Как снять сепаратор с подшипника

Учебный центр
Восстановление
Каталоги
Глоссарий

Поддержка

Разрушение сепаратора

Если при проверке вышедшего из строя подшипника сепаратор оказался поврежденным, то во многих случаях бывает трудно однозначно установить причину повреждения. При этом в большинстве случаев повреждаются и другие детали, что затрудняет определение действительной причины повреждений. Однако имеются основные причины повреждения сепараторов, а именно: вибрации, чрезмерно высокие частоты вращения, износ и заклинивание.

Повреждение сепаратора вследствие вибраций

Если подшипник работает в условиях вибраций, то силы инерции могут оказаться настолько большими, что через некоторое время в материале сепаратора возникают усталостные трещины. Раньше или позже эти трещины приводят к разрушению сепаратора.

Повреждения сепаратора вследствие чрезмерно высокой частоты вращения

Если подшипник работает с более высокой частотой вращения, чем это допускает конструкция сепаратора, возникают силы инерции, действие которых приводит к поломке сепаратора.

Повреждение сепаратора вследствие износа

Причинами износа сепаратора могут быть недостаточное смазывание и абразивные частицы. Поскольку трение скольжения между сепаратором и другими компонентами подшипника устранить невозможно, сепаратор является той деталью подшипника, которая при недостаточном смазывании выходит из строя в первую очередь. Сепараторы всегда изготавливаются из материалов более мягких, чем прочие детали подшипника, поэтому они изнашиваются более интенсивно. У подшипников с центрированием сепаратора по телам качения размер карманов сепаратора из-за износа увеличивается. Это приводит к отклонениям от нормальной кинематики подшипника. Силы, возникающие при таком явлении, могут в короткое время разрушить сепаратор.

Повреждение сепаратора вследствие заклинивания

Выкрошенные частицы материала подшипника и внешние загрязнения, попадая между сепаратором и телами качения, препятствуют вращению последних. Заклинивание сепаратора приводит к выходу его из строя.

Прочие причины повреждений сепаратора

При перекосе колец подшипника друг относительно друга след качения имеет форму овала. Если сепаратор ведет тела качения, то в таких условиях он деформируется при каждом обороте. При этом в материале сепаратора возникают усталостные трещины, постепенно приводящие к его разрушению. Подобные явления могут происходить, когда в паре работают упорный шарикоподшипник и радиальный подшипник скольжения. Если зазор в подшипнике скольжения слишком велик, то кольца подшипника качения смещаются друг относительно друга, шарики не двигаются «след в след», и в сепараторе возникают большие напряжения, приводящие к его разрушению. В подшипниках, работающих с переменной частотой вращения, т.е. в условиях знакопеременного ускорения, на сепаратор действуют силы инерции, порождающие значительные напряжения сжатия в местах контакта и обусловленный этим сильный износ.

Основные причины отказа подшипников

Знаете ли вы, что неправильная установка и воздействия внешней среды являются наиболее частыми причинами отказа подшипников? Тип подшипника , условия применения и обстоятельства всегда разные, поэтому при выявлении причин поломки подшипника следует учесть несколько факторов.
Мы надеемся, что кроме верного определения того, почему подшипник сломался (когда это уже произошло), эти статьи помогут вам правильно организовать профилактическое обслуживание подшипников и добиться их максимальной долговечности.

Основные причины отказа подшипников

Причины: Грязь, абразивные частицы и металлическая стружка; грязные руки и инструменты; посторонние включения в смазочных веществах и растворах для очистки.

Признаки: Вмятины и зазубрины (индентирование) тел и дорожек качения; вибрации.

Необходимые меры: Фильтрация смазки; поддержание чистоты рабочих зон, оснастки, инструмента и рук.

2) Неправильная установка

Причины: применение неподходящего инструмента; неправильное приложение усилия.

Признаки: трещины и другие повреждения колец; сильный нагрев при работе; усталостное разрушение, быстрый износ и преждевременный отказ.

Необходимые меры: использование инструмента, рекомендованного производителем подшипников; во время установки на вал приложение усилия к внутреннему кольцу, а при установке в гнездо – к внешнему; правильная обработка и очистка установочных мест.

