Perché i cuscinetti dei motori si surriscaldano e cosa si può fare? Questo articolo approfondisce le cause del surriscaldamento dei cuscinetti del motore, dai carichi eccessivi alla scarsa lubrificazione, fino ai fattori ambientali. Imparerete a identificare i segni di surriscaldamento e scoprirete soluzioni pratiche per mantenere il vostro motore in perfetta efficienza. La comprensione di questi meccanismi consente di prevenire costosi guasti e di prolungare la vita delle apparecchiature.
I cuscinetti del motore sono installati all'interno del motore. In effetti, il corpo stesso del motore costituisce l'ambiente di lavoro del cuscinetto. Pertanto, è utile comprendere e analizzare il surriscaldamento del motore prima di approfondire le specifiche del surriscaldamento dei cuscinetti del motore.
Un motore, essendo un dispositivo per la conversione di energia elettromeccanica, funziona principalmente attraverso processi elettromagnetici e meccanici. Indipendentemente dal processo elettromagnetico o meccanico, si verificano delle perdite che vengono dissipate sotto forma di calore. Ciò si traduce in uno stato di surriscaldamento osservabile.
Il metodo più intuitivo per analizzare il surriscaldamento del motore consiste nel classificarlo in base ai macrocomponenti esterni del motore. In generale, il corpo strutturale di un motore comprende il telaio dello statore, il rotore, il sistema di tenuta, il sistema di cuscinetti e così via.
Dal punto di vista delle misure esterne, possono essere classificati, tra gli altri, in surriscaldamento del telaio, surriscaldamento del rotore, surriscaldamento dei cuscinetti e surriscaldamento delle tenute.
Sappiamo che il riscaldamento esterno della base del motore è influenzato dal calore dell'avvolgimento.
Dal fenomeno di riscaldamento della base, possiamo distinguere tra aumento della temperatura complessiva e cambiamenti nella distribuzione della temperatura della base.
Aumento della temperatura locale della base del motore
Quando il motore funziona in condizioni "normali", la temperatura interna della base del motore presenta una certa distribuzione. Questa distribuzione è legata alla distribuzione delle fonti di calore e alla quantità di calore all'interno del motore durante il funzionamento. In genere, esiste una certa connessione elettrica e meccanica tra le diverse fonti di calore, per cui anche i loro rapporti di riscaldamento hanno una certa correlazione.
Pertanto, in condizioni di funzionamento normali, la distribuzione della temperatura all'interno del motore dovrebbe mostrare una certa tendenza stabile. Si noti che qui si parla di "distribuzione della temperatura" e "tendenza", piuttosto che di costanza assoluta.
Il cosiddetto riscaldamento anomalo del motore si riferisce a incongruenze nella distribuzione della temperatura rispetto allo stato "normale". (Questa "anomalia" può indicare un malfunzionamento, oppure no. Ciò richiede la nostra successiva diagnosi e analisi dei guasti.
Quando viene rilevata una temperatura locale "anomala" della base del motore, l'approccio di base alla diagnosi dei guasti consiste nel confermare innanzitutto la presenza di fonti di calore esterne.
La determinazione della fonte di calore è il terzo livello di contenuto di questo diagramma. La conferma della presenza di una fonte di calore esterna serve a determinare se il calore viene emesso attivamente dal motore stesso o se si tratta di un cambiamento passivo causato da influenze esterne.
Per quanto riguarda il surriscaldamento locale dovuto a una fonte di calore esterna, i tecnici dei motori devono innanzitutto determinare se la fonte di calore esterna stessa è normale. Se la fonte di calore esterna è normale e causa un tale aumento di temperatura, è necessario confermare l'impatto di questo aumento di temperatura causato dalla fonte di calore esterna sul corpo del motore.
In particolare, nel caso del cuscinetto oggetto di questo articolo, si tratta di stabilire se questo aumento locale della temperatura influisce sul cuscinetto. Se questa temperatura non rappresenta una seria minaccia per il funzionamento del cuscinetto, e poiché non vi è alcun problema con la fonte di calore stessa, questa "anomalia" può essere definita come un "non guasto" e occorre monitorare solo le sue variazioni, senza la necessità di adottare misure immediate.
In caso di surriscaldamento locale senza fonte di calore esterna, i tecnici dei motori devono controllare il motore stesso. Verificare se il surriscaldamento è causato da qualche guasto interno. Le situazioni più comuni sono le alte temperature locali degli avvolgimenti e le alte temperature dell'interfaccia di movimento relativo tra le parti meccaniche.
Questa elevata temperatura locale del motore stesso è in realtà uno stato di cambiamento di calore attivo ottenuto confrontando la distribuzione "normale" della temperatura. Di solito, questo stato è più probabile che sia un "guasto".
Ad esempio, problemi di isolamento locale degli avvolgimenti, interferenze locali delle parti meccaniche, attrito reciproco, ecc. Pertanto, nel caso in cui il corpo del motore sia riscaldato localmente e non vi sia una fonte di calore esterna, aumenta la possibilità che si verifichino guasti nella struttura e nell'isolamento del corpo del motore.
Quando diciamo che la temperatura complessiva della base del motore è aumentata, intendiamo dire che la temperatura attuale del motore è superiore alla sua temperatura di funzionamento "normale". Inoltre, la distribuzione della temperatura nell'intera struttura del motore è sostanzialmente coerente con lo stato "normale".
Tra le possibili cause del riscaldamento generale della base del motore vi sono: carico eccessivo del motore; scarsa dissipazione del calore del motore; temperatura troppo elevata dell'ambiente di funzionamento del motore; problemi con l'avvolgimento generale; problemi di cablaggio, e molte altre. Le analizzeremo separatamente.
Le variazioni di carico della coppia del motore comportano infatti fluttuazioni della corrente del motore. Un aumento della corrente provoca quindi un maggiore riscaldamento del corpo del motore.
D'altra parte, se i carichi assiali e radiali sull'estremità dell'albero motore aumentano, i cuscinetti si riscaldano maggiormente. Tuttavia, questo aumento di temperatura indotto dal carico si manifesta principalmente come un aumento di temperatura localizzato nei cuscinetti del motore e non come un aumento della temperatura complessiva del corpo del motore.
Da ciò si può dedurre che un aumento della temperatura complessiva del motore è legato a carichi esterni "anomali". Come già detto, un carico "normale", dal punto di vista dell'apparecchiatura, è il suo valore nominale di progetto o le condizioni operative previste prima della progettazione.
Un motore qualificato dovrebbe funzionare secondo le aspettative di progetto quando opera nelle condizioni di progetto, verificate durante la progettazione e l'ispezione in fabbrica del motore. Tuttavia, se durante il funzionamento lo stato di carico del motore supera le aspettative iniziali di progetto, la condizione di riscaldamento del motore diventa "anormale". Se la temperatura supera gli standard di controllo, occorre intervenire tempestivamente.
Un motore incontra tipicamente "carichi anomali" che non corrispondono al suo ciclo di funzionamento nominale o al suo carico di lavoro nominale.
Per fare un'analogia con le condizioni di carico che superano il ciclo di lavoro nominale, si consideri un lavoratore che fa un turno di 8 ore a cui viene chiesto di fare straordinari ininterrottamente, aumentando così il suo livello di affaticamento. Lo stesso vale per un motore.
Per condizioni di carico che superano il carico di lavoro nominale, è come chiedere a un lavoratore, che normalmente produce dieci articoli in condizioni normali, di produrne venti, il che aumenterà anche il suo livello di fatica.
Naturalmente si tratta di confronti approssimativi. Quando si progetta un motore, si considera una certa capacità di sovraccarico; questo è il margine di progetto. Se il motore funziona in condizioni di sovraccarico, potrebbe causare un aumento generalizzato del riscaldamento.
Inoltre, alcuni problemi di installazione possono causare variazioni del carico interno del motore. Ad esempio, un supporto del motore allentato o un cattivo allineamento del motore, ecc. Questi difetti non solo impongono un carico supplementare sul sistema meccanico e sui cuscinetti del motore, generando più calore, ma provocano anche una coppia aggiuntiva nel motore stesso, causando un ulteriore riscaldamento.
Le variazioni dell'ambiente di lavoro del motore comprendono le variazioni delle condizioni di raffreddamento e della temperatura ambientale. Se consideriamo le variazioni del riscaldamento complessivo del motore causate dalle variazioni di carico come la causa principale delle variazioni della temperatura complessiva, le variazioni dell'ambiente di lavoro del motore influiscono sulle condizioni di raffreddamento del motore.
Il progetto del motore prevede temperature di esercizio e condizioni di raffreddamento determinate (o nominali). Quando le condizioni di raffreddamento del motore cambiano o la temperatura ambientale cambia, cambia di conseguenza anche il rispettivo ambiente di raffreddamento dopo il normale riscaldamento del motore.
La tenuta del motore di cui si parla qui indica principalmente la tenuta tra l'albero e lo statore del motore. Queste guarnizioni sono utilizzate principalmente per isolare la camera del cuscinetto del motore dall'ambiente, evitando la contaminazione dei cuscinetti. (Naturalmente, esistono componenti di tenuta corrispondenti nelle applicazioni reali, come le tubazioni di raffreddamento dei fluidi, ma non rientrano nell'ambito di questa trattazione).
Le guarnizioni utilizzate per isolare la camera del cuscinetto dall'ambiente esterno possono essere chiamate anche guarnizioni del cuscinetto. In genere, la guarnizione è fissata su un lato, mentre l'altro lato ha un labbro responsabile della tenuta.
Le cause principali del riscaldamento della tenuta del cuscinetto sono le seguenti: usura del labbro di tenuta; danneggiamento della parte del labbro di tenuta, ecc.
Per le tenute senza contatto, poiché il labbro di tenuta non entra in contatto con altri componenti, il movimento relativo non genera attrito aggiuntivo e non provoca riscaldamento. Una comune tenuta a labirinto appartiene a questa categoria.
Per le guarnizioni a contatto, esiste una forza di contatto reciproca tra il labbro di tenuta e il componente sigillato. Quando il motore ruota, si verifica un attrito relativo tra le superfici di contatto, che può causare un certo riscaldamento. Di solito, questa generazione di calore è stabile entro un certo intervallo. Se si verifica un ulteriore aumento della temperatura, è necessario indagare sulla causa.
Usura uniforme del labbro di tenuta
Se nella parte sigillata si genera calore aggiuntivo, è possibile verificare lo stato di usura del labbro di tenuta. Se il labbro di tenuta presenta un'usura uniforme, significa che si è verificato un attrito uniforme tra il labbro e il componente sigillato.
Tolleranza dimensionale superata nei componenti correlati
La causa principale dell'usura uniforme dei labbri di tenuta nei cuscinetti è dovuta allo scarto dimensionale dei relativi componenti.
Per le guarnizioni senza contatto, tale attrito non dovrebbe verificarsi. Se l'usura dovesse comparire sul labbro delle guarnizioni senza contatto, è necessario intervenire.
Quando il labbro di tenuta subisce un attrito uniforme, se la forza di contatto sul labbro di tenuta è maggiore di quella progettata o se la velocità relativa è maggiore, l'usura sarà più grave.
A questo punto, è necessario controllare le dimensioni dell'albero. Se le dimensioni dell'albero sono troppo grandi, possono causare una forza di contatto eccessiva tra il labbro di tenuta e l'albero, con conseguente attrito e calore eccessivi.
Inoltre, il rugosità della superficie dell'albero. Se la superficie dell'albero è troppo ruvida, l'usura tra il labbro e l'albero sarà più intensa, generando così ulteriore calore.
Se il rotondità dell'albero motore supera la tolleranza, può anche risultare in una forza di contatto eccessiva tra l'albero e il labbro di tenuta in alcune aree dell'albero. Questo può portare a un'usura uniforme del labbro di tenuta, con un grado di usura superiore ai livelli normali.
Selezione inadeguata delle guarnizioni
Quando la guarnizione del motore mostra calore, ispezionare la guarnizione. Se il labbro della guarnizione è uniformemente usurato, è necessario controllare anche la selezione della guarnizione.
In primo luogo, se la velocità di rotazione effettiva del motore supera la velocità massima consentita dalla guarnizione, potrebbe verificarsi un'usura uniforme ed eccessiva del labbro della guarnizione, con conseguente riscaldamento.
Se nelle condizioni di lavoro effettive sono presenti sostanze che reagiscono chimicamente con la tenuta, ciò potrebbe causare il degrado della tenuta del cuscinetto, portando potenzialmente a modifiche delle dimensioni complessive della tenuta, con conseguente forza di contatto eccessiva e calore aggiuntivo.
Se la temperatura di esercizio effettiva supera il limite massimo di temperatura che la guarnizione può sopportare, ciò potrebbe causare il rammollimento del labbro della guarnizione, aumentando l'usura e portando potenzialmente al riscaldamento.
