Monitoraggio dei cuscinetti: determinazione delle cause del guasto dei cuscinetti

Prevenire i guasti dei cuscinetti assicura che la tua organizzazione resti attiva e funzionante al massimo dell'efficienza. Un programma di monitoraggio dei cuscinetti efficace richiede di comprendere le cause e i sintomi comuni dei guasti dei cuscinetti.

I cuscinetti sani sono essenziali per un funzionamento affidabile ed efficiente dal punto di vista energetico della macchina. Un singolo guasto del cuscinetto può causare un arresto completo dell'attrezzatura, con conseguenti molte ore di produzione perse.

Un programma di monitoraggio dei cuscinetti efficace ti aiuterà a prevenire guasti ai cuscinetti in un'ampia gamma di risorse, garantendo che la tua organizzazione continui a funzionare con la massima efficienza.

Un'analisi del cedimento dei cuscinetti

Ogni anno, si stima che nel mondo vengano prodotti circa 10 miliardi di cuscinetti. Ma solo una piccola percentuale di cuscinetti subisce guasti. Infatti, alcuni Il 90% dei cuscinetti sopravvive all'attrezzatura in cui sono installatiLa maggior parte dei cuscinetti rimanenti viene sostituita prima del guasto grazie a efficaci strategie di monitoraggio dei cuscinetti e di manutenzione preventiva.

Ciò lascia lo 0.5% di cuscinetti che devono essere sostituiti a causa di danni irreparabili o guasti. Ciò significa che circa 50 milioni di cuscinetti in tutto il mondo devono essere sostituiti ogni anno a causa di danni o guasti. I guasti dei cuscinetti possono causare perdite di produttività e tempo e talvolta persino causare la chiusura di interi impianti.

Per garantire che la tua azienda disponga di un programma di monitoraggio dei cuscinetti efficace, devi comprendere le cause e gli effetti comuni dei guasti dei cuscinetti, nonché le strategie più efficaci per monitorare e prevenire i guasti dei cuscinetti.

Cause comuni di guasto dei cuscinetti

Esistono diverse ragioni comuni per cui i cuscinetti si guastano o si danneggiano. Le modalità di guasto più comuni dei cuscinetti includono fatica, deformazione, guasti di lubrificazione, corrosione, danni elettrici e progettazione errata. In generale:

• Un terzo dei guasti dei cuscinetti è dovuto alla fatica.
• Un terzo dei guasti dei cuscinetti è dovuto a problemi di lubrificazione (scelta, quantità o intervallo di lubrificazione errati).
• Una piccola percentuale di guasti dei cuscinetti è dovuta alla contaminazione (guarnizioni inefficaci).
• Una percentuale pressoché uguale di guasti ai cuscinetti si verifica per altri motivi (manutenzione e montaggio impropri, carichi eccessivi, accoppiamenti errati, ecc.).

Sulla base dell'analisi dei guasti dei cuscinetti sopra riportata, è chiaro che la fatica e la lubrificazione inadeguata dovrebbero essere entrambe considerate preoccupazioni primarie in qualsiasi programma di monitoraggio dei cuscinetti.  

Cause dettagliate di guasto dei cuscinetti

Di seguito uno sguardo più approfondito alle cause più comuni di guasto dei cuscinetti:

stanchezza

Il cedimento dei cuscinetti è spesso causato dalla fatica, che si verifica quando i cuscinetti sono sottoposti a sollecitazioni eccessive. Disallineamento, lubrificazione insufficiente e contaminazione possono contribuire alla fatica dei cuscinetti. Tutti questi fattori causano sollecitazioni ripetute sul materiale del cuscinetto, causando sfaldamenti, scheggiature e formazione di microcricche. Con il tempo, le cricche si espandono e il cuscinetto alla fine si rompe.

