خرابی های متداول در برینگ ها و علل آنها

با درود و احترام

هدف از این پست که با تلاش جناب آقای مهندس صیدکرمی،  از مخاطبین محترم این وبلاگ،  تهیه و بدست بنده رسیده است،  معرفی اجمالی انواع مکانیزم های خرابی در برینگ ها و علل وقوع آنها می باشد.

خستگی سطحی یا Surface fatigue

خستگی سطحی ناشی از مسائل روغنکاری کم، ویسکوزیته کم و از بین رفتن و قطع فیلم روغن می باشد. در ابتدا سطح برینگ به نظر یخ زده  (frosted)می آید ولی بعد پوسته ها ور آمده و ترک خوردگی ایجاد می شود اگرچه پوسته کردن به شدت spalling نیست. با پیشرفت آرام خستگی سطحی،  برینگ حالت rough پیدا کرده، داغ شده و ایجاد سر وصدا می کند. از این مشکل با تمیز نگهداشتن و روغنکاری کافی برینگ می توان جلوگیری کرد یا حداقل آن را برای  مدت طولانی به تاخیر انداخت.

خستگی سطحی

خستگی سطحی

Spalling

اسپالینگ یا پوسته کردن عمیق و شدید  مشابه خستگی سطحی است؛ ولی بر خلاف خستگی،  spalling ممکن است رسیدن برینگ به پایان عمر خستگی (fatigue life) خود را بیان کند. مشخصه اسپالینگ ترکهای عمیق و پوسته کردن کنس برینگ است. این نشانه ها وقتی ظاهر می شوند که ترکها که از ترکیبات غیر فلزی فولاد برینگ شروع می شوند به طرف سطح پیش روی می کنند.

اسپالینگ زودرس غالبا از نصب شدن بد روی شافت، پیچیدگی و یا بطور کلی کج و کولگی(distortion) محفظه برینگ و یا نصب ناصحیح اصولا شرایطی که تنشهای سیکلی بالا را باعث میشود ناشی میگردد.

اسپالینگ

اسپالینگ

Abrasion

در این مکانیزم، ماده ساینده از سطح برینگ فلز برداری کرده و سطح ناصاف غلتک ها را از بین می برد. بسته به نوع ماده سایندهAbrasive ، سطوح یک ظاهر خاکستری مات پیدا کرده و یا به صورت ایینه پولیش میشوند. برینگ در نهایت بدلیل بهم خوردن ابعاد هندسی دچار یک خرابی کلی میشود. دلیل همیشگی Abrasion وجود مواد ساینده و  dirt  است که هنگام نصب یا از طریق نشت بندهای معیوب و یا روغن کثیف وارد برینگ میشود. بنابراین موقع نصب قبل از گریسکاری و یا روغنکاری باید قطعات مختلف را با پارچه تمییزی پاک کرد و محل کار و دستها را پاکیزه نگه داشت. نشت بندهای سالم و قابل شستشو و روغن تمیز باعث جلوگیری از آلودگی بعد از نصب می شود.

Abrasion

خوردگی اتمسفریکAtmospheric corrosion :

عامل خوردگی اتمسفریک در برینگها رطوبت است. هوا می تواند رطوبت وارد برینگ کرده و در نتیجه وقتی هوا سرد میشود رطوبت روی سطوح برینگ می نشیند و باعث خوردگی می شود. رطوبت معمولا در محل تماس غلطکها با برینگ،  جایی که غلتک روغن یا گریس را از محل تماس به بیرون می راند، به فلز حمله می کند.

از خوردگی اتمسفریک با بکار بردن نشت بندهای مناسب گریس و روغنکاری متناوب برینگها می توان جلوگیری کرد.