L'usura uniforme del labbro della guarnizione può essere causata anche da un'installazione e una manutenzione non corrette della guarnizione.
Installazione e manutenzione improprie delle guarnizioni
Quando si osserva un'usura uniforme del labbro della guarnizione durante il suo ciclo termico, è necessario non solo rivedere il contenuto dell'articolo precedente, ma anche controllare l'installazione e la manutenzione della guarnizione.
Se la guarnizione del cuscinetto non è installata correttamente e il labbro della guarnizione non è posizionato correttamente, può causare un attrito eccessivo tra il labbro e l'albero, con conseguente generazione di calore.
Durante la manutenzione ordinaria del motore, è fondamentale ispezionare lo stato di usura della guarnizione. In base all'usura della guarnizione, si dovrebbe prendere in considerazione la sostituzione della guarnizione del cuscinetto del motore per evitare un attrito improprio e il calore che ne deriva.
Usura non uniforme del labbro di tenuta
Se si rileva un calore significativo nella sezione di tenuta del cuscinetto del motore e si ispeziona il labbro di tenuta, si possono riscontrare non solo un'usura uniforme, ma anche casi di usura non uniforme.
L'usura non uniforme del labbro di tenuta è legata principalmente ai componenti della tenuta e all'installazione e manutenzione della stessa.
Problemi con i componenti delle guarnizioni
L'usura non uniforme implica che alcune aree intorno al labbro della tenuta si sono usurate, mentre altre no. Questa usura non uniforme può essere attribuita alla forma, alla tolleranza di posizione o alla posizione relativa dei componenti della tenuta.
Se l'albero del motore è disallineato rispetto alla camera del cuscinetto, un lato del labbro di tenuta può subire una maggiore pressione di contatto, con conseguente usura e aumento del calore. Di conseguenza, quando si notano queste caratteristiche di usura del labbro di tenuta, è necessario controllare il disallineamento parallelo tra l'albero motore e la camera del cuscinetto.
Quando l'albero motore e la camera del cuscinetto sono angolarmente disallineati, si verifica un attrito eccessivo tra l'albero motore e il labbro di tenuta nella direzione del disallineamento e in quella opposta. I punti a 90 gradi rispetto a questo disallineamento subiranno un'usura minore. Tuttavia, le aree soggette a un attrito eccessivo generano calore aggiuntivo e presentano un'usura non uniforme intorno al labbro di tenuta.
Il disallineamento tra l'albero del motore e la camera del cuscinetto può essere dovuto al disallineamento dell'albero o della camera del cuscinetto (soprattutto della parte di installazione della guarnizione). Quando la camera del cuscinetto è disallineata, sia parallelamente che angolarmente, è probabile che il labbro di tenuta presenti un'usura non uniforme lungo la sua circonferenza, generando così ulteriore calore.
Installazione non corretta delle guarnizioni
Quando le guarnizioni dei cuscinetti del motore si riscaldano, l'usura irregolare sulla circonferenza potrebbe essere legata all'installazione e alla manutenzione delle guarnizioni stesse.
Se si verificasse una deviazione nella posizione di installazione delle tenute del cuscinetto del motore, che causasse un mancato allineamento delle tenute con l'albero, si verificherebbe un disallineamento tra l'asse della tenuta e l'asse della base, compreso un disallineamento parallelo e angolare.
Ciò potrebbe portare a un'ulteriore usura della guarnizione e a una corrispondente generazione di calore, simile ai problemi di disallineamento dell'albero motore e dell'alloggiamento del cuscinetto.
Inoltre, se il labbro della guarnizione è stato danneggiato durante l'installazione delle guarnizioni del cuscinetto del motore, potrebbe causare una deformazione del labbro, con conseguente scarso contatto locale. Ciò potrebbe causare un attrito locale eccessivo e un conseguente riscaldamento.
Danno alle guarnizioni del cuscinetto del motore
Quando le guarnizioni del cuscinetto del motore sono danneggiate o deformate, l'attrito del contatto con il labbro potrebbe aumentare, causando la generazione di calore.
Pertanto, se si verifica un surriscaldamento locale nella sezione di tenuta del cuscinetto del motore, è consigliabile verificare se le tenute stesse sono danneggiate o deformate.
Le cause di danneggiamento e deformazione delle guarnizioni dei cuscinetti sono le seguenti:
Installazione e manutenzione improprie
Durante l'installazione e la manutenzione delle tenute dei cuscinetti del motore, il danneggiamento del telaio della tenuta potrebbe causare la deformazione dell'intera tenuta o di una parte di essa. Questa deformazione altererebbe il contatto del labbro con la superficie di tenuta.
Un contatto troppo ridotto ridurrebbe l'effetto di tenuta, mentre un contatto eccessivo aumenterebbe l'attrito, con conseguente generazione di calore supplementare. Pertanto, quando si verifica un riscaldamento supplementare causato dall'attrito in una parte della guarnizione, è importante ispezionare le condizioni della guarnizione per eliminare eventuali errori di installazione o manutenzione e discrepanze di posizionamento durante l'installazione della guarnizione.
Oltre ai problemi di installazione e manutenzione, i danni alle guarnizioni possono essere associati a interferenze tra le guarnizioni e i componenti circostanti.
Interferenza con i componenti circostanti
Per le guarnizioni senza contatto, quando il motore è in funzione, le guarnizioni non devono interferire con i componenti fissi. Se si verifica un'interferenza, le parti interferenti si danneggiano, generando calore e causando il surriscaldamento delle tenute.
Pertanto, a questo punto, è necessario verificare il rapporto dimensionale tra le guarnizioni e i componenti circostanti. In base alla posizione dell'interferenza della guarnizione, è possibile individuare la posizione delle parti corrispondenti e ispezionare i componenti relativi a tale posizione. Contemporaneamente, è possibile individuare i segni di usura corrispondenti su queste parti per confermare l'usura ed effettuare le correzioni.
Per le tenute a contatto, oltre ai labbri di tenuta, le tenute non devono interferire con altri componenti in movimento. Lo stato di usura dei labbri delle tenute a contatto può essere giudicato in base all'usura uniforme e non uniforme precedentemente introdotta. Inoltre, i segni di interferenza che appaiono sulle guarnizioni devono essere ricondotti ai segni corrispondenti su altre parti nella stessa posizione per confermarli ed eliminarli.
Rotazione della guarnizione
In condizioni di lavoro, la tenuta deve essere fissata interamente allo statore o al rotore dell'apparecchiatura. L'attrito durante il funzionamento deve avvenire sui labbri della tenuta. Nel frattempo, la tenuta e la sua parte fissa devono essere relativamente ferme. Se alcune parti della tenuta presentano un riscaldamento anomalo e si verifica un cambiamento di posizione relativa nella parte fissa della tenuta, ciò può indicare un problema di rotazione della tenuta.
La rotazione della guarnizione può causare un riscaldamento localizzato e ridurre l'efficienza della tenuta. Questo problema deve essere corretto immediatamente. Il problema può derivare da un problema di tolleranza tra la guarnizione e la parte fissa o da un problema di tolleranza eccessiva della guarnizione stessa.
A volte, le variazioni di durezza del materiale dovute al riscaldamento possono alterare la tenuta dell'accoppiamento tra la guarnizione e le parti corrispondenti, con il rischio di rotazione. Quando si verifica una rotazione della tenuta, la causa principale può essere identificata ed eliminata considerando le dimensioni e gli effetti della temperatura.
Finora abbiamo introdotto 77 nodi relativi al riscaldamento del motore e 56 nodi relativi alle guarnizioni nella mappa mentale del riscaldamento del motore. In futuro continueremo a spiegare il contenuto di oltre quattrocento altri nodi.
La discussione precedente ha affrontato le questioni relative alla generazione di calore nel motore, comprese le condizioni di calore relative al corpo del motore e alle guarnizioni del motore. Da qui, l'attenzione si sposta sulla discussione dei componenti del surriscaldamento del motore relativi ai cuscinetti.
Come già detto, la temperatura dei cuscinetti del motore non deve essere valutata solo in base al valore assoluto, ma anche in considerazione della distribuzione della temperatura all'interno dei componenti del cuscinetto.
Per quanto riguarda i valori di allarme della temperatura per il surriscaldamento dei cuscinetti del motore, questi sono documentati in molti standard internazionali e nazionali, che non verranno ripetuti in questa sede.
Di seguito è riportata una mappa mentale che affronta i problemi di surriscaldamento dei motori. Questo diagramma sviluppa il tema del calore legato ai cuscinetti del motore in due direzioni: in primo luogo, situazioni in cui non vi è una differenza di temperatura significativa tra i componenti del cuscinetto e l'alloggiamento del motore e, in secondo luogo, scenari in cui vi è una notevole disparità di temperatura tra i componenti del cuscinetto e l'alloggiamento del motore.
La determinazione se il motore temperatura del cuscinetto è superiore alla temperatura di sede o meno è essenzialmente una valutazione della distribuzione della temperatura. Questa determinazione si basa sull'identificazione dello stato di riscaldamento previsto del cuscinetto stesso.
Durante il funzionamento, il cuscinetto stesso genera calore, ma il calore generato dal cuscinetto stesso non dovrebbe essere la parte principale del riscaldamento del motore. Per quanto riguarda il riscaldamento, il cuscinetto svolge principalmente un ruolo di assorbimento passivo.
Sulla base delle conclusioni di cui sopra, è opportuno utilizzare la distribuzione della temperatura tra l'autoriscaldamento del cuscinetto del motore e la temperatura complessiva della sede del motore come punto di partenza per l'analisi della diagnosi dei guasti.
Dall'introduzione precedente, si può capire che quando la temperatura del cuscinetto del motore non è superiore alla temperatura della sede, o è leggermente e stabilmente superiore alla temperatura della sede (si noti che "non superiore a" qui si riferisce a un piccolo gradiente che non aumenta continuamente), si tratta di una prestazione normale del cuscinetto del motore.
In altre parole, in questo momento il funzionamento interno del cuscinetto del motore non dovrebbe differire in modo significativo dallo stato normale. In generale, la possibilità di sospettare un guasto interno al cuscinetto del motore è ridotta in questo momento.
Quando la temperatura del cuscinetto del motore è "non" superiore alla temperatura della sede del motore, si verificano due situazioni: il temperatura del motore è superiore alla temperatura di allarme; la temperatura del cuscinetto del motore è superiore a quella che il cuscinetto può sopportare.
La premessa per cui la temperatura del motore è superiore alla temperatura di allarme qui discussa è che la temperatura del cuscinetto del motore "non" sia superiore alla temperatura della sede del motore. A questo punto, è necessario verificare innanzitutto la situazione di autoriscaldamento della sede del motore. È necessario condurre un'indagine dettagliata sulla base dei contenuti discussi nei cinque articoli precedenti.
Se durante l'indagine sul riscaldamento complessivo del motore vengono riscontrati problemi che causano l'aumento della temperatura complessiva del motore, questi devono essere eliminati.
Se dopo l'indagine non si riscontra un guasto al motore nel suo complesso o se queste diverse condizioni di lavoro fanno sì che la temperatura del motore superi l'allarme, è possibile che non si tratti di un guasto del motore o del cuscinetto, ma piuttosto della temperatura prevista del motore che lavora in condizioni diverse. Quando questa temperatura supera determinati limiti di allarme standard, è necessario regolare il limite di allarme.
La regolazione del valore di allarme della temperatura può fare riferimento alle norme pertinenti, ma soprattutto deve essere determinata in base alle condizioni di lavoro effettive. Di solito, la temperatura di allarme per le condizioni di lavoro può essere determinata in base ai dati storici o alla stima del riscaldamento con carichi diversi. L'impostazione di questo limite di allarme è in qualche modo simile allo standard aziendale basato sullo standard nazionale.
D'altra parte, questa regolazione del valore di allarme della temperatura del cuscinetto del motore non deve superare il limite di temperatura che il cuscinetto può sopportare.
La temperatura del cuscinetto del motore supera il limite di temperatura che il cuscinetto del motore può sopportare.
Le variazioni di temperatura del cuscinetto del motore possono influire sulle prestazioni della lubrificazione e della gabbia del motore. Quando la temperatura raggiunge un certo limite, può persino influire su proprietà come le prestazioni del cuscinetto del motore. acciaio per cuscinetti.
In generale, esiste un limite di base alla temperatura a cui può lavorare un cuscinetto del motore. Quando la temperatura del cuscinetto del motore supera questo limite, il cuscinetto non può raggiungere le prestazioni previste. (Si noti che la nostra discussione attuale si basa sul fatto che la temperatura del cuscinetto del motore non superi la temperatura dell'alloggiamento del motore, il che implica che il cuscinetto del motore molto probabilmente non si trova in uno stato di guasto. Le discussioni sul cuscinetto in stato di guasto saranno trattate nel successivo albero dei guasti).
