumore, gioco) dall'evento che lo ha innescato (sovraccarico, contaminazione, montaggio errato o difetto di fabbricazione).

Questa guida è destinata ai team di assistenza OEM e ai responsabili dell'affidabilità degli impianti che sono già a conoscenza del guasto di un'unità. È necessario documentare la causa prima che chiunque decida se avviare una richiesta di garanzia, procedere con una riparazione o una sostituzione. Ho trascorso trent'anni nella progettazione di cuscinetti di rotazione e azionamenti di rotazione, e il modello è sempre lo stesso. I team che raccolgono le prove in un ordine prestabilito giungono a una conclusione difendibile. I team che smontano prima di tutto, di solito distruggono le prove.

Quali prove sono necessarie prima di prendere una decisione in merito a garanzia, riparazione o sostituzione?

Servono almeno due prove indipendenti che indichino la stessa causa. Un singolo riscontro, come ad esempio una pista di rotolamento scheggiata, è sufficiente per troppe ipotesi. Sovraccarico, una struttura di montaggio fragile e grasso contaminato possono tutti produrre la stessa corrosione.

La regola che applichiamo è semplice: prima i controlli non distruttivi, poi lo smontaggio. Ogni operazione che coinvolge il cuscinetto lo modifica. Il grasso viene rimosso, i bulloni vengono serrati nuovamente e il gioco si modifica una volta rimosso il carico.

Prima di muovere qualsiasi cosa, annota queste informazioni di base:

• Modello della macchina, ciclo di lavoro e ore o rotazioni dall'installazione.
• Storico dei carichi, inclusi eventuali urti, sovraccarichi o ribaltamenti.
• Ambiente: lavaggi frequenti, spruzzi di sale, polvere, caldo desertico o avviamenti a freddo.
• Registro di manutenzione: intervalli di lubrificazione, tipo di grasso e registrazioni di eventuali serraggi di bulloni.
• Foto dell'unità così come è stata trovata, comprese le guarnizioni, i denti degli ingranaggi e le superfici di montaggio.

Questo non sostituisce l'analisi metallurgica di laboratorio. Se un reclamo riguarda una flotta numerosa o un incidente di sicurezza, un laboratorio accreditato dovrebbe esaminare le piste di rotolamento e le fratture dei bulloni. La sequenza seguente indica se è necessario questo passaggio.

Lista di controllo per confermare la causa principale tramite residui di grasso, gioco, eccentricità, condizioni dei bulloni e vibrazioni

Eseguite i controlli in quest'ordine. Ciascuno è più economico e meno invasivo del precedente, e ognuno preserva le prove per la fase successiva.

Fare un passo	Cosa collezionare	Ciò a cui punta	Limite delle prove
1. Residui di grasso	Prelevare campioni da diversi punti lungo l'anello. Annotare il colore, l'emulsione acquosa, la presenza di sabbia e di scaglie metalliche. Conservare i campioni in contenitori puliti ed etichettati.	Metallo fine e lucido: normale usura. Scaglie grossolane: fatica delle piste di rotolamento. Sabbia o acqua: guasto della guarnizione o contaminazione.	Il grasso presente vicino al punto di riempimento potrebbe non rappresentare la zona sottoposta a maggiore carico. Effettuare prelievi in ​​più punti.
2. Reazioni negative	Misurare il gioco degli ingranaggi in diverse posizioni di rotazione, non solo in una. Confrontare i risultati con il disegno o i dati del prodotto.	Aumento uniforme: usura generale. Picco locale: una singola zona dentata usurata o danneggiata, oppure usura del cuscinetto nel settore caricato.	Il gioco meccanico è influenzato dalla distanza tra i centri e dalla rigidità del montaggio, pertanto gli errori di installazione possono simulare l'usura.
3. Eccentricità e spazio libero	Letture del comparatore a quadrante sulla superficie dell'anello e sul foro, oltre al gioco di inclinazione assiale. Verificare anche la planarità della superficie di montaggio.	Elevata eccentricità con cuscinetto piatto: danneggiamento della pista di rotolamento. Elevata eccentricità che segue la struttura: superficie di montaggio deformata o irregolare.	Le misurazioni effettuate senza carico possono sottostimare il gioco che si manifesta sotto carico momentaneo.
4. Condizioni del bullone	Conta i bulloni allentati, mancanti o rotti. Cerca segni di usura sotto le teste, filettature allungate e superfici di frattura. Registra la coppia di serraggio rilevata, quindi la coppia di serraggio dopo il ri-serraggio.	Bulloni allentati con usura da sfregamento: precarico perso, spesso dovuto a un problema di installazione o di serraggio. Bulloni rotti in un settore: sovraccarico o inclinazione.	Serrare nuovamente il bullone prima di documentare la procedura distrugge le prove. Registrare prima.
5. Vibrazioni e rumore	Lettura dell'accelerometro, o almeno una registrazione audio, a una determinata velocità con e senza carico. Annotare in quale punto della rotazione si manifesta il rumore.	Rumore localizzato in una determinata angolazione: danni alla pista di rotolamento o ai denti. Rumore durante tutta la rotazione: contaminazione o lubrificazione insufficiente.	La risonanza della struttura della macchina può mascherare o falsificare i segnali dei cuscinetti. Se disponibile, confronta i risultati con quelli di un'unità funzionante.
6. Smontaggio	Usura della pista di rotolamento, condizioni degli elementi volventi, danni ai distanziali o alla gabbia, usura delle guarnizioni. Fotografare tutto prima della pulizia.	La posizione della pista di usura indica il percorso effettivo del carico. Una pista decentrata o limitata a un solo settore segnala un'inclinazione o una superficie di montaggio irregolare.	Valido solo se i passaggi da 1 a 5 sono stati documentati in precedenza.