3) Несоосность и перекос

Причины: неплотная или слишком плотная посадка на вал или в гнездо; размерные неточности (перекос, изгиб, биение) вала, гнезда, установочных фасок, заплечиков, стопорных гаек, прокладок (проставок) и т.д.

Признаки: перегрев; разрушение сепаратора; неровное расположение следов износа.

Необходимые меры: проверка и обеспечение точности мест установки; использование компонентов требуемой точности.

4) Ложное бринеллирование

Причины: внешнее воздействие (вибрации, удары) на подшипник, когда он неподвижен.

Признаки: линейные следы износа в месте контакта шариков или роликов с дорожками качения.

Необходимые меры: устранение или поглощение внешних вибраций, использование антизадирных смазок.

Причины: Воздействие влаги, кислот и других химически агрессивных веществ; разрушение смазки; образование конденсата из-за перепадов температуры.

Признаки: Темно-красные пятна или налет на поверхности деталей подшипника, особенно явно проявляющиеся там, где они наиболее опасны – на шлифованных дорожках и телах качения. Повышенный уровень вибраций из-за износа, увеличения зазора или потери преднятяга.

Необходимые меры: Удалить коррозионные вещества от подшипников; использовать подшипники со встроенными уплотнениями, для особо неблагоприятных условий рекомендуются внешние уплотнения; если нельзя избежать внешних воздействий, следует применять подшипники из нержавеющей стали или подшипники с антикоррозийными покрытиями.

Проблемы со смазыванием

Причины: Недостаточное смазывание или полное его отсутствие; использование неподходящих смазок; экстремальные температуры, разрушающие смазку.

Признаки: Изменение цвета тел и дорожек качения (голубой или коричневый); перегрев или быстрый износ подшипника.

Необходимые меры: Использование подходящей смазки в требуем количестве; предотвращение утечек смазки; соблюдение межсмазочных интервалов.

Повреждение электрическим током

Причины: Непрерывное прохождение малых токов (постоянных или переменных) между кольцами подшипника, либо кратковременное прохождение больших токов.

Признаки: Темные отметины или следы рифления, параллельные оси подшипника и расположенные по окружности дорожек качения подшипника; в случае очень больших токов – расплавление и сварка в точках контакта дорожек и тел качения.

Читать еще: Как правильно приготовить эпоксидный клей

Необходимые меры: Предотвращение прохождения токов через подшипник с помощью внешней изоляции; использование керамических подшипников, гибридных подшипников или токоизолированных подшипников.

Усталостное разрушение

Причины: Перегрузки, избыточный преднатяг; слишком плотная посадка внутреннего кольца; использование подшипника после выработки ресурса.

Признаки: выкрашивание (разрушение с образованием крошки) или растрескивание (появление трещин и изломов) металла колец и тел качения. Всегда сопровождается заметным увеличением уровня шума и вибраций. После появления первых признаков быстро прогрессирует.

Необходимые меры: Замена подшипника; при необходимости изменение конструкции оборудования для установки подшипника с большим ресурсом и/или внутренним зазором; выверка точного соответствия размеров колец и посадочных мест вала и гнезда.

Теперь вы знаете, почему неадекватное смазывание, воздействие тока на подшипник, усталостные повреждения и коррозия опасны для подшипников. Мы надеемся, что вы используете эту ценную информацию для того, чтобы предотвратить преждевременный выход подшипников из строя, приводящий к простою производственных мощностей.

Причины: Перегрузка; потеря смазки; плохой отвод тепла. Следует учесть величину прироста температуры и тип используемой смазки.

Признаки: Изменение цвета металла колец и тел качения подшипника – от золотистого до голубого. Кроме того, при нагреве металла его твердость падает, что приводит к быстрому износу. В особо тяжелых случаях детали подшипника деформируются. Может привести к разрушению полимерных уплотнений и полимерного сепаратора, а также смазки.

Повышение температуры смазки, особенно пластичной, приводит к снижению ее вязкости, вытеканию ее из подшипника и нарушению его работы. В некоторых случаях, например, при окислении и/или очень сильном нагреве, может происходить синерезис консистентной смазки – ее расслоение, при котором жидкое базовое масло выделяется наружу, а в подшипнике остается сухое мыло – загуститель, из-за чего подшипник может заклинить.