Nelle situazioni sopra descritte, la prima considerazione è la regolazione del motore. Se ci sono problemi di generazione di calore nel corpo del motore, è possibile risolverli. Se il motore si surriscalda per motivi operativi o se la temperatura ambientale in cui lavora il motore ne provoca il surriscaldamento, la regolazione del motore non ridurrà la temperatura.
L'azione necessaria sarebbe quindi quella di regolare il cuscinetto. In altre parole, è necessario regolare la selezione del cuscinetto in modo che il nuovo cuscinetto possa funzionare come previsto a questa temperatura.
Finora abbiamo parlato di scenari in cui la temperatura del cuscinetto del motore "non" supera quella dell'alloggiamento del motore. Questa situazione spinge spesso i tecnici a cercare i guasti al di fuori del cuscinetto.
In realtà, non è consigliabile che gli ingegneri applichino la conclusione di cui sopra in modo eccessivamente rigido. Il giudizio di cui sopra sull'assenza di guasti è solo una probabilità e non esclude problemi con il sistema di controllo. applicazione del cuscinetto in alcuni casi. Ecco alcuni scenari possibili:
In primo luogo, la temperatura del cuscinetto del motore non supera la temperatura dell'alloggiamento, ma è superiore alla temperatura di altri cuscinetti dello stesso modello. In questo caso, potrebbero esserci differenze nello stato di movimento all'interno del cuscinetto del motore rispetto ad altri cuscinetti dello stesso modello e condizioni di lavoro. Anche questa anomalia identificata attraverso il confronto laterale richiede attenzione.
Anche se la temperatura non supera quella dell'alloggiamento e talvolta rimane all'interno dell'intervallo consentito per il funzionamento del cuscinetto, potrebbe trattarsi di uno stadio iniziale di un guasto. Pertanto, la situazione in loco può essere determinata attraverso il metodo di confronto laterale di cui sopra.
In secondo luogo, considerare l'andamento della temperatura. In alcuni guasti, la temperatura del cuscinetto del motore aumenta, ma inizialmente la temperatura del cuscinetto del motore è superiore alla temperatura dell'alloggiamento. Con l'avanzare del guasto, la temperatura supera quella dell'alloggiamento, indicando che il cuscinetto del motore sta generando calore.
Pertanto, il precedente "non superiore alla temperatura dell'alloggiamento" è solo una situazione temporanea. A questo punto, il tecnico del motore dovrebbe effettuare un confronto longitudinale sulla linea del tempo. Se la temperatura del cuscinetto del motore è stabile, significa che la situazione è normale. Tuttavia, se la condizione si sta deteriorando e la temperatura è in continuo aumento, indica che potrebbero esserci ancora dei potenziali guasti.
In conclusione, nella diagnosi dei guasti ai cuscinetti del motore, è necessario applicare le conoscenze teoriche in modo flessibile ed effettuare confronti orizzontali e verticali dello stato delle apparecchiature. In questo modo, l'accuratezza della diagnosi dei guasti ne trarrà grande beneficio.
Quando la temperatura del cuscinetto del motore non è significativamente superiore alla temperatura di base del motore, la generazione complessiva di calore dal cuscinetto del motore non è una componente importante del calore del motore. La distribuzione della temperatura in questo momento è in linea con la distribuzione normale prevista. Pertanto, dal punto di vista della distribuzione della temperatura, la probabilità di guasto del cuscinetto può essere in qualche modo ridimensionata.
Tuttavia, quando la temperatura del cuscinetto del motore è significativamente più alta rispetto alla temperatura della testata e della base del motore, il cuscinetto, in quanto principale fonte di calore, influisce in modo significativo sulla distribuzione complessiva della temperatura del motore. Questa deviazione dalla distribuzione della temperatura prevista tra il cuscinetto del motore e la base fa sospettare un potenziale guasto del cuscinetto.
Come già accennato, quando la temperatura del cuscinetto del motore è notevolmente superiore alla temperatura di base, le fonti di calore per il cuscinetto comprendono componenti interni ed esterni. Il calore esterno proviene dai componenti adiacenti, come l'albero e la camera del cuscinetto. Il calore interno proviene da vari attriti all'interno del cuscinetto.
Quando la temperatura del cuscinetto supera la temperatura di base, significa che l'attrito interno del cuscinetto del motore domina la generazione di calore, diventando il fattore principale dell'aumento di temperatura.
I fattori principali che causano il riscaldamento dei cuscinetti del motore sono
Analizziamoli uno per uno.
Carico del motore
Una delle cause del riscaldamento dei cuscinetti del motore è un problema di carico. Quando si scelgono i cuscinetti del motore, si verifica la durata del cuscinetto in base alle condizioni operative impostate. L'essenza di questo controllo è verificare la capacità di carico del cuscinetto del motore scelto. Quando il cuscinetto del motore si riscalda, i seguenti scenari richiedono una verifica del carico del cuscinetto del motore:
In questo caso, se si verifica un riscaldamento nel cuscinetto e non sono evidenti altre anomalie, è necessario effettuare un confronto tra la conformità del progetto e il carico effettivo sul cuscinetto del motore. Questo per identificare eventuali discrepanze.
In primo luogo, quando si confronta la conformità del progetto e il carico effettivo del cuscinetto del motore, verificare il carico effettivo rispetto alla differenza di durata. In base al carico effettivo, ricontrollare il carico del cuscinetto del motore. Se la durata del cuscinetto verificata sotto il carico effettivo è inferiore al risultato del controllo di progetto o al risultato della durata richiesta dalle condizioni operative, la selezione del cuscinetto è insufficiente.
Se questo problema si verifica durante la fase di test di progettazione, la scelta del cuscinetto deve essere regolata in base alle condizioni di carico effettive.
Se questo problema si verifica durante l'utilizzo del motore, significa che il carico all'estremità dell'albero del motore è superiore a quello previsto e che è necessario regolare il carico di esercizio del motore.
Oltre a lasciare un margine di progettazione per le prestazioni elettriche del motore durante la progettazione generale del motore, a volte, se lo scenario di applicazione del motore varia notevolmente, potrebbe essere necessario lasciare un certo margine di progettazione per la selezione dei cuscinetti del motore. In genere, all'interno di questo margine di progettazione, il normale riscaldamento dei cuscinetti del motore non dovrebbe costituire un problema.
Si noti che questo margine di progettazione deve essere ragionevole. Se il margine di progetto è piccolo, il carico sul cuscinetto del motore sarà elevato e potrebbe causare problemi come il riscaldamento. D'altra parte, se il margine di progettazione è troppo ampio, potrebbe verificarsi una situazione in cui il carico minimo sul cuscinetto del motore è insufficiente, causando anche un riscaldamento anomalo del cuscinetto. (I contenuti correlati saranno introdotti in seguito).
Oltre a verificare se il carico dovuto sul cuscinetto è eccessivo per il problema di riscaldamento causato dal carico del cuscinetto del motore, è necessario controllare anche altri aspetti del carico sul cuscinetto del motore. A volte questi aspetti non vengono scoperti attraverso il controllo della durata del cuscinetto del motore.
Quando i cuscinetti del motore si surriscaldano, è necessario confrontare il carico che i cuscinetti del motore dovrebbero sopportare con il carico effettivo sopportato dal motore per determinare se la selezione dei cuscinetti del motore è inadeguata o se il carico fornito al momento dell'applicazione del motore è improprio. Allo stesso tempo, è necessario fornire una descrizione generale del margine di selezione del carico per i cuscinetti del motore per evitare tali situazioni di surriscaldamento.
Oltre a verificare il "carico previsto" sopportato dai cuscinetti del motore, a volte è necessario esaminare altre situazioni.
Ad esempio, se i cuscinetti del motore hanno assunto componenti di carico che la loro capacità portante non possiede.
Le situazioni più comuni nei motori sono le seguenti:
In primo luogo, i cuscinetti dei motori sono dotati di strutture a estremità flottante e non flottante, nonché di strutture incrociate. Nei motori con strutture di estremità di posizionamento e non di posizionamento, il carico assiale è sopportato dal cuscinetto di estremità di posizionamento e il cuscinetto di estremità non di posizionamento non dovrebbe sopportare il carico assiale. Pertanto, il carico assiale non viene generalmente considerato nella scelta dei cuscinetti.
A questo punto, se il cuscinetto flottante sopporta un carico assiale, può causare problemi come il surriscaldamento del cuscinetto. In questi casi, è necessario controllare il struttura del motore per garantire che il cuscinetto dell'estremità galleggiante sia appropriato.
In queste situazioni, l'obiettivo dell'indagine è identificare la fonte della forza assiale sul cuscinetto flottante ed eliminarla.
Se la direzione del carico sopportato dal cuscinetto supera le aspettative di progetto, il surriscaldamento del cuscinetto può verificarsi anche nell'estremità di posizionamento o nella struttura a croce del sistema di cuscinetti del motore. Un esempio tipico è quello in cui il motore utilizza cuscinetti con capacità di carico in una sola direzione, come i cuscinetti a sfere a contatto obliquo.
Se si verifica una forza assiale inversa, il cuscinetto potrebbe sganciarsi, causando il surriscaldamento o addirittura la bruciatura del cuscinetto del motore. A questo punto, è necessario identificare ed eliminare la fonte della forza assiale inversa. Se non è possibile eliminarla (o se la condizione operativa è proprio questa), è necessario regolare la configurazione del sistema di cuscinetti del motore.
Alcuni cuscinetti hanno una certa capacità di carico, ma la loro capacità di carico assiale è limitata. Quando il carico assiale supera la capacità di carico assiale di questo cuscinetto, il cuscinetto si surriscalda. Ad esempio, i cuscinetti a sfere a gola profonda, pur avendo una certa capacità di carico assiale, se la forza assiale è troppo elevata, il cuscinetto si surriscalda.
Tuttavia, in generale, questa situazione può essere rilevata nei calcoli di durata. La soluzione a questa situazione consiste nel modificare la scelta dei cuscinetti del motore per adattarli a carichi assiali elevati.
Un'altra situazione è difficile da percepire nei calcoli convenzionali del carico del cuscinetto del motore. Ad esempio, il cuscinetto a rulli autoallineanti ha una certa capacità di carico assiale, ma sotto un certo carico assiale è probabile che la colonna di rulli a vuoto abbia un carico minimo insufficiente o che si disinnesti e slitti. In questo caso, si manifesterà un surriscaldamento del cuscinetto.
A questo punto, è meglio regolare la selezione dei cuscinetti. Se non è possibile regolare il problema, esistono alcune misure per attenuarlo, ma non è possibile curarlo. Ad esempio, possono essere utili metodi come la riduzione della viscosità del grasso di lubrificazione entro un intervallo ragionevole e il serraggio appropriato dell'anello esterno del cuscinetto.
Stiamo parlando del problema del surriscaldamento dei cuscinetti del motore, causato dal fatto che il carico effettivo supportato dal cuscinetto non è in linea con il carico progettato o previsto. In effetti, nel processo di diagnosi e analisi dei guasti dei cuscinetti del motore, le tracce corrispondenti a tali situazioni possono essere trovate sulla superficie dei rulli e delle piste dei cuscinetti attraverso l'analisi dei guasti dei cuscinetti.
I fattori legati al carico nel surriscaldamento dei cuscinetti del motore devono essere confrontati non solo con le specifiche progettuali, ma anche con la capacità di carico del cuscinetto.
Abbiamo già parlato della discrepanza tra il carico effettivo di un cuscinetto del motore e il carico progettato, che può portare al riscaldamento del cuscinetto del motore. In sostanza, si tratta di confrontare il carico effettivo del cuscinetto con il carico previsto in fase di progettazione.
I carichi dei cuscinetti del motore sono principalmente radiali e assiali. Quando si diagnosticano i problemi di riscaldamento dei cuscinetti del motore, è necessario confrontare i diversi carichi a cui è sottoposto il cuscinetto per identificare il problema.
Per quanto riguarda il carico radiale su un cuscinetto del motore, se il cuscinetto è sottoposto a un carico radiale superiore a quello che può sopportare, non sarà in grado di raggiungere la durata di vita prevista. Questo potrebbe essere il risultato di un sottodimensionamento del cuscinetto.
Nei casi in cui il cuscinetto del motore selezionato è sottodimensionato, la capacità di carico del cuscinetto potrebbe essere insufficiente. Se ciò viene riscontrato durante la fase di test del progetto, si deve prendere in considerazione la possibilità di modificare la scelta. Se la dimensione radiale esterna del cuscinetto è limitata e non può essere aumentata, selezionare un tipo di cuscinetto con maggiore capacità di carico tra quelli con lo stesso diametro esterno.