Il passaggio 6 è quello in cui la maggior parte delle segnalazioni commette errori. La posizione della traccia di usura è l'indizio più importante, ma ha senso solo se si conoscono già lo stato del bullone e la planarità di montaggio.

Come si interpretano insieme le prove?

Confronta gli schemi, non i singoli risultati. La tabella seguente mostra le combinazioni più comuni e la direzione che ciascuna solitamente indica. Considerala come uno strumento di screening, non come un verdetto.

Combinazione di prove	Probabile causa principale	Direzione usuale per la decisione
Acqua o detriti nel grasso, guarnizione danneggiata, ruggine vicino al bordo della pista di rotolamento	Contaminazione dovuta a un guasto della guarnizione o a un ambiente al di fuori del livello di protezione dell'unità.	Prima di scegliere un ricambio, valutare la classe di tenuta in base alle condizioni del sito.
Bulloni allentati, sfregamento sotto le teste, traccia di usura irregolare	Precarico perso o superficie di montaggio irregolare	Revisione dell'installazione e della manutenzione. Verifica della planarità della struttura.
Picco di reazione locale, bulloni rotti in un settore, traccia di usura su un lato	Sovraccarico o momento di ribaltamento elevato	Confrontare i carichi effettivi con la capacità nominale. Potrebbe essere necessario un cuscinetto di dimensioni maggiori o di tipo diverso.
Grasso secco o bruciato, graffi sulla pista di rotolamento, rumore durante la rotazione	carenza di lubrificazione	Verificare l'intervallo di rilubrificazione e il tipo di grasso.
Bulloni e montaggio normali, carichi corretti, crepe sottosuperficiali o difetti del materiale all'origine del cedimento	Possibile difetto di fabbricazione	Inviare foto, documentazione e il campione per la conferma di laboratorio.

Ecco un caso esemplificativo, non un caso reale. Un operatore di gru segnala un aumento della rumorosità a una determinata angolazione di rotazione. Il grasso è pulito, i bulloni sono serrati, la planarità di montaggio rientra nei limiti di disegno e la pista di usura è centrata, ma presenta profonde vaiolature in un settore. Poiché contaminazione, lubrificazione e installazione sono state escluse, il team controlla il registro di servizio e riscontra ripetuti sovraccarichi a quell'angolazione del braccio. La causa è il carico, non il cuscinetto.

La risposta cambia nel caso di azionamenti di rotazione rispetto a cuscinetti di rotazione?

Sì. Un sistema di rotazione continua aggiunge un ingranaggio a vite senza fine o a denti dritti, un alloggiamento e un'interfaccia con il motore, quindi ci sono più punti in cui possono verificarsi guasti. Il gioco meccanico è più importante, e bisogna anche controllare il modello di contatto degli ingranaggi e le guarnizioni dell'alloggiamento.

Per semplicecuscinetto di rotazione, concentrati su pista, bulloni e spazio libero. Per ununità di rotazione, aggiungere usura della vite senza fine e degli ingranaggi, comportamento autobloccante e condizione di alloggiamento sigillato. Atrasmissione a vite senza finein una gru marina esposta alla salsedine, quindi l'ispezione delle guarnizioni avviene presto.trasmissione a doppia vite senza fineaggiunge una seconda maglia, quindi verifica che entrambi i vermi distribuiscano il carico in modo uniforme.