Необходимые меры: Мониторинг температуры; обеспечение адекватного естественного и принудительного охлаждения; использование высокотемпературных подшипников .

Избыточные нагрузки

Причины: Превышение допустимых нагрузок на подшипник: либо из-за превышения заданной рабочей нагрузки, либо из-за использования неподходящего подшипника.

Признаки: Деформация дорожек качения, перегрев, выкрашивание и растрескивание из-за усталостного разрушения.

Необходимые меры: Снижение нагрузок, использование подшипников с большей грузоподъемностью (могут понадобиться конструктивные доработки).

Неправильное хранение и обращение

Причины: При неправильном хранении подшипник подвергается воздействию влаги и пыли. Хранение подшипников в течение долгого времени и/или при повышенных температурах может привести к разрушению смазки, поэтому следует соблюдать заявленные производителем условия хранения и проверять состояние смазки перед использованием подшипника. Преждевременное раскрытие упаковки подшипника может вызвать его загрязнение и коррозию.

Признаки: Наличие на неиспользованном подшипнике влаги и ржавчины, пыли и грязи, царапин и т.д.

Необходимые меры: Хранение подшипников в сухом месте, при комнатной температуре, в чистой герметичной упаковке; очистка места установки.

Неправильно выбранный внутренний зазор или преднатяг

Избыточный преднатяг: Из-за того, что натяг перекрывает внутренний зазор при рабочих температурах, на тела качения действует избыточная нагрузка.
Слишком большой зазор: Из-за того, что при рабочей температуре зазор остается, имеют место люфт и проскальзывание.

Признаки:

Избыточный натяг: Следы износа на дорожках качения; перегрев; трещины колец.
Слишком большой зазор: Образование окалины; истирание и износ; шум и биения.

Необходимые меры: Правильный выбор зазора/натяга в соответствии с указаниями производителя.

Уход за подшипниками всех типов

Подшипники — важный элемент в конструкции роликов: от них изрядно зависит, насколько будет полным удовольствие от езды на восьми колесах. Ведь именно подшипники, скрытые от глаз, обеспечивают и скорость, и ощущение полета над асфальтом. Словом, они дают то многое ( для каждого свое), к чему мы стремимся «слившись с роликами воедино».

Подшипникам достается сильнее всего: на них летит и мелкий песок с дороги, а иногда, когда дождь застает врасплох — и вода. Мелкие частицы песка попадают внутрь подшипников через зазоры в пылезащитных пластинках и вызывают износ шариков и обойм подшипника. Поэтому, если регулярно подшипы не обслуживать, то скоро они начинают греметь, а то и скрежетать. Человек с такими подшипами часто жалуется, что роллы «не едут», а друзья издалека узнают такого роллера по «шумовым эффектам».

Вода, попадая внутрь подшипника, действует иначе, но не менее пагубно: смазка впитывает влагу и уплотняется, сбивается в комочки и перестает выполнять смазывающие функции, а ведь подшипник не может долго работать «всухую». Если ничего в таком случае не предпринять, то крайне быстрая «кончина» подшипника обеспечена. На «конченых» подшипах кататься удовольствия мало. Выводы делайте сами.

Поэтому, чтобы кататься быстрее и дольше без замены подшипников, их нужно вовремя обслуживать.

Я предлагаю пару простых правил: они заведомо помогут избежать ненужных казусов.

Чтобы хорошо и грамотно обслужить подшипники, их обязательно нужно частично разобрать.
Очень не рекомендую по советам «бывалых»:
- пытаться промыть их не разбирая, впрыскивая в зазоры через трубочку жидкости и «супермасла» вроде «WD40», «Жидкий ключ» и прочие подобные
- просто побултыхать их в керосине, растворителе, или чем-то другом и этим ограничиться
- кипятить (варить) их в солидоле и т.п.
- вернувшись из-под дождя (всякое бывает) подшипники мало просто бросить в бензин и замачивать в нем на день-два. От этого смазка, пропитанная водой не вымывается, и несчастные подшипники так лежат в бензине и ржавеют. Когда берешь потом через два дня эти подшипники, выливаешь грязный бензин, наливаешь новый и пытаешься их прокрутить, оказывается, что из комплекта больше половины совсем не крутятся. Встали намертво. Потому там шарики приржавели к сепаратору и кольцам :((