Questo potrebbe includere:
Se durante le prove di progettazione si scopre che la capacità di carico del cuscinetto del motore è insufficiente e che la dimensione radiale del motore può essere aumentata, si può prendere in considerazione l'utilizzo di un cuscinetto con un diametro maggiore.
Sia che si cambi il tipo di cuscinetto, sia che si aumenti la dimensione dello stesso tipo per migliorarne la capacità di carico, è necessario ricalcolare la capacità di carico del cuscinetto prima di effettuare la scelta, per garantire la correttezza della nuova selezione.
Nei casi in cui il cuscinetto del motore non è configurato correttamente:
Se il carico radiale sul cuscinetto del motore è eccessivo, potrebbe essere dovuto a una progettazione errata durante la configurazione del cuscinetto del sistema di alberi, che fa sì che il cuscinetto sopporti un carico che non dovrebbe sopportare. Per verificarlo, di solito è necessario confrontare i disegni e le misure effettive.
Assicurarsi che l'effettiva struttura di montaggio del pezzo sia ragionevole e che la configurazione del cuscinetto sia appropriata. Se la configurazione del cuscinetto è ragionevole, è necessario regolare la struttura di supporto del sistema di alberi. Se la configurazione del cuscinetto non può essere modificata, la scelta del cuscinetto deve essere modificata per adattarsi al funzionamento del cuscinetto sotto questo carico strutturale.
Nei casi in cui il carico sull'estremità dell'albero del motore è improprio:
Se il cuscinetto del motore è sottoposto a un carico eccessivo e, dopo l'ispezione, non si riscontrano problemi nella selezione dei cuscinetti interni e nella disposizione strutturale del motore, è necessario verificare ulteriormente la fonte del carico radiale sul cuscinetto. Le cause più comuni sono l'eccessiva tensione della puleggia della cinghia e l'eccessiva forza radiale dovuta al peso dell'accoppiamento.
In effetti, un giunto in genere non è troppo pesante, ma la distanza tra il punto di azione del giunto e i due cuscinetti può influire sul carico effettivo del cuscinetto. La stessa forza radiale determina carichi radiali dei cuscinetti diversi a distanze diverse dall'estremità dell'albero, il che deve essere verificato.
La discussione precedente si riferisce ai fattori di carico radiale relativi al calore del cuscinetto del motore nel contesto del carico del cuscinetto. Nelle condizioni di lavoro reali, i carichi dei cuscinetti comprendono anche carichi assiali e anche carichi assiali impropri possono causare una produzione di calore indesiderata durante il funzionamento del cuscinetto del motore.
Come già accennato, i cuscinetti del motore possono generare calore anche quando sono sottoposti a carichi assiali eccessivi. Analogamente alla situazione in cui un sovraccarico radiale porta al surriscaldamento del cuscinetto, quando un carico assiale è eccessivo, occorre valutare se la scelta del cuscinetto è appropriata, se la disposizione dei cuscinetti è corretta e se il carico effettivo sul cuscinetto è corretto.
In caso di selezione di cuscinetti sottodimensionati:
La progettazione dei cuscinetti del motore tiene conto dei possibili carichi assiali che devono sopportare. Tuttavia, se il carico assiale effettivo è superiore al carico assiale progettato, i cuscinetti del motore generano calore aggiuntivo, con conseguente riscaldamento improprio.
In questa situazione, è necessario modificare la scelta dei cuscinetti del motore. I metodi di regolazione sono simili a quelli per la capacità di carico radiale insufficiente, ma le regolazioni del tipo di cuscinetto sono diverse. Queste regolazioni possono includere:
Oltre all'utilizzo di diversi tipi di cuscinetti per gestire carichi assiali maggiori, è possibile aumentare la capacità di carico assiale del cuscinetto utilizzando cuscinetti più grandi.
Sia che si cambi il tipo di cuscinetto, sia che si scelga un cuscinetto più grande, una volta confermata la scelta, la capacità di carico del cuscinetto deve essere ricalcolata per garantire la correttezza della selezione.
In caso di disposizione non corretta dei cuscinetti del motore:
A causa di un'errata disposizione dei cuscinetti del motore, il cuscinetto può sopportare un carico assiale che non dovrebbe sopportare, oppure il carico assiale sopportato può essere troppo elevato; entrambi i casi possono causare il surriscaldamento del cuscinetto del motore.
In queste situazioni, se la disposizione del sistema di supporto del motore può essere regolata, è necessario regolare la configurazione del sistema di supporto. Se la disposizione del sistema di supporto del motore non può essere regolata, è necessario regolare il tipo di cuscinetto e scegliere un tipo di cuscinetto in grado di soddisfare le condizioni di carico in base al carico sopportato dal cuscinetto.
In caso di carico esterno improprio sul motore:
Il carico esterno del motore è la causa diretta del carico sul sistema di alberi del motore. Se compare un carico assiale su un sistema di alberi che non dovrebbe sopportare un carico assiale, è probabile che sia dovuto a un carico esterno improprio.
Per i motori collegati con pulegge, poiché il metodo di trasmissione è attraverso le pulegge, non dovrebbe esserci alcun carico assiale sul sistema di alberi del motore. Tuttavia, in caso di disallineamento delle pulegge, questo tipo di collegamento può portare una certa forza assiale al sistema di alberi. Questo aspetto deve essere verificato durante la diagnosi dei guasti.
Quando l'estremità dell'albero motore è collegata a un giunto, il disallineamento del giunto può causare un carico assiale sul sistema di alberi. Pertanto, quando si verifica un carico assiale anomalo sul sistema di alberi del motore, è necessario controllare anche il collegamento del giunto.
Abbiamo discusso situazioni in cui i carichi radiali e assiali sostenuti dai cuscinetti del motore sono superiori ai carichi che i cuscinetti dovrebbero sopportare. In questi casi, la direzione diagnostica principale è quella di trovare la fonte del carico e sviluppare piani di regolazione ragionevoli o misure di eliminazione in base alla fonte.
Oltre al normale sovraccarico, possono verificarsi situazioni in cui il carico all'interno del cuscinetto del motore è troppo piccolo o la distribuzione del carico è anomala. Entrambe le situazioni possono portare a una maggiore generazione di calore nei cuscinetti del motore.
I cuscinetti del motore possono riscaldarsi quando sono sottoposti a un carico superiore a quello che dovrebbero sopportare. Questo significa che il carico sul cuscinetto del motore deve essere il più piccolo possibile? La risposta è no.
Se il carico su un cuscinetto del motore è inferiore al minimo richiesto per il suo funzionamento, non si può formare un rotolamento puro all'interno del cuscinetto durante il funzionamento. Ciò comporta uno scorrimento relativo tra i corpi volventi e la pista di rotolamento all'interno del cuscinetto, provocando un surriscaldamento del cuscinetto.
Quando si verifica un surriscaldamento nei cuscinetti del motore, è possibile verificare la relazione tra il carico sul cuscinetto e il carico minimo utilizzando il metodo di calcolo del carico del cuscinetto. La prova può essere trovata anche dai segni di rottura del cuscinetto guasto.
Se la selezione del cuscinetto può essere regolata quando si verifica il surriscaldamento, si può tentare di sostituirlo con un cuscinetto con una capacità di carico inferiore. Ad esempio, i cuscinetti a sfere possono sostituire i cuscinetti a rulli, i cuscinetti a una corona possono sostituire quelli a due corone o i cuscinetti più piccoli possono sostituire quelli più grandi.
Prima di decidere di sostituire il cuscinetto a causa di un carico minimo inadeguato che causa il riscaldamento, è necessario eseguire un calcolo di verifica sul carico effettivo del cuscinetto, sul carico minimo e sulla durata del cuscinetto per garantire il successo e l'efficacia della sostituzione del cuscinetto.
Quando un cuscinetto del motore si surriscalda a causa di un carico minimo insufficiente e non è possibile sostituirlo con un cuscinetto con una capacità di carico inferiore, è possibile ridurre opportunamente la viscosità della lubrificazione del cuscinetto del motore. Questo metodo può contribuire a ridurre in parte il carico minimo richiesto per il funzionamento del cuscinetto, ma potrebbe non funzionare per tutti i guasti da surriscaldamento del cuscinetto del motore causati da un carico minimo insufficiente.
I guasti al riscaldamento dei cuscinetti del motore dovuti a problemi di carico possono essere causati non solo da carichi eccessivi o insufficienti, ma anche da una distribuzione errata del carico. Un esempio tipico è il problema dell'eccentricità del carico del cuscinetto del motore.
Il problema dell'eccentricità del carico del cuscinetto del motore si riferisce a una situazione in cui esiste uno sfalsamento o un disallineamento tra il carico trasportato dal cuscinetto del motore e l'asse del foro centrale del cuscinetto. In questo caso, i corpi volventi all'interno del cuscinetto non possono operare al centro dell'area di carico, causando talvolta un carico locale eccessivo, mentre sono troppo leggeri in altre aree. Ciò può provocare un surriscaldamento durante il funzionamento del cuscinetto del motore.
Il problema di eccentricità del cuscinetto del motore può essere causato da un'installazione non corretta del cuscinetto del motore o da tolleranze di forma e posizione inadeguate delle parti interessate del cuscinetto del motore.
Quando si verifica un carico eccentrico nel cuscinetto, le prove possono essere trovate attraverso l'analisi dei guasti del cuscinetto del motore, e le caratteristiche corrispondenti appariranno anche sulla spettro di vibrazione del cuscinetto del motore.
In genere, vengono controllate le tolleranze di forma e posizione dell'albero motore e della camera del cuscinetto per escludere problemi di dimensioni delle parti correlate del cuscinetto del motore. Anche il processo di installazione del cuscinetto del motore viene esaminato per eliminare le possibili cause di carico eccentrico sul cuscinetto del motore.
Finora abbiamo discusso i problemi di riscaldamento dei cuscinetti del motore causati da un carico non corretto e le relative contromisure di base. Il riscaldamento dei cuscinetti del motore include molti fattori oltre al carico, come la velocità, la lubrificazione, la tenuta, il danneggiamento del cuscinetto e altri.
Come accennato in precedenza, oltre all'impatto del carico del cuscinetto sulla generazione di calore, molti altri fattori influenzano la produzione di calore del cuscinetto del motore, e la velocità è un fattore significativo che non può essere trascurato. Quando si progettano i motori, gli ingegneri devono assicurarsi che la velocità effettiva del cuscinetto rientri nell'intervallo tollerabile del cuscinetto stesso. Sia le velocità troppo alte che quelle troppo basse possono causare un riscaldamento anomalo dei cuscinetti.
Prima di discutere le implicazioni di velocità troppo alte o troppo basse, occorre uno standard di riferimento. In altre parole, cosa si considera troppo alto o troppo basso rispetto a cosa? In genere, un catalogo completo di cuscinetti fornisce un valore di velocità nominale, che comprende concetti come velocità nominale con lubrificazione a olio, velocità nominale con lubrificazione a grasso, velocità di riferimento termica e velocità finale.
In primo luogo, quando la velocità del motore supera la velocità termica di riferimento del cuscinetto, quest'ultimo tende a riscaldarsi. A volte questo riscaldamento altera l'equilibrio termico del cuscinetto, provocandone la bruciatura. Altre volte, si forma un nuovo stato di equilibrio termico, che non può causare direttamente la bruciatura del cuscinetto, ma può influenzare fattori come la lubrificazione, riducendo la durata del cuscinetto.
Quando la velocità di funzionamento effettiva del motore supera la velocità di riferimento termico del cuscinetto, il primo passo consiste nell'esaminare e regolare la selezione del cuscinetto, purché le condizioni lo consentano. I principi per la regolazione dei cuscinetti comprendono:
Scegliere cuscinetti con capacità di velocità superiore per sostituire quelli attuali che si surriscaldano. Come spiegato negli articoli che introducono le prestazioni di velocità dei cuscinetti, in genere i cuscinetti a sfere dello stesso diametro interno ed esterno hanno una capacità di velocità complessiva superiore a quella dei cuscinetti a rulli; i cuscinetti a una corona hanno una capacità di velocità superiore a quella dei cuscinetti a più corone. Pertanto, quando si cambia il tipo di cuscinetti, è possibile effettuare le regolazioni in base a questo principio.
All'interno dello stesso tipo di cuscinetto, la dimensione del diametro del cuscinetto è anche correlata alla sua capacità di velocità. Pertanto, tra i cuscinetti che possono soddisfare i requisiti di carico del motore, la mancanza di capacità di velocità può essere migliorata regolando le dimensioni del cuscinetto.