Problemi di lubrificazione

Una lubrificazione inadeguata è una delle principali cause di cedimento dei cuscinetti. Ciò potrebbe significare una lubrificazione insufficiente, che contribuisce all'affaticamento dei cuscinetti. Potrebbe anche significare che si sta utilizzando un lubrificante sbagliato. In alcuni casi, le alte temperature possono degradare il lubrificante.

I primi segnali di allarme di una lubrificazione difettosa includono lo scolorimento degli elementi volventi e delle piste, nonché il surriscaldamento dei cuscinetti.

Disallineamento

Un'altra causa frequente di guasto dei cuscinetti è il disallineamento. È buona norma allineare i componenti in fase di installazione e poi ricontrollarli a intervalli regolari, poiché fattori come l'aumento di temperatura e le vibrazioni possono causare disallineamento nel tempo. Gli strumenti laser sono il gold standard per il controllo dell'allineamento.

Installazione impropria

Anche un'installazione e un montaggio errati possono causare il cedimento dei cuscinetti. Assicurarsi di installare i cuscinetti utilizzando gli strumenti corretti, incluso il calore ove appropriato, in modo che si adattino correttamente senza forzature. Gli operatori devono inoltre verificare il corretto allineamento durante la fase di installazione. Infine, i cuscinetti e l'alloggiamento devono essere accuratamente puliti e lubrificati durante l'installazione.

Carichi eccessivi

Carichi eccessivi causano un'usura eccessiva dei cuscinetti a causa dell'aumento dell'attrito tra il corpo volvente e la pista di rotolamento. Carichi eccessivi causano percorsi di usura intensi, surriscaldamento e affaticamento generale della macchina, con conseguente rottura del cuscinetto.

Contaminazione

Sporcizia, detriti e sostanze chimiche possono contaminare i cuscinetti e causarne il deterioramento. Nel tempo, questo porta alla corrosione e al cedimento dei cuscinetti. Il cedimento delle guarnizioni, che porta alla contaminazione, può essere il risultato di un'installazione non corretta. Anche il disallineamento può contribuire al cedimento delle guarnizioni e alla contaminazione.

I cuscinetti contaminati da sporcizia e detriti spesso presentano elementi volventi ammaccati e livelli di vibrazione superiori al normale.

Vestibilità errata

Installare i cuscinetti con il corretto accoppiamento è molto importante. Un accoppiamento eccessivamente stretto può causare stress e attrito; di solito, causa un percorso di usura dei corpi volventi visibilmente accentuato. Un accoppiamento eccessivamente lasco, d'altra parte, provoca vibrazioni e rumore, che possono anche portare al cedimento del cuscinetto e a guasti gravi nel tempo.

Sintomi e identificazione dei guasti dei cuscinetti

Se un cuscinetto danneggiato non viene sostituito in tempo, può causare una serie di problemi ad apparecchiature e componenti. Fortunatamente, i primi segnali di un cedimento del cuscinetto sono facili da individuare, soprattutto con l'attrezzatura giusta. Strumenti di monitoraggio delle condizioni, come analizzatori di vibrazioni e sensori rappresentano un metodo molto efficace per individuare i primi sintomi di guasto dei cuscinetti che possono causare danni alla macchina.

Livelli elevati di vibrazione

Il primo segno di un cedimento dei cuscinetti è un aumento delle vibrazioni della macchina. In questa fase, i cuscinetti funzionano ancora normalmente, ma il cambiamento nei modelli di vibrazione indica un guasto in via di sviluppo. Un buon sensore di vibrazione può rilevare i primi segnali di allarme ed emettere avvisi quando i livelli di vibrazione superano una soglia preimpostata.

Alta temperatura e rumore

I livelli di vibrazione aumenteranno progressivamente con il deterioramento del cuscinetto. Se non riparati, i danni ai cuscinetti causano un drastico aumento della temperatura dovuto all'attrito tra il cuscinetto danneggiato e i componenti. A questo punto, la macchina inizierà a produrre rumore e potrebbe vibrare visibilmente.

