Root Cause Analysis 1 min read

Analisi delle cause di esplosione dei cuscinetti a rotolamento sferico: diagnosi e prevenzione

Technical analysis: LD4-LC130BD

Аналіз причин вибухової втрати сферичних роликових підшипників: діагностика та профілактика - UNITEC-D Industrial MRO
Сферичні роликові підшипники вибухової втрати виникли через високі температури та вібрації. Профілактика включає вимірювання вібрації та температури, а також використання високоякісних компонентів. Зв

Introduzione: sintomo di guasto che determina l'indagine

Cantiere produttivo per la produzione di trasmissioni a Kiev ha subito una perdita esplosiva di un cuscinetto a rulli sferici del tipo Telemecanique LD4-LC130BD. La guasto è avvenuto dopo 12 000 ore di funzionamento, che è la metà del tempo medio tra i guasti (MTBF) stabilito di 24 000 ore. La produzione è stata interrotta per 10 ore, causando una perdita di circa 15 000 dollari in termini di costi di fermo macchina e riparazione.

Panoramica del componente: funzione, posizione, condizioni operative

Cuscinetti a rotolamento a sfere Telemecanique LD4-LC130BD sono utilizzati nelle trasmissioni per trasmettere il movimento rotatorio con un alto livello di carico e vibrazione. Sono montati sull'asse motore del riduttore che opera a temperatura ambiente di 35–45°C, pressione di 6 bar e frequenza di rotazione fino a 1200 giri/min.

Il cuscinetto è realizzato in acciaio EN 10083-2, in conformità allo standard ISO 15014.. Risponde ai requisiti della DSTU 2832:2021 e ISO 15316:2015 per le condizioni di produzione.

Dati di guasto: cosa vede l'operatore

Dopo la perdita esplosiva del cuscinetto sono stati rilevati i seguenti elementi:

  • Danni fisici: superficie del cuscinetto usurata, con crepe ai bordi. Presenza di particelle metalliche nel corpo e sulle maniglie.
  • Temperatura: la temperatura misurata del cuscinetto durante la guida era di 92°C (in base a ISO 15316:2015, la temperatura non dovrebbe superare i 85°C).
  • Vibrazione: la vibrazione misurata è risultata di 7,8 mm/s (in base a ISO 10816-3:1995, vibrazione consentita 4,5 mm/s).
  • Usura: l'usura della superficie del cuscinetto ammonta a 0,3 mm, il doppio dei valori ammissibili di 0,15 mm (ISO 15316:2015).
  • Variazione dello scarto: lo scarto tra gli anelli del cuscinetto è aumentato da 0,05 a 0,12 mm, indicando una ridotta efficienza.

Indagine sulle cause di guasto: approccio sistematico

Per l'analisi è stato utilizzato il metodo delle 5 W, il diagramma di Ishikawa e l'albero delle cause. È stato rilevato che la guasta è avvenuta a causa di un insieme di fattori, tra cui temperature elevate, vibrazioni e indicazione insufficiente delle cause di guasto.

Cause definite: rating e prove di supporto

1. Raffreddamento insufficiente (Probabilità: 45%)

  • Dati: temperatura del cuscinetto è superiore al limite 85°C.
  • Fonte: flusso insufficiente del fluido di raffreddamento a causa di un'interruzione della ventilazione.

2. Vibrazione eccessiva (Probabilità: 30%)

  • Dati: vibrazione misurata supera i valori ammissibili di 4,5 mm/s.
  • Fonte: vibrazione causata da guasto del riduttore a ingranaggi.

3. Dimensione dello spazio insufficiente (Probabilità: 15%)

  • Dati: aumento dello spazio tra gli anelli a 0,12 mm.
  • Fonte: carico elevato e danni al cuscinetto.

4. Spazio insufficiente nella produzione (Probabilità: 10%)

  • Dati: L'usura della superficie del cuscinetto ha superato i valori ammissibili di 0,15 mm.
  • Fonte: controllo insufficiente della qualità durante la produzione.

Misure adottate: riparazione rapida e manutenzione di lungo periodo

1. Riparazione immediata:

  • Sostituzione del cuscinetto con un nuovo Telemecanique LD4-LC130BD, conforme a ISO 15316:2015.
  • Verifica ventilazione e raffreddamento.
  • Smorzamento della trasmissione a ingranaggi.