In genere, i cuscinetti della serie leggera hanno una capacità di velocità superiore a quella dei cuscinetti della serie pesante e i cuscinetti di piccolo diametro hanno una capacità di velocità superiore a quella dei cuscinetti di grande diametro. Tuttavia, sia che si cambi la serie di cuscinetti leggeri/pesanti, sia che si modifichi il diametro del cuscinetto, occorre sempre soddisfare i requisiti di capacità di carico del cuscinetto. Pertanto, oltre a verificare la velocità, è necessario ricontrollare la durata dei cuscinetti.
Nei cuscinetti della stessa dimensione e dello stesso tipo, anche i diversi design interni influiscono sulla capacità di velocità del cuscinetto. In genere, i cuscinetti con gabbie in nylon hanno velocità superiori a quelli con gabbie in acciaio e ottone; i cuscinetti con gabbie in acciaio hanno velocità superiori a quelli con gabbie in ottone e le gabbie in acciaio stampato hanno velocità superiori a quelle lavorate. Questa regola può essere applicata anche a situazioni in cui la velocità supera la velocità limite meccanica.
Questo articolo illustra i principi e le misure per regolare il cuscinetto del motore quando la velocità di funzionamento del cuscinetto del motore supera la sua velocità di riferimento termica. Infatti, quando la velocità effettiva di funzionamento del cuscinetto del motore supera la velocità termica di riferimento, si può intervenire anche migliorando la lubrificazione e i metodi di dissipazione del calore.
Il testo ha discusso in precedenza che quando la velocità operativa effettiva del cuscinetto del motore è superiore alla velocità termica di riferimento del cuscinetto del motore, i principi e le idee per la gestione si ottengono regolando la selezione e le dimensioni del cuscinetto.
In effetti, non è difficile scoprirlo dalla definizione della velocità di riferimento termica del cuscinetto del motore: quando la velocità del cuscinetto del motore supera la velocità di riferimento termica ma è inferiore alla velocità limite meccanica, è possibile effettuare delle regolazioni migliorando la lubrificazione e aumentando la dissipazione del calore.
In questo modo si evita che il cuscinetto si guasti prematuramente. Le regolazioni per il raffreddamento e la dissipazione del calore si ottengono principalmente aumentando il flusso della mezzo di raffreddamento e riducendo la temperatura del mezzo di raffreddamento, come il flusso d'aria della ventola di raffreddamento del motore, o migliorando la dissipazione del calore del mezzo di raffreddamento per abbassarne la temperatura.
In questo modo, l'aumento della temperatura del cuscinetto del motore è bilanciato da una diminuzione della temperatura del mezzo di raffreddamento, passando da uno stato di equilibrio termico a un altro.
Le regolazioni della lubrificazione per risolvere il problema della generazione di calore causato dall'elevata velocità di rotazione del cuscinetto del motore possono essere effettuate nei seguenti modi:
In primo luogo, è possibile regolare la viscosità del lubrificante. Nel caso del grasso per motori comunemente utilizzato, è possibile ridurre lo spessore del grasso e dell'olio di base. In questo modo si riduce la perdita di resistenza aerodinamica causata dall'alta velocità, a tutto vantaggio della lubrificazione ad alta velocità.
In secondo luogo, il problema del calore dei cuscinetti del motore dovuto all'alta velocità può essere attenuato regolando la quantità di lubrificazione. In generale, pur soddisfacendo la base della lubrificazione, una riduzione adeguata della quantità di lubrificante è utile per le applicazioni ad alta velocità.
Oltre a regolare la viscosità e la quantità del lubrificante, il metodo di lubrificazione può essere modificato per soddisfare i requisiti di alta velocità, se le condizioni lo consentono. Ad esempio, utilizzando la lubrificazione a olio anziché a grasso, la lubrificazione a spruzzo anziché a bagno d'olio, la lubrificazione a nebbia d'olio anziché a spruzzo, ecc.
In sintesi, anche se la regolazione della lubrificazione per adattarsi al funzionamento del cuscinetto del motore ad alta velocità e ridurre il calore del cuscinetto ha un certo effetto di alleggerimento, a volte ci possono essere alcune limitazioni.
Ad esempio, è generalmente difficile cambiare il metodo di lubrificazione nelle reali condizioni di lavoro. Inoltre, l'uso del metodo di regolazione della viscosità del lubrificante può alleviare il problema solo fino a un certo punto, e anche questa regolazione presenta problemi per le prestazioni di lubrificazione.
Dalla discussione precedente si evincono alcuni approcci per gestire le situazioni in cui la velocità operativa effettiva dei cuscinetti del motore supera la loro velocità di riferimento termica. Il calore generato dai cuscinetti del motore è un'indicazione molto evidente e diretta della loro velocità di riferimento termico, che offre un certo margine di attenuazione.
D'altra parte, quando la velocità di funzionamento effettiva dei cuscinetti del motore supera la loro velocità limite meccanica, può verificarsi un riscaldamento prima o durante il cedimento del cuscinetto. A questo punto, è necessario identificare i segni caratteristici dell'analisi dei cuscinetti guasti e verificare che la velocità dei cuscinetti del motore superi la velocità limite meccanica.
Sebbene la velocità limite meccanica dei cuscinetti del motore non sia fondamentalmente indicata dalla loro generazione di calore, essa ha una relazione con il riscaldamento. Inoltre, i danni ai cuscinetti causati dalla velocità superiore al limite meccanico sono essenzialmente irreversibili una volta che si verificano.
Pertanto, attraverso la generazione di calore del cuscinetto e il confronto dei parametri del cuscinetto o l'analisi dei guasti, quando si giunge a una conclusione relativa alla velocità del cuscinetto del motore che supera la velocità limite meccanica, è necessario cercare di prendere provvedimenti in merito ad aspetti quali la selezione del cuscinetto.
Nel testo precedente si è detto che quando la velocità operativa effettiva di un cuscinetto del motore supera la velocità meccanica limite del cuscinetto, si verifica uno stato di generazione di calore prima o durante il collasso del cuscinetto.
Dalla connotazione di questa definizione di velocità, non è difficile dedurre che, una volta che la velocità del cuscinetto del motore supera la velocità limite meccanica, ogni componente del cuscinetto è sottoposto a una dura prova sotto l'influenza di una notevole forza centrifuga.
Se un particolare componente raggiunge il suo limite di resistenza e si rompe, l'intero cuscinetto rischia di crollare. Per far fronte a velocità così elevate, si possono prendere in considerazione le seguenti misure:
Regolare il tipo di cuscinetto, optando per uno con una velocità limite meccanica più elevata. In generale, i componenti con massa minore subiscono una minore forza centrifuga durante la rotazione ad alta velocità, da cui i seguenti principi:
Nella scelta delle gabbie, non si tratta solo di dimensioni; per certe velocità, può essere necessario bilanciare forza e massa. Ad esempio, una gabbia in nylon è leggera ma poco resistente, mentre una gabbia in ottone lavorato è più resistente ma più pesante.
D'altra parte, non tutti i cuscinetti offrono tutti i tipi di gabbie a causa dei materiali e dei processi di produzione, quindi le scelte per un ingegnere elettrico possono talvolta essere limitate.
Inoltre, la scelta di una gabbia non tiene conto solo della forza centrifuga, ma anche della sua posizione relativa e del metodo di guida all'interno del cuscinetto, che può influire sulle condizioni di attrito interno del cuscinetto e generare calore.
Una situazione comune è quella del cuscinetto a rulli cilindrici guidato dall'anello del cuscinetto (interno o esterno) che, quando la velocità del cuscinetto ndm supera i 250.000, è adatto alla lubrificazione a olio e non a quella a grasso. L'uso della lubrificazione a grasso può facilmente portare al surriscaldamento e alla produzione di polvere di bronzo.
Questi scenari sono prevalenti nelle attività produttive delle fabbriche di motori, pertanto la selezione iniziale dei cuscinetti deve essere oggetto di adeguata attenzione.
Finora abbiamo parlato del surriscaldamento dei cuscinetti dovuto a una velocità di rotazione eccessiva. In realtà, i cuscinetti possono riscaldarsi anche quando la loro velocità di rotazione è troppo bassa. Questo perché la formazione di un film d'olio tra i corpi volventi e la pista di rotolamento richiede una certa velocità relativa.
Quando la velocità di rotazione del cuscinetto è troppo bassa, diventa difficile formare questo film d'olio e quindi non si può instaurare un meccanismo di lubrificazione adeguato, che può portare al surriscaldamento del cuscinetto.
Quando i cuscinetti del motore ruotano a velocità molto basse, è possibile effettuare le seguenti regolazioni:
Regolare la viscosità della lubrificazione: L'aumento dello spessore del grasso e della viscosità dell'olio di base può contribuire alla formazione di un film lubrificante alle basse velocità.
Regolare la quantità di grasso aggiunto: in condizioni di bassa velocità, la perdita di resistenza aerodinamica causata dal rimescolamento del grasso da parte del cuscinetto del motore è minima. In questo momento, l'aumento della quantità di grasso aggiunto può contribuire alla formazione di un film d'olio senza aggiungere un'eccessiva perdita di resistenza.
Regolare gli additivi nel lubrificante: Quando la velocità del cuscinetto non è sufficiente a formare un film d'olio, è possibile utilizzare alcuni additivi a pressione estrema e additivi antiusura. L'aggiunta di additivi per l'estrema pressione può consentire al cuscinetto di ottenere la separazione dei corpi volventi e della pista di rotolamento a basse velocità di rotazione. L'uso di additivi antiusura può prevenire l'usura diretta tra i corpi volventi e la pista di rotolamento.
Naturalmente, quando la velocità di rotazione del cuscinetto è troppo bassa, oltre a considerare la lubrificazione, è necessario prestare maggiore attenzione al cuscinetto stesso durante la verifica. Oltre alla vita a fatica del cuscinetto, diventa fondamentale la verifica del carico statico del cuscinetto, che deve essere regolato in base ai risultati della verifica.
Nel testo precedente sono state esaminate le possibili ragioni della generazione di calore dei cuscinetti del motore alle alte e alle basse velocità. In realtà, quando i cuscinetti del motore funzionano a velocità variabili, l'attrito interno e le collisioni all'interno del cuscinetto sono relativamente forti e comportano un'ulteriore generazione di calore.
Le velocità variabili del motore possono essere dovute ad avviamenti frequenti, a variazioni di velocità unidirezionali o a cambiamenti di direzione (definiti movimento alternativo).
Le due situazioni differiscono leggermente. Per i cambi di velocità unidirezionali (compresi gli avviamenti frequenti), se si verifica un surriscaldamento del cuscinetto del motore, è consigliabile verificare se il cuscinetto selezionato è adatto a tali condizioni.
Per le situazioni di velocità variabile, si consiglia di scegliere cuscinetti con una gabbia robusta e, se possibile, di utilizzare una gabbia leggera e in materiale morbido. In questo modo si può ridurre la collisione tra la gabbia e i rulli del cuscinetto durante i cambi di velocità e diminuire i danni aggiuntivi e la generazione di calore che ne derivano.
D'altra parte, la scelta di un grasso con additivi antiusura può ridurre l'attrito, il calore e l'usura causati dallo scorrimento tra i singoli componenti del cuscinetto durante le variazioni di velocità.
Per le condizioni di moto alternativo, è necessaria un'ulteriore verifica del cuscinetto selezionato, ad esempio considerando il calcolo del carico statico del cuscinetto e non solo il calcolo della durata nominale a fatica.
Per i cuscinetti in movimento alternativo, è importante scegliere una lubrificazione con additivi a pressione estrema per proteggere le superfici di attrito durante i cambi di direzione a bassa velocità.
Fino a questo punto, abbiamo analizzato i contenuti relativi alla velocità nell'albero dei guasti della generazione di calore dei cuscinetti del motore.
Oltre alle cause potenziali menzionate in precedenza, un altro fattore significativo per la generazione di calore dei cuscinetti del motore è la lubrificazione. Le condizioni di calore causate dalla lubrificazione possono talvolta progredire rapidamente, i guasti possono svilupparsi rapidamente e, a volte, i sintomi come la generazione di calore possono comparire anche in presenza di variazioni minime delle vibrazioni.
Quando si diagnostica un riscaldamento eccessivo nei cuscinetti del motore non correttamente lubrificati, occorre considerare i seguenti aspetti:
1. Selezione di un lubrificante inadeguato,
2. Inappropriato metodi di lubrificazione,
3. Progettazione errata del percorso dell'olio di lubrificazione.
Queste sono le tre aree principali da indagare.
La progettazione della lubrificazione dei cuscinetti del motore comprende la scelta del metodo di lubrificazione, la viscosità del lubrificante e la selezione degli additivi del lubrificante.
La scelta del metodo di lubrificazione per i cuscinetti del motore deve essere effettuata in base agli effettivi requisiti operativi. Metodi di lubrificazione diversi comportano livelli diversi di perdita di resistenza interna nei cuscinetti e quindi condizioni di riscaldamento diverse.