Несмотря на такие, казалось бы, разные «попытки» помочь железкам, итог всегда один:

песок, остатки старой смазки и прилипшая к ней грязь с песком не вымываются и новая смазка не закладывается:
хруст и скорейший износ подшипникам обеспечены

Если учесть, что комплект новых подшипников стоит в среднем 35-80$, то стоит немного о них позаботиться. Времени это занимает совсем немного, а расходов — грамм 200-300 бензина (технического или авто-).

. В случае попадания под дождь, нужно как минимум, обильно запрыснуть внтурь подшипников WD-40 (waterdespersant-водовыталкиватель). WD-40 — газированный раствор керосина и хотя бы минимально он свяжет воду и вытечет с водой в растворе. Стоит эта штука недорого, мелкий баллон вполне можно возить и с собой.

Второе, если нет времени/не хочется сразу возиться — надо вынуть, снять крышки, или юзать подшипники без внутреннних крышек, кинуть в бензин — побултыхать активно пару минут. Слить грязь и налить чистого бензина. Вот теперь уже можно оставить их на какое-то время до детального мытья. Это единственный способ, чтобы сберечь железки после мокрого катания..

Чтобы обслужить подшипники, нужно:

Снять колеса с рамы
Вынуть подшипники из колес, но в зависимости от конструкции втулок в ваших роликах, для этого нужно проделать разные операции:

Ознакомьтесь с картинками и определите, какого вида втулки в ваших роликах. Кликните курсором под картинкой, чтобы получить инструкции.

Типичные повреждения подшипников и их причины

Производство подшипников качения осуществляется в условиях жестких требований к качеству подшипников. Это одни из наиболее высокоточных изделий, выпускаемых в машиностроении. При оптимальных рабочих условиях подшипники могут непрерывно эксплуатироваться в течение многих лет. Вследствие того, что рабочие условия редко бывают идеальными, подшипники редко реализуют свои потенциальные возможности с точки зрения ресурса.
Срок службы подшипников качения зависит от уровня технологии производства, условий хранения, правильного выбора и применения. Большое значение имеют также качественный монтаж, эффективное смазывание и уплотнение.

Виды повреждений подшипников

Усталостные разрушения поверхности связаны с проблемами смазки, такими как неподходящая смазка, низкая ее вязкость и разрывы смазочной пленки. В начальной стадии развития возникают подповерхностные микротрещины, затем поверхность становится как бы заиндевшей в некоторых местах, как показано на рис.1. При дальнейшем развитии повреждения данного вида поверхность дорожки начинает отслаиваться и растрескиваться (следует отметить, что это отслаивание не столь серьезно как сколы на дорожке). При накоплении усталости в материале дорожки ее поверхность становится шероховатой, подшипник начинает шуметь и излишне нагреваться. Постоянная перегрузка, плохо обработанные и загрязненные поверхности неизбежно ведут к усталостным явлениям. Этого можно избежать или существенно замедлить, если подшипник будет чистым и хорошо смазанным.

Усталость дорожки качения. Поверхность растрескивается и отслаивается.

Выкрашивание поверхности схоже с усталостью поверхности, но отличается от него более сильной степенью повреждения подшипника и может указывать на то, что подшипник исчерпал ресурс усталости. Рисунок 2 показывает, что растрескивание и сколы поверхностей характеризуются глубокими трещинами и расслаиванием. Это происходит, когда под поверхностные трещины, возникающие в местах дислокации неметаллических включений в стали подшипника, доходят до поверхности. Преждевременное растрескивание часто вызывается плохой посадкой вала, искривлениями корпуса и неправильной установкой, т.е. условиями, вызывающими слишком высокие кромочные напряжения.

Выкрашивание поверхности. Глубокие трещины и расслаивание.

