Waarom komt er overbelasting van de as voor en hoe kan dit worden voorkomen?

Aslag, als een sleutelonderdeel van mechanische apparatuur, speelt de rol van dragen en ondersteunen om het soepele en efficiënte functioneren van de apparatuur te waarborgen onder verschillende belastingscondities. Of het nu gaat om een motor of een versnellingsbak, aslag moet in staat zijn om de radiale en axiale belastingen te verdragen die tijdens het functioneren optreden. Wanneer echter de werkelijke belasting van de aslag zijn ontwerplimiet overschrijdt, treedt er een overbelastingsoverschot op. Overbelasting leidt niet alleen tot vroegtijdig falen van de aslag, maar kan ook ernstiger apparaatstoringen veroorzaken.

Wat is aslagoverbelasting?

Asynchronisme van de lager verwijst naar de situatie waarin het belastingsspel dat het lager tijdens gebruik draagt, zijn geclassificeerde belastingscapaciteit overschrijdt. De geclassificeerde belasting is meestal een theoretische berekeningswaarde op basis van standaardomstandigheden door de lagerfabrikant, en onjuist gebruik in werkelijkheid, zoals te zware belasting, plotselinge impact, etc., kan allemaal leiden tot asynchronisme. Asynchronisme kan optreden tijdens de lange termijn operatie van de apparatuur, of plotseling onder invloed van schokbelastingen.

De gevaren van lagerasynchronisme
Volgens materiaalnormen zoals ISO 281 en ISO 15243, kan lagerasynchronisme verschillende algemene schade veroorzaken aan apparatuur:

1.Versneld materiaalfout door vermoeidheid
Wanneer de lager onder overbelaste condities werkt, neemt de spanning in het contactpunt tussen de rol-elementen en de lagerbaan aanzienlijk toe. Langdurige overbelasting zal leiden tot materiaalfatigue van het lager, er zullen microscheuren ontstaan en uiteindelijk komt er oppervlakteafbrokkeling of fragmentatie voor. Deze vermoeidheidsfalen is vaak een van de hoofdoorzaaken van lagerfalen.

2.Verhoogde vervorming en slijtage
Overbelasting veroorzaakt te veel extrusie van de lagerbaan en de rol-elementen, wat resulteert in plastische vervorming. Dit zal niet alleen de wrijving van het lager verhogen, maar ook de slijtage van het rollende oppervlak verslechtering. Naarmate de slijtage toeneemt, daalt de werkprecisie en efficiëntie van het lager geleidelijk.

3.Temperatuur stijging
Wanneer de lager overbelast is, neemt door de toename van wrijving ook het binnenin het lager gegenereerde warmte toe. De stijging van de temperatuur versnelt niet alleen de verslechtering van de smeermiddelen, maar veroorzaakt ook dat de prestaties van het lagermateriaal afnemen, wat op zijn beurt het risico op schade verder vergroot.

4.Directe schade door impactbelasting
Plotselinge impactbelastingen, vooral in situaties zoals starten of noodremming, zullen de lager laten dragen onder stress die de ontwerplimiet overschrijdt gedurende een korte periode. Deze stressopbouw kan leiden tot lokale barstjes in de rol-elementen of racebanen en zelfs resulteren in direct falen van het lager.

Redenen voor lageroverbelasting
De oorzaken van lageroverbelasting hebben vaak te maken met de gebruiksaanwaarden van de apparatuur, een onredelijk ontwerp of ontoereikende onderhoud.

Hieronder volgen enkele veelvoorkomende oorzaken van overbelasting:

1.Onjuist apparaatonderwerp
Bij het ontwerpen van de apparatuur worden de werkelijke werkomstandigheden niet volledig in aanmerking genomen en is de keuze voor de lager ontoereikend. Gevolg hiervan is dat de lager onder zware belasting, hoge snelheid of complexe belastingsomstandigheden geen overdreven spanning kan verdragen.