In ordine crescente di generazione di calore, i metodi sono: lubrificazione a olio e gas, lubrificazione a spruzzo, lubrificazione a bagno d'olio e lubrificazione a grasso. La lubrificazione a olio e gas ha una posizione di lubrificazione più precisa e, con un volume di lubrificazione adeguatamente controllato, presenta la minore perdita di resistenza interna nel cuscinetto. Tuttavia, questo sistema è relativamente complesso e richiede determinati standard di controllo.
La lubrificazione a spruzzo d'olio utilizza un volume maggiore di lubrificante rispetto alla lubrificazione a olio e gas, con un conseguente riscaldamento relativamente minore del cuscinetto, e lo spruzzo d'olio ha una certa funzione di raffreddamento. Di conseguenza, la lubrificazione a spruzzo d'olio richiede una progettazione specifica del percorso dell'olio e capacità di controllo della lubrificazione. È relativamente complessa e ha costi più elevati.
La struttura del percorso dell'olio e la struttura di controllo della lubrificazione a bagno d'olio sono più semplici rispetto alla lubrificazione a spruzzo, ma il lavoro richiesto per la lubrificazione con agitazione dei componenti è relativamente elevato. L'olio lubrificante ha un certo effetto di raffreddamento e viene comunemente utilizzato nei riduttori e nei motori di grandi dimensioni.
La lubrificazione a grasso è il metodo più comunemente usato per lubrificare i cuscinetti del motore. Il suo percorso dell'olio è semplice ed economico. Tuttavia, rispetto agli altri due metodi, la perdita di resistenza aerodinamica dovuta alla lubrificazione con agitazione dei cuscinetti è maggiore.
I diversi metodi di lubrificazione hanno determinati intervalli di applicazione, all'interno dei quali la regolazione del mezzo di lubrificazione può contribuire a ridurre l'attrito e il riscaldamento corrispondenti. Tuttavia, se le condizioni operative superano questo intervallo, è necessario cambiare il metodo di lubrificazione.
Nella sezione precedente sono state illustrate alcune ispezioni e considerazioni sulla scelta dei metodi di lubrificazione dei cuscinetti del motore durante il riscaldamento. Di conseguenza, la scelta del lubrificante del cuscinetto del motore ha un impatto significativo sul riscaldamento del cuscinetto.
Grazie a questa conoscenza, abbiamo capito che l'obiettivo principale nella scelta di un lubrificante per cuscinetti a motore è la sua viscosità. Dal punto di vista della riduzione della generazione di calore nella lubrificazione dei cuscinetti del motore, la diminuzione della viscosità del lubrificante può contribuire a ridurre le perdite per trascinamento durante il funzionamento dei cuscinetti. Pertanto, è possibile scegliere un grasso a bassa viscosità che soddisfi i requisiti di lubrificazione e un lubrificante a bassa viscosità dell'olio base.
Va sottolineato che la riduzione della viscosità del lubrificante deve comunque soddisfare le esigenze di lubrificazione di base del cuscinetto del motore. La viscosità deve essere ridotta all'interno di questo intervallo di richieste. In caso contrario, il motore potrebbe riscaldarsi e danneggiare i cuscinetti a causa della scarsa lubrificazione.
Inoltre, dopo aver scelto la viscosità appropriata per il lubrificante, è necessario considerare la selezione degli additivi, soprattutto in scenari di velocità particolari. Per le situazioni di bassa velocità, sono necessari additivi per pressioni estreme. Il bisolfuro di molibdeno è comunemente usato nei motori generici come additivo per pressioni estreme.
Tuttavia, in situazioni in cui la velocità del cuscinetto del motore è elevata, il bisolfuro di molibdeno non può continuare a essere utilizzato, in quanto potrebbe causare l'usura interna del cuscinetto del motore e una scarsa lubrificazione. Infatti, a velocità elevate, il bisolfuro di molibdeno può agire come una particella abrasiva nell'usura.
Se il metodo di lubrificazione interna, la viscosità del lubrificante e gli additivi per il cuscinetto del motore sono scelti in modo appropriato, il riscaldamento del cuscinetto del motore non si verifica. Tuttavia, oltre a ciò, l'applicazione della lubrificazione influisce sul riscaldamento del cuscinetto del motore.
L'applicazione della lubrificazione comprende la quantità applicata, la tempistica e il metodo di applicazione.
Se si aggiunge una quantità eccessiva di grasso al cuscinetto del motore, la rotazione del cuscinetto genererà calore a causa del rimescolamento del grasso. Pertanto, quando il cuscinetto del motore si riscalda, è necessario controllare la quantità di grasso.
Oltre all'eccesso di grasso che provoca il riscaldamento del cuscinetto, anche una lubrificazione insufficiente può causare il riscaldamento delle coppie di attrito interne al cuscinetto a causa del contatto. In questo caso, occorre innanzitutto verificare la quantità di grasso iniziale per il cuscinetto del motore, per assicurarsi che le esigenze di lubrificazione siano soddisfatte.
Se la quantità di grasso iniziale è adeguata ma il grasso residuo all'interno del cuscinetto è insufficiente, è possibile che si verifichi una perdita di olio durante il funzionamento del motore. È necessario indagare sulla causa della perdita. Se la perdita è causata dalle guarnizioni, queste devono essere riparate.
Per i motori verticali, il rischio di perdite di olio aumenta inevitabilmente a causa della gravità. Oltre a verificare la presenza di perdite, è necessario monitorare e regolare la lubrificazione supplementare per garantire che il grasso rimanente all'interno del cuscinetto soddisfi le esigenze di lubrificazione.
Le quantità di lubrificazione del motore devono essere monitorate non solo per la lubrificazione iniziale, ma anche per la lubrificazione supplementare. Un'insufficiente lubrificazione supplementare può anche portare a un'inedia d'olio all'interno del cuscinetto del motore.
In genere, gli intervalli e le quantità di lubrificazione supplementare periodica devono essere regolati in base ai calcoli di convalida della lubrificazione. Per i sistemi di lubrificazione continua, è necessario regolare la quantità di olio per la lubrificazione continua.
Come già detto, una delle cause del surriscaldamento dei cuscinetti del motore è la quantità di lubrificazione. Sia una lubrificazione eccessiva che una insufficiente possono provocare il riscaldamento dei cuscinetti del motore.
In effetti, una lubrificazione impropria finisce per causare una lubrificazione eccessiva o insufficiente all'interno dei cuscinetti. La discussione sulla lubrificazione eccessiva o insufficiente si riferisce principalmente alla quantità di lubrificazione inadeguata durante l'installazione iniziale. Questa sezione si occupa della parte relativa al reintegro della lubrificazione.
In primo luogo, consideriamo la tempistica del reintegro della lubrificazione. In generale, gli ingegneri calcolano e selezionano la tempistica per il rifornimento di lubrificazione dei cuscinetti del motore in base al tipo di cuscinetto e alle sue condizioni operative.
La tempistica di rifornimento dovrebbe soddisfare le esigenze di lubrificazione del funzionamento del cuscinetto del motore. Tuttavia, molte condizioni operative particolari richiedono la regolazione della tempistica di rifornimento della lubrificazione.
Ad esempio, per i motori verticali, l'intervallo di rilubrificazione standard è generalmente dimezzato; in ambienti vibranti, anche l'intervallo di rilubrificazione standard dovrebbe essere dimezzato. La sezione relativa al rifornimento di lubrificazione del manuale illustra molte situazioni che richiedono la regolazione dei tempi di rilubrificazione.
Quando si verifica un surriscaldamento in loco dei cuscinetti del motore che richiede un controllo degli intervalli di lubrificazione, è necessario prestare attenzione a questi fattori.
Oltre alla questione della tempistica del rifornimento di lubrificante, durante l'ispezione è necessario considerare anche la quantità del rifornimento di lubrificante. Per quanto riguarda la quantità di lubrificazione, si può fare riferimento alla corrispondente formula di calcolo riportata nel manuale, che non verrà ripetuta in questa sede.
Il personale di manutenzione in loco deve attenersi a questa quantità quando rifornisce di lubrificante i cuscinetti del motore. Si deve evitare un'aggiunta insufficiente.
Se viene aggiunta una quantità eccessiva di lubrificazione in loco, la valvola di scarico dell'olio deve essere aperta per far defluire il grasso in eccesso, evitando così che il grasso in eccesso all'interno del cuscinetto provochi un surriscaldamento. Se per la lubrificazione dei cuscinetti del motore si utilizza un sistema di lubrificazione continua e si verifica un surriscaldamento nelle condizioni di lubrificazione attuali, la quantità di lubrificazione continua può essere opportunamente regolata.
Quando si controlla la lubrificazione dei cuscinetti del motore, è necessario verificare anche il metodo di lubrificazione.
In generale, la lubrificazione dovrebbe essere aggiunta il più possibile quando l'apparecchiatura funziona a bassa velocità. La compatibilità del grasso aggiunto deve essere assicurata durante l'aggiunta. La compatibilità di grassi incompatibili deve essere verificata prima della miscelazione per garantire le prestazioni del grasso.
D'altra parte, quando si reintegra la lubrificazione dei cuscinetti del motore, se il nuovo grasso e la temperatura dei cuscinetti del motore differiscono in modo significativo, il nuovo grasso deve essere opportunamente riscaldato, soprattutto per le apparecchiature che funzionano ad alta velocità.
Questo perché la viscosità del grasso aumenta generalmente con la diminuzione della temperatura e i grassi con una differenza di temperatura significativa hanno una grande disparità di viscosità. Una miscela di grassi freddi che cerca di raggiungere rapidamente lo stato operativo può causare una scarsa lubrificazione.
Quando si rabbocca la lubrificazione del motore, cercare di aggiungere la lubrificazione quando il motore funziona a bassa velocità. Se non è possibile rallentare il motore, la lubrificazione deve essere effettuata quando il motore è fermo.
Se il motore non può essere rallentato o fermato, la lubrificazione deve essere aggiunta lentamente, partendo dal presupposto che la temperatura del grasso è la stessa. Questo approccio riduce al minimo l'impatto del grasso appena aggiunto.
In precedenza, abbiamo discusso alcune questioni relative alla quantità di lubrificante nella parte di lubrificazione dei problemi di surriscaldamento dei cuscinetti del motore. In effetti, il problema del surriscaldamento dei cuscinetti del motore dovuto a una scarsa lubrificazione può talvolta essere legato al circuito dell'olio di lubrificazione.
La scarsa lubrificazione dei cuscinetti del motore legata al circuito dell'olio coinvolge principalmente diversi aspetti:
1. I passaggi dell'olio in ingresso non sono lisci.
2. I passaggi dell'olio in uscita non sono ostruiti.
3. Il design del circuito dell'olio è irragionevole.
4. Problemi con il flinger dell'olio.
Per i cuscinetti del motore che devono essere lubrificati di nuovo, il progetto del motore deve prevedere una certa quantità di olio lubrificante passaggi sulla base. In genere, sulla carcassa del motore o sul coperchio terminale sono presenti fori di riempimento dell'olio. Il percorso dal foro di riempimento dell'olio al cuscinetto è il circuito dell'olio di lubrificazione del cuscinetto del motore. A volte questi circuiti dell'olio sono costituiti dal coperchio terminale e dalla carcassa insieme, e bisogna assicurarsi che non siano ostruiti dopo l'assemblaggio e la progettazione.
Durante l'uso, occorre inoltre assicurarsi che la lubrificazione aggiunta dall'ugello dell'olio possa entrare regolarmente nel cuscinetto. In caso contrario, non è possibile applicare l'ulteriore lubrificazione, con conseguente impossibilità di reintegrare la lubrificazione del cuscinetto del motore, con conseguente degrado della lubrificazione e problemi di surriscaldamento del cuscinetto.
Oltre a richiedere un passaggio dell'olio liscio in ingresso quando il cuscinetto del motore è in funzione, è necessario anche un passaggio dell'olio liscio in uscita. Quando si progetta un motore che necessita di un rifornimento di lubrificazione, si progetterà un'uscita dell'olio sulla carcassa del motore o sul coperchio terminale.
Il percorso dell'olio dal cuscinetto all'uscita dell'olio è il percorso di scarico dell'olio del cuscinetto del motore. Il percorso di scarico dell'olio deve essere libero per garantire che il cuscinetto del motore possa eliminare il grasso in eccesso attraverso il percorso di scarico dell'olio.
In situazioni di lavoro reali, non è raro che i cuscinetti del motore si surriscaldino a causa dell'impossibilità di eliminare il grasso in eccesso, dovuta a una progettazione errata dell'uscita dell'olio e all'ostruzione del percorso di scarico dell'olio.