Danni visibili

Con l'ulteriore deterioramento, il cuscinetto inizierà a presentare vaiolatura e deformazioni a spirale. Compariranno crepe sulla pista di rotolamento o sul cuscinetto stesso. In questa fase, gli operatori devono intervenire con urgenza per prevenire danni ai componenti o alle macchine vicine. Nel peggiore dei casi, il cedimento del cuscinetto può causare l'arresto di risorse critiche e il blocco della produzione nell'impianto, con conseguenti costosi tempi di fermo e perdite di produttività. Fortunatamente, esistono misure preventive che gli operatori possono adottare per evitare il cedimento dei cuscinetti.

Misure preventive per evitare guasti ai cuscinetti

Nella maggior parte dei casi, i cuscinetti sono affidabili e hanno una lunga durata. Per questo motivo, una delle attività di manutenzione preventiva più importanti è la rimozione e la sostituzione regolare dei cuscinetti. Pianificare queste attività può prevenire tempi di fermo imprevisti e costose riparazioni.

Esistono anche alcune semplici misure preventive che possono impedire l'usura prematura dei cuscinetti.

Nella fase di installazioneAssicuratevi di aver montato correttamente ciascun cuscinetto. Verificate le tolleranze dell'albero e dell'alloggiamento e mantenete il gioco radiale interno stabilito nel progetto originale. Assicuratevi di aver sigillato correttamente i cuscinetti in modo che siano protetti da sporco, detriti o acqua. Ricordatevi inoltre di lubrificare adeguatamente ciascun cuscinetto.

E 'importante controllare l'allineamento della macchina durante la fase di installazione e poi ricontrollarlo regolarmente. Nel tempo, il disallineamento si verifica gradualmente e può danneggiare i cuscinetti se non viene controllato. Per risultati ottimali, verificare l'allineamento utilizzando un laser singolo. strumento di allineamento, che identifica rapidamente anche i difetti di allineamento più piccoli che danneggiano i cuscinetti.

Mantenere una corretta lubrificazione per tutta la durata del cuscinetto. Si tratta di un attento bilanciamento. Una lubrificazione eccessiva causa il bloccaggio dei cuscinetti, ma una lubrificazione insufficiente porta a livelli elevati di attrito, danneggiando i componenti. È inoltre fondamentale utilizzare il lubrificante e il programma di lubrificazione raccomandati dal produttore.

Cosa succede se un cuscinetto si rompe?

Quando un cuscinetto si rompe, sia per fatica, lubrificazione non corretta, guarnizioni danneggiate o altro, non significa solo che il cuscinetto deve essere sostituito. Un singolo guasto del cuscinetto può causare una reazione a catena a cascata che può piegare gli alberi e causare gravi danni ad altre apparecchiature accoppiate. I guasti dei cuscinetti possono persino mettere a rischio i lavoratori.

Fortunatamente, molti problemi comuni dei cuscinetti possono essere identificati molto prima che diventino problemi seri. E questo è in gran parte dovuto alla distinta misurazione delle vibrazioni modelli che producono durante il normale funzionamento. Quando quella vibrazione cambia, è il primo segno di un problema. Finché hai gli strumenti in atto per catturare la varianza dai normali livelli di vibrazione, puoi facilmente anticipare il guasto del cuscinetto.

Quali sono le tecniche tradizionali di monitoraggio dei cuscinetti?

Garantire che i cuscinetti raggiungano o superino la loro durata operativa dipende da una serie di fattori, tra cui la qualità dei cuscinetti, le pratiche di stoccaggio e stoccaggio, il montaggio e la lubrificazione adeguati, la tenuta efficace e l'uso nelle condizioni operative appropriate. Le tecniche tradizionali di monitoraggio delle condizioni dei cuscinetti si basavano in gran parte su tre metodi principali, tutti correlati ai sensi umani:

• Monitoraggio visivo (vista)
• Monitoraggio acustico (suono)
• Monitoraggio delle vibrazioni (touch)

In passato, i tecnici addetti alla manutenzione e alla riparazione cercavano, ascoltavano e sentivano i primi segnali di avvertimento di un cedimento dei cuscinetti. Tuttavia, i metodi manuali sono sempre inclini a errori. Fortunatamente, con la sensibilità avanzata dei moderni sensori di monitoraggio delle condizioni, è possibile rilevare più facilmente segnali di avvertimento estremamente precoci di un potenziale cedimento dei cuscinetti che i sensi umani potrebbero non percepire.