خوردگی اتمسفریک

Fretting

فرتینگ روی سطوحی که در تماس با یکدیگر هستند پیش می آید.فرتینگ بسیار شبیه زنگ زدگی بنظر می آید. علت فرتینگ حرکت دو سطح (حتی به میزان میکروسکوپی) تحت بار نسبت به یکدیگر است. ذرات سائیده شده اگر  هوا موجود نبوده باشد سیاه میشوند و اگر هوا در برینگ موجود بوده باشد قرمز خواهند شد. فرتینگ می تواند باعث لق شدن race داخلی برینگ روی shaft  شود،  از طرف دیگر ممکن است بگونه ای باعث سفت شدن ان روی shaft شود که دیگر نتوان انرا خارج کرد. فرتینگ می تواند باعث شکستن raceنیز بشود. از فرتینگ می توان با رعایت تلرانسهای سازنده هنگام نصب جلوگیری کرد.

فرتینگ

برینلینگ واقعی true brinelling :

باعث فرو رفتگی ها در race ها میشود. این فرورفتگیها تغییر شکل های پلاستیک فلز بوده و اثر این مارکها همچنان دندانه ها مشهود خواهد بود. این مسئله می تواند ناشی از بارهای استاتیکی زیاد و یا بارهای ضربه ای،  نصب نامناسب و شوک های مکانیکی نظیر حالتی که ماشین به زمین بیافتد می باشد.

جلوگیری از برینلینگ واقعی ناشی از نصب می تواند با اعمال فشار، در هنگام نصب،  تنها به قطعه ای که باید پرس شود صورت گیرد. اگر از بارهای ضربه ای نتوان پرهیز کرد،  در این صورت باید از برینگهایی استفاده کرد که تحمل بارهای استاتیکی بالاتری دارند.

برینلینگ واقعی

برینلینگ واقعی

برینلینگ واقعی

Electrical damage

صدمات الکتریکی غالبا در اشکال منظم روی race ها و سطوح غلطکها به علت عبور جریان الکتریکی از برینگ صورت میگیرد. جریان الکتریکی همچنین می تواند باعث Pitting نامنظم هم بشود. رایج ترین دلیل صدمات الکتریکی به برینگها عبارتند از الکتریسیته ساکنی که بوسیله تسمه نقاله (Conveyor belts) ایجاد می شود و جریانات الکتریکی ناشی از بی دقتی در ست آپ های جوشکاری.  بنابراین تسمه نقاله ها باید با سیستمهای اتصال به زمین Grounding تجهیز شوند و وسایل جوشکاری هم بین محل جوش و نزدیکترین برینگ اتصال به Ground شوند.

صدمات الکتریکی

Smearing

اسمیرینگ نتیجه برداشت فلز از یک سطح و نشست آن بر روی سطح دیگر است. Smearing نتیجه لیز خوردن هایی است که تحت بارهای شدید با روغنکاری ناکافی پیش می آید. در بعضی موارد انتهای غلطکهای استوانه ای حالت Smearing را نشان میدهد که این نشاندهنده ان است که به برینگ بارهای thrust از نوعی که برینگ برای تحمل ان طراحی نشده وارد می شود.

اسمیرینگ همچنین بدلیل روغنکاری ناکافی بوجود می آید.

اسمیرینگ

Scoring

اسکورینگ یک سایش abrasive است که فرم شیارهای عمیق را در raceها و غلطکها میگیرد. شیارها مراکز تنشی را هم ایجاد می کنند که در نهایت باعث خستگی سطحی میشود.

اسکورینگ به وسیله ذرات نسبتا بزرگی در برینگ جا گرفته و بوسیله غلطکها دور race ها گردانده میشود ایجاد میگردد. از اسکورینگ مثل سایر مسائل ناشی از آلودگی با رعایت پاکیزگی و استفاده از نشت بندهای مناسب جلوگیری میشود.

اسکورینگ

Retainer Failures

شکستگی Retainer  (یا cage نگهدارنده ساچمه ها) غالبا باعث خرابی کلی برینگ میشود به گونه ای که حقیقت امر که retainer عامل خرابی بوده سر پوشیده باقی می ماند. رایج ترین دلیل شکستگی retainer حرکت زیگزاگ ساچمه ها ناشی از Misalignment  است که باعث پیچ و تاب خوردن متناوب retainer  میشود.

به علاوه آلودگی و یا روانکاری نا کافی هم می تواند باعث این خرابی بشود.

شکستگی Retainer