Anche la progettazione razionale del circuito dell'olio del motore è fondamentale per garantire la lubrificazione del cuscinetto del motore. Se la progettazione del circuito dell'olio non è corretta, può causare il surriscaldamento del cuscinetto a causa dell'impossibilità della lubrificazione reintegrata di entrare nel cuscinetto.
Pertanto, quando si controlla il surriscaldamento dei cuscinetti nei motori di nuova concezione, è necessario verificare anche la razionalità della progettazione del circuito dell'olio del motore. Il fattore chiave in questo caso è garantire che il circuito dell'olio di lubrificazione passi attraverso il cuscinetto, anziché essere un rapporto di "bypass" con il cuscinetto.
In alcuni motori di medie e grandi dimensioni, quando si utilizza il grasso per la lubrificazione, è spesso previsto un flinger dell'olio. In questo caso, il flanger dell'olio fa anche parte del circuito dell'olio di lubrificazione del cuscinetto del motore. Quando si controlla il circuito dell'olio di lubrificazione di un cuscinetto del motore che si surriscalda, si dovrebbe controllare anche questo.
I più comuni progetti non corretti del flangiamento dell'olio includono dimensioni non corrette del flangiamento, distanza non corretta tra il flangiamento dell'olio e il cuscinetto del motore e dimensioni non corrette dell'uscita del flangiamento dell'olio. Tutti questi fattori di progettazione influiscono sull'efficacia operativa del deflettore dell'olio.
Nel testo precedente è stato discusso l'impatto della lubrificazione del cuscinetto del motore sulla generazione di calore del cuscinetto. Un altro fattore influente è la tenuta del cuscinetto. Lo scopo principale della tenuta è quello di proteggere il cuscinetto, evitando perdite di lubrificante e simili. Le guarnizioni comprendono guarnizioni senza contatto e guarnizioni a contatto.
Più forte è il contatto tra il labbro di tenuta e la superficie di contatto, migliore è l'effetto di tenuta.
Tuttavia, l'attrito generato dalla forza di contatto e dal movimento relativo sarà maggiore, con conseguente generazione di calore. Al contrario, quanto più debole è il contatto, tanto più scarso è l'effetto sigillante e tanto minore l'attrito e il calore generato dalla forza di contatto e dal movimento relativo. La scelta e l'applicazione delle guarnizioni comportano spesso un equilibrio tra generazione di calore e prestazioni di tenuta.
Nelle applicazioni generali dei cuscinetti, le tenute comprendono sia i tipi a contatto che quelli senza contatto. Le tenute senza contatto garantiscono le prestazioni di tenuta grazie al design del labbro. Non essendoci forza di contatto, non si genera quasi calore a causa del contatto tra i labbri.
Le tenute a contatto leggero hanno prestazioni di tenuta migliori rispetto alle tenute senza contatto, ma poiché il labbro della tenuta entra in contatto e sfrega relativamente contro l'area di tenuta, viene generato del calore durante il funzionamento del cuscinetto.
Pertanto, se la temperatura del cuscinetto è influenzata in modo significativo dalla tenuta durante il funzionamento del motore, si deve considerare la possibilità di ridurre la forza di contatto pur garantendo le prestazioni della tenuta, riducendo così il calore generato dal labbro di tenuta.
In generale, la strategia prevede l'utilizzo di parapolvere (guarnizioni senza contatto) al posto delle guarnizioni a contatto leggero, l'utilizzo di guarnizioni a contatto leggero al posto delle guarnizioni a contatto pesante o l'adozione di strutture di tenuta speciali.
Inoltre, l'installazione della guarnizione può influire sul contatto con il labbro, influenzando le prestazioni di tenuta e la generazione di calore della guarnizione. L'impatto maggiore sulla tenuta deriva dalla sua eccentricità.
Per i cuscinetti con guarnizioni, l'eccentricità del cuscinetto è limitata dalla struttura stessa del cuscinetto. Quando il cuscinetto è eccentrico, il calore generato dall'attrito interno del cuscinetto è spesso elevato.
Tuttavia, per i cuscinetti autoallineanti, la struttura stessa del cuscinetto consente un certo grado di eccentricità e l'eccentricità all'interno della tolleranza strutturale del cuscinetto può causare uno stato di eccentricità che la tenuta del cuscinetto non può sopportare. Questa situazione si verifica spesso nelle applicazioni di cuscinetti a rulli autoallineanti con tenute.
Durante la diagnosi dei guasti, se si riscontra una generazione di calore nella parte di tenuta del cuscinetto, è possibile controllare il labbro di tenuta della guarnizione guasta per individuare il punto di usura. In base allo stato di usura, le informazioni sulla installazione dei cuscinetti si può ottenere la deviazione, deducendo così la causa del guasto ed eliminandola.
La contaminazione dei cuscinetti è un altro fattore significativo nella generazione di calore dei cuscinetti del motore. Sappiamo che le guarnizioni dei cuscinetti sono componenti fondamentali per proteggere i cuscinetti dalla contaminazione. Pertanto, quando si diagnostica il calore del cuscinetto causato dalla contaminazione del cuscinetto, è necessario verificare innanzitutto le condizioni della guarnizione del cuscinetto.
La situazione in cui il calore del cuscinetto è causato dalla contaminazione che entra nel cuscinetto a causa del danneggiamento della tenuta è strettamente correlata alla tenuta. Pertanto, le successive introduzioni spiegheranno innanzitutto i metodi di diagnosi del guasto del calore del cuscinetto quando la guarnizione è danneggiata.
I danni alla tenuta del cuscinetto comprendono l'usura uniforme del labbro della tenuta del cuscinetto, l'usura non uniforme del labbro della tenuta del cuscinetto e i danni alla parte non labiale della tenuta del cuscinetto.
Nel testo si discute del fatto che i danni alle guarnizioni dei cuscinetti possono esporre l'interno del cuscinetto a potenziali contaminazioni. Questi danni comprendono l'usura del labbro della guarnizione del cuscinetto e di altre parti della guarnizione che non sono labbro.
L'usura del labbro di tenuta comprende l'usura uniforme e non uniforme.
In primo luogo, l'usura uniforme del labbro di tenuta del cuscinetto:
Nel caso delle tenute a contatto, il labbro della guarnizione del cuscinetto entra normalmente in contatto uniforme con la superficie di tenuta, causando attrito e calore durante il funzionamento del cuscinetto. Un buon progetto di tenuta è in genere in grado di trovare un equilibrio tra l'efficienza della tenuta e la generazione di calore.
In circostanze normali, il calore generato durante il funzionamento della guarnizione non dovrebbe essere eccessivo. Tuttavia, se si verifica una forte generazione di calore e un'usura uniforme della guarnizione, ciò può essere dovuto ai seguenti motivi:
Deviazione nelle dimensioni dei componenti correlati. Ad esempio, le dimensioni dell'albero o dell'anello interno del cuscinetto potrebbero superare la tolleranza, causando una forza di contatto eccessiva sul labbro di tenuta. In questo caso, è necessario regolare le dimensioni dei rispettivi componenti.
Eccessiva rugosità superficiale dei componenti correlati, che aumenta l'attrito e l'usura sul labbro di tenuta, con conseguente generazione di calore aggiuntivo.
Deviazioni nella forma e nelle dimensioni della posizione dei componenti correlati. Ad esempio, la stondatura dell'albero provoca l'usura del labbro di tenuta.
Questi problemi richiedono la lavorazione dell'albero e dei relativi componenti per eliminare i difetti.
Inoltre, una scelta impropria della guarnizione può portare all'usura del labbro di tenuta. Le potenziali cause di un'usura uniforme includono: le prestazioni della velocità di rotazione della guarnizione che non soddisfano i requisiti dell'applicazione reale; la resistenza alla corrosione della guarnizione che non soddisfa le esigenze dell'applicazione reale; le prestazioni della temperatura della guarnizione che non soddisfa i requisiti dell'applicazione reale.
In genere, le tenute hanno un requisito di velocità di applicazione corrispondente, basato sulla relazione di attrito tra i loro labbri e l'albero. Se la velocità del cuscinetto supera questo requisito, può verificarsi un'usura del labbro della guarnizione. Quando gli altri fattori di tenuta del cuscinetto sono normali, l'usura si manifesta come usura uniforme del labbro.
Le comuni guarnizioni dei cuscinetti sono generalmente realizzate in materiale di gomma. Se l'ambiente operativo della guarnizione contiene gas o liquidi corrosivi, il materiale di gomma può deteriorarsi, talvolta ammorbidendosi o incrinandosi. In caso di rammollimento, sul labbro possono comparire danni da attrito uniformi.
D'altra parte, le guarnizioni dei cuscinetti hanno un intervallo di temperatura di esercizio specifico. Quando la temperatura effettiva di applicazione supera questo intervallo, la guarnizione può ammorbidirsi e possono comparire tracce di usura uniformi sul labbro durante il movimento relativo.
Oltre all'impatto dell'ambiente operativo della tenuta, anche pratiche inadeguate durante l'installazione e l'uso possono causare un'usura indesiderata della tenuta, con conseguente surriscaldamento delle parti del cuscinetto collegate.
Ad esempio, se la manutenzione dei cuscinetti non è tempestiva e la guarnizione del cuscinetto è già invecchiata, i danni alla guarnizione possono causare ulteriore usura, calore e perdite di olio. Un'installazione scorretta, che provoca un'ulteriore usura della tenuta, può anche portare a una generazione di calore eccessivo, tra gli altri problemi.
La discussione precedente ha affrontato il problema della generazione di calore del cuscinetto del motore derivante dall'usura uniforme delle guarnizioni del cuscinetto del motore. Ora analizziamo la situazione di usura non uniforme dei labbri di tenuta.
Un'usura non uniforme delle tenute dei cuscinetti del motore può causare perdite di lubrificante e facilitare l'ingresso di agenti contaminanti, entrambi fattori che possono provocare il surriscaldamento dei cuscinetti del motore. Di conseguenza, le aree di attrito non uniformemente usurate delle tenute del cuscinetto del motore possono anche generare calore aggiuntivo, contribuendo al surriscaldamento del cuscinetto del motore.
L'usura non uniforme delle tenute dei cuscinetti del motore può essere causata principalmente da un'installazione o una manutenzione non corretta delle tenute stesse o da problemi legati alle parti associate.
In primo luogo, durante l'installazione della guarnizione, se esiste un'eccentricità parallela o angolare tra la guarnizione stessa e l'asse dell'albero, il labbro della guarnizione non si allineerà correttamente con le aree di contatto corrispondenti. Ciò comporta che una parte del labbro eserciti una pressione di contatto eccessiva, mentre un'altra parte ne eserciti una minima. Le parti del labbro ad alta pressione si consumano con la rotazione dell'albero, generando un notevole calore.
In queste circostanze, la pressione di contatto tra il labbro e il componente rotante è maggiore del normale, con conseguente generazione di calore per attrito. D'altra parte, se la pressione di contatto del labbro di tenuta è bassa (nella direzione perpendicolare al disallineamento), il labbro di tenuta può non toccare affatto il componente rotante o toccarlo leggermente.
In questo caso, la pressione di contatto è bassa, con conseguente minore generazione di calore per attrito e, di conseguenza, minore usura. Pertanto, dopo un certo periodo di funzionamento del cuscinetto, il labbro di tenuta del cuscinetto presenta un'usura non uniforme.
Un'altra possibilità di disallineamento della tenuta rispetto all'asse dell'albero è dovuta a problemi nel processo di produzione dei pezzi. Questi problemi sono per lo più causati da scarse tolleranze di forma e di posizione delle parti corrispondenti. (Si noti che questo è diverso dal caso di usura uniforme del labbro discusso in precedenza, in cui i problemi di produzione dei pezzi sono dovuti principalmente a tolleranze dimensionali).
Soprattutto quando queste tolleranze di forma e di posizione portano all'eccentricità dopo il montaggio delle parti, la relazione causa-effetto è molto diretta. In queste circostanze è necessario verificare l'allineamento dell'albero e dell'alloggiamento del cuscinetto dopo l'installazione. Le dimensioni rilevanti includono lo spallamento del cuscinetto, l'arresto del coperchio, la concentricità dell'alloggiamento del cuscinetto e così via.
Finora abbiamo parlato dell'ispezione dell'usura delle tenute quando le temperature dei cuscinetti del motore sono troppo elevate. In realtà, oltre al labbro, anche i danni alla tenuta stessa possono influire sui cuscinetti. Questo danno può verificarsi al di fuori della superficie di contatto del labbro, eventualmente sul telaio o sull'area del labbro.
Questi danni possono includere: danni alla guarnizione dovuti a installazione o manutenzione improprie, danni causati da interferenze e danni causati dalla rotazione della guarnizione.
Nella sezione precedente è stato trattato il problema dell'usura irregolare del labbro della guarnizione del cuscinetto del motore, che può causare il riscaldamento del cuscinetto stesso. In questa sezione approfondiremo i danni alla guarnizione del cuscinetto del motore.