I sistemi di monitoraggio delle condizioni online possono anche essere implementati per tracciare e registrare istantaneamente i dati in tempo reale acquisiti da tali sensori, aiutando la vostra organizzazione a implementare una strategia efficace di monitoraggio delle condizioni dei cuscinetti.

Che cos'è il monitoraggio delle condizioni dei cuscinetti?

Sebbene la fatica e la lubrificazione non idonea siano due delle cause più comuni di guasti dei cuscinetti, sono anche piuttosto semplici da individuare prima che diventino problemi seri. È sufficiente implementare un programma di monitoraggio delle condizioni dei cuscinetti efficace.

Esistono molti tipi di strumenti di monitoraggio delle condizioni che puoi utilizzare per anticipare i problemi di manutenzione prevenibili. Ad esempio, monitoraggio della potenza misura le fluttuazioni di corrente, tensione e frequenza, avvisandoti di cambiamenti nell'uso di energia dei tuoi asset. Oltre a causare usura e rotture non necessarie, tali fluttuazioni di energia possono anche indicare problemi di sicurezza che dovrebbero essere affrontati immediatamente.

Un programma di monitoraggio efficace delle condizioni dei guasti dei cuscinetti si basa in genere su sensori e dispositivi portatili per misurare con precisione i "segni vitali" dei tuoi asset, tra cui consumo energetico, frequenza delle vibrazioni, temperatura e molto altro.

Questi dispositivi elettronici consentono di monitorare costantemente lo stato di salute delle macchine, avvisando tempestivamente di eventuali guasti o anomalie, in modo da poter effettuare riparazioni ed evitare costosi tempi di fermo non pianificati. Un gruppo particolarmente potente di strumenti di monitoraggio dei cuscinetti è costituito dai sensori di vibrazione.

Come utilizzare i sensori di vibrazione per il monitoraggio dei cuscinetti

Un programma di monitoraggio dei cuscinetti efficace di solito include il monitoraggio delle vibrazioni, poiché i cambiamenti nelle vibrazioni sono spesso il primo segno di un futuro guasto dei cuscinetti. Misurando l'intensità e la frequenza delle vibrazioni, i sensori di vibrazione portatili, cablati o wireless possono rilevare e avvisare l'utente di letture anomale mesi prima che diventino un problema serio. Ciò fornisce il tempo necessario per pianificare in modo efficace i tempi di fermo per eseguire la necessaria manutenzione preventiva.

Quali sono i vantaggi del monitoraggio delle condizioni dei cuscinetti?

Effettuando un rilevamento monitoraggio delle condizioni programma, puoi contribuire a garantire che la strategia di manutenzione della tua organizzazione sia preventiva piuttosto che correttiva. Ciò significa che intercetta i problemi prima che si traducano in guasti alle risorse, riducendo i costi di manutenzione e aumentando la produttività.

Fortunatamente, la tecnologia moderna odierna rende più semplice e conveniente che mai l'esecuzione di un programma di monitoraggio dei cuscinetti efficace. I progressi sia nei sensori che nel software significano che implementare un programma di monitoraggio del condizionamento all'avanguardia non è solo fattibile, ma è anche una decisione finanziaria intelligente, che ti aiuta a tagliare i costi e ad aumentare i tempi di attività.

In altre parole, le aziende che dispongono di un solido programma di monitoraggio del condizionamento dei cuscinetti non solo saranno al passo con i guasti dei cuscinetti, ma saranno anche un passo avanti rispetto alla concorrenza.