2.Te hoge radiale en axiale belastingen
In motoren of versnellers, als de radiale of axiale belasting die door het apparaat tijdens de bedrijfsactiviteiten wordt gedragen de nominale belasting van de lager overschrijdt, zal de lager zich langdurig in een overbelaste staat bevinden, wat leidt tot vroegtijdige schade.

3.Frequente starts en stops
Wanneer het apparaat vaak wordt gestart, gestopt of versneld, ontstaan er instantane hoge impulsbelastingen. De lager zal in korte tijd relatief grote spanningen moeten dragen, wat gemakkelijk lokale overbelasting kan veroorzaken.

4.Ongepaste smering
Onvoldoende smering verhoogt de interne wrijving van de lager, waardoor de lager tijdens de bedrijfsactiviteiten grotere wrijvingsstress moet verdragen en overbelastingsschade versnelt.

5.Verkeerde uitlijning
Slechte uitlijning tijdens de installatie van de apparatuur, met name slechte uitlijning van de as tussen de motor en de versnellingsbak, zal ertoe leiden dat het lager extra excentrische belastingen draagt. Deze ongelijke belasting zal leiden tot lokale overbelasting van het lager.

Hoe kan overbelasting van het draagbaar vermijden worden?
Om overbelasting te voorkomen, moeten de exploitanten van apparatuur en onderhoudsingenieurs maatregelen nemen op verschillende gebieden van ontwerp, werking en onderhoud:

1.Redelijke selectie van lagers
In de ontwerpfase moeten lagers redelijkerwijs worden geselecteerd op basis van de werkelijke werkomstandigheden en belastingomstandigheden om ervoor te zorgen dat de nominale belasting van de lagers kan voldoen aan de eisen van de apparatuur op lange termijn. Als de werkomstandigheden complex zijn, kunnen lagers met een hogere nominale belasting of speciale lagers worden gekozen.

2.Beheersapparatuurbelasting
Vermijd langdurig gebruik van de apparatuur met overbelasting. Vooral bij apparatuur zoals motoren en versnellingsbakken moet de belasting binnen het nominale belastingbereik van het lagersysteem liggen. Voor arbeidsomstandigheden die een onmiddellijke overbelasting kunnen veroorzaken, wordt aanbevolen passende overbelastingbeschermingsmaatregelen te ontwerpen.

3.Optimaliseren van start- en stopoperaties
Verminder de frequentie van frequente opstarten en stoppen van de apparatuur of gebruik een softstarttoestel om schade aan het lagersysteem door inslagbelastingen te voorkomen. De technologie voor zachte start kan de inslagstress tijdens het opstarten verminderen en het risico op overbelasting van het lager verminderen.

4.Zorg voor een correcte smeerfunctie
Controleer regelmatig de smeerstand van het lager, zorg ervoor dat het smeermiddel tijdig wordt aangevuld en kies smeerolie of vet dat geschikt is voor de werktemperatuur en de belasting. De smeerwerking kan de wrijving effectief verminderen en de temperatuurverhoging en slijtage van het lager onder zware belastingomstandigheden verminderen.

5.Precieze uitlijning en installatie
Tijdens het installatieproces van de apparatuur, zorg ervoor dat de asuitlijning nauwkeurig is tussen de motor en de versnellingsbak. Met behulp van uitlijningstools en lasersystemen voor uitlijning, zorg ervoor dat de belasting die door de lager wordt gedragen gelijkmatig verdeeld is en vermijd lokale overbelasting.

Overbelasting van de lager is een van de belangrijkste oorzaken van lagerfalen en heeft een diepgaande negatieve invloed op de normale werking van apparatuur. Door middel van redelijke ontwerpen, belastingscontrole, geoptimaliseerde bediening, goede smeringsmanagement en correcte installatie-uitlijning kan de voorkomen van lageroverbelasting effectief worden voorkomen en kan de dienstleven van lagertjes en apparatuur worden verlengd. Tijdens dagelijkse gebruik, regelmatige inspectie en onderhoud om te waarborgen dat de apparatuur binnen een veilig belastingsbereik blijft opereren, kan aanzienlijk bijdragen aan de operationele efficiëntie en betrouwbaarheid van de apparatuur.