Появился люфт ОПУ: какие риски и до какого момента можно продолжать работать?

Появился люфт ОПУ: какие риски и до какого момента можно продолжать работать?

Появление люфта в опорно-поворотном устройстве (ОПУ) — один из наиболее важных признаков износа механизма поворота. Особенно опасно игнорировать увеличение люфта на экскаваторах, кранах, перегружателях, буровых установках, манипуляторах и другой технике, где ОПУ воспринимает одновременно большие осевые и радиальные нагрузки, а также опрокидывающий момент.

Главное правило:

наличие небольшого люфта само по себе ещё не означает, что ОПУ необходимо немедленно менять. Но работать “до тех пор, пока не развалится” нельзя.

Решение о дальнейшей эксплуатации должно приниматься по фактически измеренному люфту, динамике его увеличения и допустимому пределу для конкретного ОПУ и машины.

Производитель Rothe Erde прямо относит поворотные подшипники к элементам, связанным с безопасностью, и указывает, что установленные пределы износа превышать нельзя.

Что такое люфт ОПУ

ОПУ состоит из:

• внутреннего кольца;
• наружного кольца;
• шариков или роликов;
• дорожек качения;
• сепараторов;
• уплотнений;
• зубчатого венца — если он предусмотрен конструкцией.

Между телами качения и дорожками существует определённый рабочий зазор.

По мере эксплуатации происходит естественный износ:

• дорожек качения;
• шариков или роликов;
• сепараторов;
• посадочных поверхностей.

В результате первоначальный внутренний зазор постепенно увеличивается.

Небольшой конструктивный люфт может быть нормальным для конкретного типа ОПУ. Опасным является прежде всего увеличение люфта относительно первоначального состояния и приближение к предельному значению производителя.

Какие виды люфта бывают у ОПУ

Очень важно понимать, что выражение «люфтит ОПУ» недостаточно для диагностики.

Необходимо определить, какой именно люфт появился.

1. Осевой люфт ОПУ

Это перемещение одного кольца относительно другого вдоль оси вращения.

На экскаваторе или кране оно может проявляться как подъём и опускание поворотной платформы относительно нижней рамы.

Чем сильнее изношены дорожки качения и тела качения, тем больше может становиться осевой зазор.

2. Радиальный люфт

Это относительное боковое перемещение колец ОПУ.

Повышенный радиальный зазор способен влиять на:

• положение платформы;
• работу зубчатого венца;
• положение пиньона;
• равномерность нагрузки на дорожки качения.

3. Опрокидывающий люфт

На тяжёлой технике наиболее заметным часто становится именно наклон платформы.

При приложении нагрузки с большим плечом одна сторона ОПУ поднимается, а противоположная опускается.

Поэтому износ ОПУ часто определяют измерением изменения опрокидывающего зазора.

Rothe Erde рекомендует выполнять исходное измерение такого зазора при вводе оборудования в эксплуатацию, а затем повторять измерения через соответствующие интервалы, чтобы контролировать развитие износа.

Почему нельзя определять износ ОПУ просто покачиванием стрелы

Очень распространённая проверка выглядит следующим образом:

1. Оператор ставит ковш на землю.
2. Надавливает стрелой.
3. Наблюдает, насколько поднимается платформа.
4. Делает вывод о состоянии ОПУ.

Такой способ позволяет обнаружить выраженный люфт, но не является полноценным измерением.

Движение может возникать не только в самом ОПУ.

На результат влияют:

• люфт пальцев стрелы;
• втулки;
• соединение стрелы и платформы;
• крепёж ОПУ;
• деформация рамы;
• гидравлическая система;
• люфт редуктора поворота;
• люфт зубчатого зацепления.

Поэтому если обнаружено заметное перемещение платформы, необходимо измерить его индикатором.

Как правильно измерить люфт ОПУ

Для контроля обычно применяется индикатор часового типа.

Общий принцип измерения следующий.

Шаг 1. Выбрать контрольные точки

Точки необходимо отметить на поворотной и нижней части конструкции.

Измерения желательно всегда проводить:

• в одинаковых точках;
• при одинаковом положении стрелы;
• с одинаковой нагрузкой;
• по одинаковой методике.

Тогда можно сравнивать результаты между собой.

Шаг 2. Установить индикатор

Индикатор устанавливается между неподвижной и поворотной частями конструкции максимально близко к ОПУ.

Шаг 3. Создать нагрузку в одном направлении

Например, используя рабочее оборудование машины.

Фиксируется первое значение.

Шаг 4. Изменить направление нагрузки

Создаётся обратный опрокидывающий момент.

Фиксируется второе значение.

Шаг 5. Рассчитать изменение

Разница показаний позволяет оценить величину относительного перемещения.

Но полученный результат нельзя сравнивать с произвольной цифрой из интернета.

Необходимо сравнить его:

с исходным измерением конкретного ОПУ и предельным значением производителя.

Сколько миллиметров люфта ОПУ допустимо?

На этот вопрос нет одной правильной цифры для всех ОПУ.

Нельзя утверждать:

1 мм — нормально 2 мм — ещё можно работать 3 мм — пора менять

Такая схема технически неправильна.