Абразивный износ: Абразивное истирание металла, показанное на рис.3, разрушает поверхности элементов подшипника. В зависимости от типа абразивного износа, поверхность приобретает или тусклый серый металлический цвет или же зеркально полируется. Иногда подшипник вследствие изменения его геометрии из-за износа внезапно выходит из строя.Мелкая абразивная пыль является обычной причиной такого отказа; эта пыль может попасть в подшипник при установке, через плохие уплотнения или с грязной смазкой. Поэтому при монтаже подшипника рекомендуется протирать каждый элемент чистой тканью перед смазкой и содержать в чистоте рабочие поверхности. Хорошие уплотнения, промываемые уплотнения и чистые смазочные материалы помогут предотвратить загрязнение после установки подшипника

Абразивный износ. Повреждение поверхности качения

Атмосферная коррозия: Коррозия вызывается влагой, которая попадает в подшипник из атмосферы. Влажный воздух, попадая внутрь подшипника, при охлаждении окружающей среды конденсируется, разрывая смазочную пленку в местах контакта тел и дорожек качения. Атмосферную коррозию, показанную на рис.4, можно предотвратить, используя качественное уплотнение, эффективную пластичную смазку. В некоторых случаях могут оказаться необходимыми специальные уплотнения, чтобы исключить вытекание смазки. Подшипник необходимо заполнять смазкой при каждой более или менее продолжительной остановке машины.

Атмосферная коррозия. Внешний вид коррозии

Фреттинг-коррозия: Как показано на рис.5, фреттинг-коррозия очень похожа на обычную коррозию. Она возникает на посадочных поверхностях подшипника на вал, а также и на других сопрягаемых поверхностях. Она вызывается незначительными (микроскопическими) нагрузками. Частицы, образующиеся в результате износа имеют черный цвет в присутствии воздуха и красные — в его отсутствие. Фреттинг-коррозия может вызвать как ослабление посадки внутреннего кольца на валу; так и его заклинивание, при котором его невозможно будет снять. Фреттинг-коррозия также привести к разламыванию кольца.Предотвратить можно следуя рекомендациям производителя относительно допусков и убедившись, что элементы подогнаны наилучшим образом.

Ф реттинг-коррозия на отверстии (посадочной поверхности) внутреннего кольца

Бринеллирование: При бринеллировании на поверхности колец появляются регулярно следующие друг за другом поперечные риски, развивающиеся в заметные отпечатки. Это является следствием пластических деформаций металла в местах контакта, которые возникают вследствие перенапряжения металла. Результат бринеллирования дорожек качения показан на рис.6. Бринеллирование является следствием высоких статических или ударных нагрузок, неправильной технологии установки подшипника, сильных механических ударов, возникающих, при падении машины. Бринеллирование можно предотвратить, исключив при монтаже подшипника передачу монтажного усилия через тела качения. Если ударных нагрузок невозможно избежать как при установки, так и в процессе эксплуатации, тогда необходимо использовать подшипники, предназначенные для более высоких нагрузок.

Бринеллирование дорожек качения. Регулярные выемки на дорожках качения

Ложное бринеллирование: как и просто бринеллирование характеризуется отпечатками на дорожках качения. Однако в отличие от «истинного» бринеллирования отпечатки характеризуются не только продавливаем металла в зонах пластических деформаций, но и его сдвигом, в результате этого места повреждения не видны даже при внимательном осмотре. На рис.7 показан ложного бринеллирования. Ложное бринеллирование, есть результат сильных вибраций машины в нерабочем состоянии. Иногда это происходит при транспортировке. Также на это влияет вибрации других, близко расположенных машин. Подобной проблемы можно избежать, обеспечивая правильное закрепление транспортируемых валов с подшипниками и изолируя машину от соседних вибрирующих агрегатов, используя для этого раздельные фундаменты или виброопоры.

Ложное бринеллирование. Отпечатки на дорожке качения за счет передачи монтажного усилия через тела качения.

Повреждения электротоком. Точечный питтинг (сваривание) в результате электрического сваривания часто имеет регулярный характер на поверхностях элементов качения и на дорожке качения. Он возникает в результате прохождения через подшипник электрического тока. На рис.8 показаны дорожки подшипника. Электрический ток может вызвать также и случайное выкрашивание.Наиболее распространенными причинами электроповреждений является статическое электричество, создаваемое ремнями транспортера и токами сварочных аппаратов. Поэтому транспортеры должны быть снабжены заземляющими лентами, а сварочное оборудование необходимо заземлять.