Oltre all'usura del labbro della guarnizione del cuscinetto del motore (uniforme e non uniforme), le prestazioni della guarnizione possono essere compromesse se altre parti della guarnizione sono danneggiate. Questo può anche modificare il contatto del labbro della tenuta. In genere, una tenuta danneggiata, dopo un certo periodo di funzionamento, mostra un'usura anomala sul labbro.
Pertanto, l'usura del labbro della guarnizione del cuscinetto del motore e il danneggiamento di altre parti della guarnizione possono verificarsi contemporaneamente. Nonostante ciò sia stato menzionato separatamente nella nostra serie di articoli e mappe di pensiero, i lettori non dovrebbero percepire questi casi come eventi completamente isolati.
I danni più comuni alla guarnizione del cuscinetto del motore includono la deformazione della guarnizione, l'interferenza tra la guarnizione e altri componenti e la rotazione della guarnizione.
In primo luogo, durante l'immagazzinamento, la spedizione, l'installazione e altri processi correlati al cuscinetto del motore, una manipolazione impropria potrebbe causare danni alla guarnizione, con conseguenti deformazioni o graffi. È noto che la guarnizione del cuscinetto del motore è tipicamente una guarnizione a scheletro, con uno scheletro in acciaio all'interno e materiale in gomma all'esterno.
Lo scheletro in acciaio di una tipica guarnizione per cuscinetti è una sottile lastra di acciaio, che può deformarsi plasticamente sotto l'azione di forze esterne. Una volta che lo scheletro della guarnizione si deforma, il contatto con il labbro della guarnizione viene inevitabilmente compromesso, compromettendo le prestazioni di tenuta del cuscinetto e causando potenzialmente perdite di grasso o l'ingresso di contaminanti.
Questo può portare al surriscaldamento del cuscinetto del motore durante il funzionamento. D'altra parte, anche un cattivo contatto con il labbro dopo il danneggiamento della guarnizione del cuscinetto del motore può causare attrito e calore indesiderati, un'altra fonte di temperatura elevata nei cuscinetti del motore. Infine, se questa deformazione provoca un attrito da interferenza con i componenti circostanti del cuscinetto del motore, può provocare ulteriore calore e temperature localmente elevate.
In secondo luogo, se il rapporto di posizione tra la guarnizione e i componenti del cuscinetto circostanti non è corretto, può verificarsi un'interferenza. Una volta che l'interferenza si verifica, può danneggiare la tenuta o gli altri componenti coinvolti nell'interferenza.
In questo caso, è necessario verificare il rapporto di posizione tra il cuscinetto e i componenti circostanti per eliminare la fonte di calore dovuta all'attrito di interferenza.
Il terzo tipo di danno comune alle tenute è la rotazione delle stesse. La guarnizione del cuscinetto stesso dovrebbe avere un movimento relativo e un attrito nella parte del labbro con la parte rotante. Tuttavia, se questo movimento relativo si verifica nella parte di installazione della tenuta, indica una rotazione tra la tenuta e la parte di installazione. L'attrito e il riscaldamento del labbro della tenuta sono progettati e ottimizzati durante la progettazione della tenuta e sono consentiti entro intervalli normali.
Tuttavia, la parte fissa della tenuta non deve avere un movimento relativo con i componenti fissi, quindi il calore aggiuntivo causato dal movimento relativo tra le parti fisse è significativo. A questo punto, è necessario controllare le tolleranze della parte fissa della tenuta del cuscinetto e della tenuta stessa per garantire un fissaggio affidabile ed evitare il calore aggiuntivo causato dalla rotazione.
In precedenza abbiamo discusso di vari fattori non correlati al cuscinetto del motore stesso che potrebbero contribuire al suo surriscaldamento, insieme alla logica per determinare questi problemi.
In generale, le condizioni di un cuscinetto possono essere suddivise in osservazioni esterne e interne. Quando un cuscinetto del motore inizia a surriscaldarsi, se lo smontiamo per un'ispezione interna e decifriamo le condizioni della superficie in base ai segni trovati all'interno, questo è un metodo comune di "analisi dei guasti" utilizzato dai tecnici delle applicazioni dei cuscinetti.
In effetti, la maggior parte dei guasti ai cuscinetti provoca un riscaldamento più o meno anomalo. L'analisi dei guasti è quindi un metodo comune per diagnosticare il surriscaldamento dei cuscinetti del motore. D'altra parte, l'analisi dei guasti su un cuscinetto del motore richiede spesso lo smontaggio, che a volte è irreversibile e rende il cuscinetto inutilizzabile.
Pertanto, quando si diagnostica il surriscaldamento dei cuscinetti del motore, l'analisi dei guasti attraverso lo smontaggio è in genere l'ultima risorsa dopo aver valutato altri fattori esterni.
L'analisi dei guasti dei cuscinetti ha infatti caratteristiche molto dirette. L'uso corretto delle conoscenze sull'analisi dei guasti per la risoluzione dei problemi fornisce le prove più dirette relative allo stato di movimento interno del cuscinetto. Questo metodo è quindi fondamentale e basilare. In alcuni testi si parla di "analisi dei guasti per cause profonde" o RCFA.
Nell'albero dei guasti dei problemi di surriscaldamento dei cuscinetti del motore, l'analisi dei guasti interni di un cuscinetto del motore è un ramo significativo. Le osservazioni relative ai corpi volventi e alle piste di rotolamento interne del cuscinetto sono collocate nel ramo dell'eccessiva temperatura interna del cuscinetto del motore.
In questo caso, per temperatura interna eccessiva si intende che l'origine del surriscaldamento è interna al cuscinetto. Quando si valuta la distribuzione del calore del cuscinetto del motore in base al colore, si può notare che la temperatura interna è più alta di quella esterna, con variazioni di colore che indicano questa differenza (fare riferimento alla tabella pertinente nel libro per interpretare i diversi colori dei cuscinetti).
Al contrario, la distribuzione della temperatura del cuscinetto del motore avviene dall'esterno verso l'interno. In altre parole, il cuscinetto del motore potrebbe essere influenzato da una fonte di calore esterna; la temperatura esterna potrebbe essere superiore a quella interna durante il funzionamento; il cuscinetto potrebbe funzionare normalmente all'interno ma presentare uno stato esterno anomalo.
In questi casi, è necessario identificare la fonte di calore esterna. Se durante il funzionamento del cuscinetto del motore è presente una fonte di calore esterna che causa una temperatura di esercizio superiore al normale, la soluzione generale consiste nell'eliminare la fonte di calore esterna o nell'isolare il cuscinetto da essa.
In questo modo si evita che la temperatura interna del cuscinetto diventi troppo elevata e comprometta la lubrificazione e il funzionamento del cuscinetto.
Un'altra potenziale fonte di calore esterna potrebbe essere l'interferenza di componenti esterni. I segni di interferenza e lo scolorimento dei rispettivi componenti ne sono un indizio. Eliminando l'interferenza, la fonte di calore può essere risolta e la temperatura del cuscinetto tornerà a livelli normali.
La discussione precedente ha affrontato la diagnosi del surriscaldamento dei cuscinetti del motore dovuto a un danno. Abbiamo affrontato il processo di esclusione di una temperatura interna eccessiva del cuscinetto o di fonti di calore esterne.
Ora ci concentreremo sul problema della generazione di calore tra il cuscinetto e i componenti correlati durante il funzionamento. Si tratta di un problema comune, noto come scorrimento del cuscinetto del motore.
I cuscinetti del motore sono componenti meccanici che collegano lo statore e il rotore di un motore. Si consideri, ad esempio, un motore a induzione. L'anello interno del cuscinetto è tipicamente collegato al rotore, mantenendo una posizione relativa fissa, mentre l'anello esterno è collegato allo statore, anch'esso mantenendo una posizione fissa.
Quando il motore inizia a ruotare, la rotazione relativa tra gli anelli interni ed esterni del cuscinetto è agevolata da elementi volventi all'interno del cuscinetto.
Pertanto, l'anello esterno di un cuscinetto del motore e lo statore, così come l'anello interno e il rotore, devono rimanere relativamente fissi. Se si verifica un movimento relativo, si parla comunemente di scorrimento del cuscinetto del motore. A seconda della posizione dello scorrimento nel cuscinetto del motore, esso viene generalmente suddiviso in scorrimento dell'anello interno e scorrimento dell'anello esterno.
In primo luogo, consideriamo lo scorrimento dell'anello interno del cuscinetto del motore. In un motore a induzione, la tolleranza di accoppiamento tra l'anello interno del cuscinetto del motore e l'albero è tipicamente un accoppiamento stretto, che comprende un accoppiamento parziale di interferenza e un accoppiamento di transizione.
In genere, lo scorrimento dell'anello interno di un cuscinetto motore si verifica quando si verifica uno spostamento relativo tra l'anello interno del cuscinetto motore e l'albero. Tale variazione della posizione relativa non dovrebbe verificarsi né in caso di accoppiamento per interferenza né in caso di accoppiamento di transizione.
Pertanto, se si verifica lo scorrimento dell'anello interno di un cuscinetto del motore, è necessario eseguire i seguenti controlli:
Innanzitutto, controllare le dimensioni dell'albero. Supponendo che la tolleranza di montaggio per la sezione del cuscinetto del motore sia stata scelta correttamente, se si rileva uno scorrimento dell'anello interno, iniziare a controllare le dimensioni dell'albero del motore.
Se le dimensioni dell'albero sono fuori tolleranza (di solito sottodimensionate), l'accoppiamento tra l'anello interno del cuscinetto del motore e l'albero può risultare troppo lasco, con conseguente possibilità di scorrimento. (In genere, quando si verifica lo scorrimento del cuscinetto, la dimensione misurata della sezione dell'albero sarà inferiore alla dimensione tra gli scorrimenti, poiché l'albero ha già subito un'usura.
A questo punto sarebbe più affidabile controllare le registrazioni delle misure prima dell'installazione).
In secondo luogo, verificare se il disegno della tolleranza è appropriato.
In terzo luogo, ispezionare il materiale dei componenti corrispondenti.
Come già accennato, quando in un motore si verificano problemi alla pista interna del cuscinetto, è necessario controllare le dimensioni delle parti interessate, come indicato nel primo punto. In questa fase, si controlla la qualità dei componenti all'interno di un progetto ragionevole.
Il presupposto dell'ispezione della qualità dei componenti è la corretta progettazione. Pertanto, quando si diagnosticano i guasti ai cuscinetti del motore, a volte è necessario verificare la correttezza della relativa progettazione insieme alla qualità del componente. Il compito di risolvere i problemi delle piste di rotolamento dei cuscinetti del motore è quello di scegliere le tolleranze adeguate. Questa parte si concentra sul fatto che la scelta delle tolleranze sia ragionevole.
Tuttavia, è facile che gli ingegneri non tengano conto di particolari condizioni operative che spesso influenzano la scelta delle tolleranze. Ad esempio, le condizioni di vibrazione, la rotazione alternata e così via. In queste condizioni, è necessario regolare gli accoppiamenti di tolleranza piuttosto che affidarsi esclusivamente alle configurazioni convenzionali. Questa parte è spesso oggetto di ispezione.
Oltre alla pista interna, il problema più comune dei cuscinetti del motore è la pista esterna. La direzione dell'ispezione dei difetti della pista esterna non differisce in modo significativo da quella della pista interna. Essa comprende ancora il controllo delle dimensioni dei componenti del cuscinetto (qualità della lavorazione) e l'accoppiamento tra il cuscinetto e le parti correlate.
L'obiettivo degli ingegneri è quello di considerare la selezione della tolleranza del cuscinetto in relazione ai difetti della pista di rotolamento esterna.
In primo luogo, la questione del materiale. Alcuni alloggiamenti dei cuscinetti dei motori sono realizzati in alluminio. A causa dei diversi coefficienti di espansione termica, l'alloggiamento del cuscinetto si allenta dalla pista esterna quando il motore si riscalda, causando guasti alla pista esterna.
Le soluzioni più comuni includono misure per prevenire i problemi delle piste di rotolamento, come l'uso di O-ring, colla per cuscinetti o persino design di arresto del movimento. La soluzione più utilizzata è quella degli O-ring.
In secondo luogo, oltre all'influenza dei materiali, anche le diverse condizioni operative hanno requisiti specifici che influiscono sulla tolleranza della pista di rotolamento esterna. Ad esempio, condizioni di vibrazione, funzionamento alternativo, avviamenti frequenti, installazioni verticali e così via.
In queste condizioni è necessario regolare le tolleranze di montaggio. Se si utilizzano i normali accoppiamenti di tolleranza per i motori orizzontali, è probabile che si verifichino guasti alle piste esterne.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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