Anche l'applicazione modifica la probabile causa. Le nostre unità hanno funzionato in diversi contesti:

• Sistemi per gru portuali: un produttore sudcoreano ha effettuato un ordine ripetuto di 20 unità di riduttori a vite senza fine WEA9-62-25HR con precisione di inseguimento ≤0,15°, grado di protezione IP65 e autobloccante. In tale contesto, la deriva del gioco è innanzitutto una questione di precisione.
• Inseguitori solari: i progetti statunitensi e sudamericani utilizzano azionamenti a ingranaggi cilindrici SP-I. Nei siti desertici, l'ingresso di polvere è il principale sospettato, motivo per cui la classificazione IP65 era importante in tali contesti.
• Sterzi e piattaforme per impieghi gravosi: un produttore di Houston utilizza 150 unità di riduttori a vite senza fine a doppia vite WED17-104-25HR per lo sterzo delle ruote. I carichi d'urto sono la sollecitazione più comune in questo tipo di applicazioni.

Questi sono esempi di differenze di utilizzo. Non si tratta di registrazioni di guasti e non significano che una singola causa sia applicabile a un singolo prodotto.

Quali errori compromettono un'indagine su un guasto?

• Pulire l'unità prima di fotografarla.Il colore del grasso e la posizione dei detriti forniscono informazioni sul percorso del guasto. Una volta rimossi, non sono più visibili.
• Prima di tutto, serrare nuovamente i bulloni.Si perde la traccia della perdita di precarico. Annotare la coppia di serraggio rilevata, quindi serrare.
• Misurazione del gioco in una sola posizione.Una singola misurazione non può mostrare un picco locale. È necessario rilevare almeno diversi punti lungo l'intera rotazione.
• Dare la colpa al cuscinetto quando la superficie di montaggio è irregolare.Una struttura deformata produce la stessa traccia di usura di un difetto. Verificare prima la planarità.
• Saltando il registro di servizio.Senza i dati relativi al carico e alla rotazione, non è possibile confermare o escludere un sovraccarico.
• Considerare un singolo risultato come la causa.Corrosione più grasso pulito, bulloni serrati e punti di montaggio piani da una parte. Corrosione più punti di ingrassaggio contaminati dall'altra.

Cosa dovremmo inviare per una valutazione del fornitore e a cosa possiamo impegnarci?

Inviate le foto del ritrovamento, le note sul campione di grasso, le misurazioni del gioco e dell'eccentricità, il registro dei bulloni e lo storico di funzionamento. Con questa documentazione, i nostri ingegneri potranno dirvi se le prove supportano una spiegazione relativa all'installazione, al carico, alla contaminazione o al processo di fabbricazione. Se manca qualcosa, ve lo comunicheremo in modo che possiate recuperarlo prima della pulizia dell'unità.

I termini aziendali sono separati da queste linee guida generali. I nostri prodotti sono coperti da una garanzia di qualità estesa di 2 anni e dalla sostituzione gratuita per difetti di fabbricazione accertati. Il nostro team tecnico risponde entro 48 ore. Ogni cuscinetto di rotazione che spediamo supera l'ispezione a tre coordinate CMM e i test di carico dinamico, e il nostrocontrollo qualità dell'azionamento di rotazioneIl processo viene eseguito in conformità alla certificazione ISO 9001:2015. Tali registrazioni sono utili per una revisione congiunta, poiché ci consentono di confrontare i risultati con lo storico delle ispezioni dell'unità. La decisione in merito alla garanzia dipende comunque dalle prove, non dalla sola richiesta di risarcimento.

Se la tua indagine indica un sovraccarico o un ambiente al di là della potenza nominale dell'unità, la soluzione è solitamente una specifica diversa. Luoyang Slewing Bearing Co., Ltd. costruisce untrasmissione di rotazione personalizzataCon materiali e guarnizioni adatti a carico, velocità e condizioni di installazione, con protezione fino a IP66 e grado di resistenza alla corrosione fino a C4H. Gli ordini personalizzati partono da 5 set, i prodotti standard da 1 set e una proposta tecnica segue entro 24 ore.

Una buona analisi del guasto di un cuscinetto di rotazione si conclude con una causa che puoi giustificare al tuo cliente, alla tua compagnia assicurativa o alla tua direzione. Raccogli le prove in ordine e la decisione di solito diventa chiara.