Питтинг поверхности дорожек качения из-за прохождения сильного тока. Кратеры на шариках вызванные электротоком.

Адгезивный износ: возникает в результате перемещения металла с одной поверхности на другую. Адгезия в том виде, как они показаны на рис.9, вызвана проскальзыванием из-за перегрузки подшипника и недостаточной смазки. Адгезия на торцах цилиндрических роликов может возникать из-за увеличенной осевой нагрузки на подшипник. Также это может быть следствием неправильной сборки подшипника или недостаточной смазки

Адгезия на телах и дорожках качения из-за недостаточной смазки.

Выбоины поверхности: пример показан на рис.10. Этот вид повреждения подшипников напоминает бринеллирование, т.к. выбоины скорей являются результатом пластических деформаций, чем износа. Тем не менее, они возникают при повреждении поверхности (царапины, истирание мелкими посторонними частицами, которые являются результатом износа или попадают в подшипник при его работе). Тела качения при вращении захватывают посторонние частицы, попадающие в подшипник. Эти частицы, попав на дорожку качения оставляют случайные насечки, в районе которых возникает концентрация напряжений и разрывы масляной пленки, что приводи к усталостному выкрашиванию металла и появлению выбоин.Вероятность возникновения выбоин уменьшается при использовании хороших уплотнений и частой смазки подшипников, которая вымывает различные посторонние частицы.

Выбоины, глубокие царапины, вызванные попаданием посторонних частиц в подшипник.

Повреждения при сборке: На рис.11 показан один из видов подобных повреждений. В этом примере наружное кольцо было неправильно установлено; и когда подшипник был собран, ролики оставили вмятины на дорожках качения.

Повреждение подшипника при сборке из-за недостаточного опыта сборки.

Перегрев: На рис.12 представлен пример повреждения подшипника (изменение его геометрии) в результате перегрева и нагрузки. Обычно такие повреждения связаны с полным отказом подшипника. Перегрев часто обусловлен недостаточной смазкой, трением наружного кольца о вращающийся вал, излишним обжимом наружного кольца при установки в корпус машины или слишком (высокой) частотой вращения вала. В отдельных случаях перегрев подшипника может быть обусловлен внешним источником, таким как термическая печь.

Обесцвечивание и повреждение металла, вызванное плохой смазкой и перегревом.

Несоосность колец: Основной причиной повреждения подшипника, показанного на рис.13 является несоосность колец, которая привела к фреттинг-коррозии и выкрашиванию. Несоосность ведет к высоким осевым нагрузкам, вызывающим усталостное разрушение и сильные сколы поверхности.

Повреждения подшипника из-за несоосности колец:
a) несоосность наружного кольца относительно вала;
б) несоосность вала относительно корпуса подшипника.

Разрушение из-за дисбаланса: Дисбаланс ротора дает значительную вибрационную нагрузку на подшипник. Когда дисбаланс слишком велик, повреждения подшипника имеют вид, показанный на рис.14. Иногда такое повреждение можно обнаружить только в одном месте на внутреннем кольце. Для уменьшения дисбаланса минимально необходимым является балансировка отдельных частей ротора с максимально возможной точностью, особенно при работе на высоких скоростях.

Повреждения дорожки качения от избыточного дисбаланса ротора

Раскалывание, раздробление деталей: Причиной является большая перегрузка подшипника. На рис.15 показан типичный пример такого раскалывания. Как видно из рассмотрения рисунка, область усталостного выкрашивания на внутреннем кольце охватывает всю ширину кольца, а сепаратор разбит на кусочки из-за поперечных трещин в каждом гнезде шарика.

Повреждение сепаратора: Повреждения сепаратора, подобные показанному на рис.16, проявляются в образовании в нем трещин и его разрушении. Это в свою очередь ведет к быстрому выходу из строя подшипника в целом при этом затушевывается тот факт, что первопричиной этого был сепаратор. Чаще всего причиной выхода из строя сепаратора является его изгиб, возникающий при движении шариков по взаимно пересекающимся путям из-за несоосности. Также повреждение сепаратора может быть вызвано неправильной сборкой, загрязнением или редким смазыванием подшипника.