Вибрации подшипников

Вибрации, возникающие при работе механизма, часто связаны с дефектом одного или нескольких подшипников. Сколы, выбоины, деформации, отсутствие смазки – причин, которые способны вызвать опасные колебания в элементах подшипника качения, может быть очень много. Также, вибрация подшипников появляется и в узлах, при визуальном осмотре оцениваемые как абсолютно исправные.

Существует 4 фактора, объясняющих вибрации изделия при работе:

- Вращение деталей;
- Резонансные явления;
- Внешние вибрации;
- Акустическое излучение;
- Силы трения.

Эксперты могут назвать и другие моменты, влияющие на наличие вибраций, но в большинстве случаев, на практике, ими пренебрегают.

Вращение деталей

Вращение отдельных частей подшипника, то есть тел качения, внутреннего и внешнего кольца, а также сепаратора, происходит со своей уникальной частотой, на которой происходит возбуждение вибрационной энергии, обусловленной ударами на дефекте, происходящими с определенной периодикой, а также возникающих в процессе работы циклических напряжений. Любой теоретический подшипник, имеющий идеальную геометрию, обладает совокупностью частот, определяемой с помощью расчетов. На практике такая точная геометрия приближенная к идеалу практически не встречается, поэтому существуют сторонние частотные составляющие, зависящие от таких факторов как овальность колец изделия, разный размер тел качения и погрешности при огранке.

Резонанс

Каждая, используемая в подшипнике деталь, обладает уникальными резонансами. Они могут меняться при смене значения нагрузки, после ремонта узла или при замене смазки. Часто замечают, что после замены элемента подшипника появилась вибрация – это распространенное явление при внесении изменений в существующий резонансный баланс детали.

Акустический фактор

Появление посторонних звуков напрямую связано с вибрациями, возникающими на самом тонком, атомарном уровне материала. При деформации материала, неизбежном при эксплуатации изделия, возникают дислокации, перемещение которых вызывает нестационарные волны напряжений. В подшипниках такие напряжения местного характера появляются в локациях упруго-гидродинамического нагружения и именно они становятся источником волн в частотном диапазоне, доступном человеческому уху.

Внешние вибрации

Как правило, подшипник – это основная деталь, соединяющая подвижные и статичные узлы механизма. Именно поэтому он может быть рассмотрен как главный «виновник» передачи вибраций, возникающих при дисбалансе, вызванном зубчатым зацеплением, вращением оснастки, работой других подшипников. Примером может быть вибрация подшипников электродвигателя, виной которой становится отсутствие точной центровки ротора.

Силы трения

По вине сил трения возникают вибрации высокой частоты, непосредственно зависящие от качества смазки подшипника. Исследования показывают, что дефекты, допущенные в подшипниках при изготовлении, вызывают периодические изменения параметров давления, действующего на тела качения. Также оказывают влияние и факторы износа деталей изделия. Совокупность этих факторов становится причиной модуляции высокочастотной вибрации, имеющей связь с частотой вращения одной из частей подшипника, которой чаще всего является внутреннее кольцо.

При эксплуатации не имеющего заметных дефектов подшипника с ощутимыми, но не идентифицированными вибрациями, необходимо организовать ежедневный контроль за состоянием узла. Решение о замене детали принимается при заметном прогрессе явления, делающим дальнейшее применение подшипника опасным для механизма.