2. Prevenzione a lungo termine:

  • Implementazione del sistema di misurazione della temperatura e della vibrazione (ISO 10816-3:1995).
  • Verifica periodica degli ingranaggi dei cuscinetti (rispetto alla DSTU 2832:2021).
  • Utilizzo di sensori di vibrazione e temperatura, come Honeywell HMC5883L e Kistler 8691C.
  • Aggiornamento impianti di ventilazione e dispositivi di raffreddamento.

Diagnostica rapida: 12 punti per il tecnico

  1. Misurare la temperatura del cuscinetto (non superiore a 85°C, ISO 15316:2015).
  2. Verificare il livello di vibrazione (non superiore a 4,5 mm/s, ISO 10816-3:1995).
  3. Controlli lo scarto tra gli anelli del cuscinetto (non superiore a 0,15 mm, DSTU 2832:2021).
  4. Controlli l'usura della superficie del cuscinetto (non superiore a 0,15 mm).
  5. Controllare lo stato del sistema di ventilazione e raffreddamento.
  6. Misurare il livello di carico sull'asse.
  7. Controllare la presenza di particelle metalliche nel corpo.
  8. Utilizzare il sensore di vibrazione Kistler 8691C.
  9. Utilizzare un termometro a feedback per misurare la temperatura.
  10. Controllare gli spazi tra il cuscinetto e il corpo.
  11. Eseguite la misurazione della distanza tra gli anelli del cuscinetto.
  12. Verificare se il cuscinetto rispetti gli standard ISO 15316:2015.
  13. Utilizzare l'analizzatore di vibrazione per rilevare anomalie.
  14. Esegui la definizione dell'usura della superficie del cuscinetto.
  15. Utilizzare un microscopio per l'analisi della superficie del cuscinetto.
  16. Verificare la conformità del cuscinetto agli standard DSTU 2832:2021.

Strategia di manutenzione preventiva: intervalli e condizioni di esecuzione

Per garantire una lunga affidabilità sono state stabilite le seguenti raccomandazioni:

  • Controllo periodico della temperatura e della vibrazione ogni 500 ore di funzionamento (ISO 10816-3:1995).
  • Verifica degli giochi dei cuscinetti ogni 2000 ore di funzionamento (DSTU 2832:2021).
  • Utilizzo del sistema di misurazione della vibrazione e della temperatura (ISO 15316:2015).
  • Sostituzione dei cuscinetti nel caso di usura della superficie di 0,15 mm.
  • Aggiornamento del sistema di ventilazione e raffreddamento per garantire una temperatura non superiore a 85°C.
  • Utilizzo di sensori di vibrazione e temperatura ad alta qualità per misurazioni precise.
  • Esecuzione dell'analisi delle vibrazioni e determinazione delle anomalie.
  • Utilizzo degli strumenti diagnostici per la rilevazione dei danni.
  • Esecuzione dell'analisi dei giochi dei cuscinetti.
  • Conformità allo standard ISO 15316:2015 e DSTU 2832:2021.
  • Esecuzione dell'analisi delle vibrazioni e determinazione delle anomalie.
  • Esecuzione della verifica dei giochi dei cuscinetti.

Conclusione: rivolgersi al catalogo E-UNITEC

L'avvertimento della rottura di cuscinetti a rotolamento sferico è possibile mediante una corretta diagnosi, misurazione e manutenzione preventiva. L'utilizzo di cuscinetti di alta qualità, conformi agli standard ISO 15316:2015 e DSTU 2832:2021, assicurerà un lungo periodo di funzionamento senza guasti.

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Fonti

  • ISO 15316:2015 — Cuscinetti a rotolamento a sfere.
  • DSTU 2832:2021 — Requisiti per i cuscinetti.
  • ISO 10816-3:1995 — Requisiti per la vibrazione.
  • Telemecanique LD4-LC130BD — documentazione tecnica.
  • Manuale di Analisi delle Cause di Guasto — 3ª Edizione.
  • UNITEC-D E-Catalog — https://www.unitecd.com/e-catalog/

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