Допустимый износ зависит от:

• конструкции ОПУ;
• диаметра;
• типа тел качения;
• размера шариков или роликов;
• количества рядов;
• исходного внутреннего зазора;
• назначения оборудования;
• рабочих нагрузок;
• требований производителя.

То, что допустимо для одного ОПУ, может быть недопустимо для другого.

Именно поэтому профессиональная диагностика строится на измерении изменения зазора относительно исходного состояния, а не только на абсолютном количестве миллиметров.

До какого момента можно работать с люфтом ОПУ?

Это главный вопрос.

Продолжать эксплуатацию можно только в том случае, если одновременно выполняются следующие условия:

• фактический люфт измерен;
• значение находится ниже установленного производителем предела износа;
• люфт увеличивается постепенно, а не скачкообразно;
• отсутствуют трещины;
• крепёжные болты исправны;
• нет металлической стружки;
• отсутствует ненормальный шум;
• вращение остаётся плавным;
• нет закусывания;
• зубчатый венец и пиньон находятся в исправном состоянии;
• уплотнения исправны;
• подшипник нормально смазывается.

При достижении установленного производителем предела износа продолжение эксплуатации недопустимо. Rothe Erde прямо указывает, что после достижения пределов износа замена подшипника обязательна.

Когда необходимо немедленно остановить технику

Эксплуатацию необходимо прекратить и провести диагностику, если обнаружено хотя бы одно из следующих явлений.

Люфт резко увеличился

Например, раньше движение платформы практически не ощущалось, а за короткое время появился хорошо заметный подъём.

Быстрое изменение опаснее медленного прогнозируемого износа.

Появился сильный стук

Удары при:

• начале поворота;
• остановке;
• реверсе;
• работе стрелой

могут свидетельствовать как об износе дорожек качения, так и о проблемах зубчатого зацепления.

Появился хруст

Хруст или металлический треск внутри ОПУ может свидетельствовать о:

• разрушении дорожки;
• повреждении тел качения;
• повреждении сепаратора;
• наличии металлических частиц.

Продолжать тяжёлую эксплуатацию в такой ситуации опасно.

ОПУ вращается рывками

Если при повороте появляются:

• подклинивания;
• неравномерное сопротивление;
• периодические удары;
• тяжёлый ход,

необходимо остановить эксплуатацию и определить причину.

Rothe Erde указывает, что срок службы поворотного подшипника считается достигнутым, в частности, когда сопротивление вращению прогрессивно увеличивается или износ становится настолько большим, что нормальное функционирование подшипника нарушается.

В смазке появилась металлическая стружка

Особенно опасны:

• блестящие металлические частицы;
• крупные фрагменты металла;
• кусочки закалённой поверхности;
• большое количество металлической пыли.

Это может свидетельствовать о разрушении дорожек качения или тел качения.

Смазка выходит с металлическим блеском

Даже если крупных частиц нет, серебристый металлический оттенок требует проверки.

Полезно взять образцы смазки из нескольких точек ОПУ.

Анализ смазочного материала используется и профессиональными сервисами для оценки состояния дорожек качения.

Повреждены или ослабли болты ОПУ

Это отдельная критическая неисправность.

Не следует считать, что движение платформы обязательно связано только с износом подшипника.

Причиной могут быть:

• ослабленные болты;
• вытянутые болты;
• разрушение резьбы;
• трещины крепёжных элементов;
• деформация посадочной поверхности.

Болтовое соединение имеет принципиальное значение для эксплуатационной надёжности ОПУ. Rothe Erde рекомендует контролировать предварительное натяжение крепежа, а повреждённые болты заменять.

Чем опасна эксплуатация ОПУ с большим люфтом

1. Ускоренный износ дорожек качения

При увеличенном внутреннем зазоре нагрузка может распределяться менее равномерно.

Часть тел качения начинает воспринимать повышенную нагрузку.

Это ускоряет:

• контактную усталость;
• питтинг;
• выкрашивание дорожек;
• разрушение закалённого слоя.

2. Разрушение шариков или роликов

При критическом износе возрастает динамическая нагрузка на тела качения.

На поверхности могут появиться:

• задиры;
• вмятины;
• выкрашивание;
• трещины.

3. Разрушение сепаратора

Изменение положения тел качения и ударная работа могут повредить сепараторы.

После разрушения сепаратора шарики или ролики могут перемещаться неправильно, что резко ухудшает работу ОПУ.

4. Риск повреждения крепёжных болтов

При повышенном опрокидывающем перемещении увеличиваются динамические нагрузки на соединение.

Это может способствовать:

• снижению предварительного натяга;
• работе соединения с перемещением;
• повреждению резьбы;
• разрушению крепежа.

5. Ускоренный износ зубчатого венца и пиньона

Когда положение поворотной платформы изменяется из-за большого люфта, взаимное положение:

пиньона и зубчатого венца

тоже может изменяться.

В результате возможно неправильное пятно контакта зубьев.

Появляются:

• повышенный шум;
• удары;
• неравномерный износ;
• питтинг;
• сколы зубьев;
• разрушение пиньона или венца.

6. Увеличение нагрузки при реверсе

Когда оператор меняет направление вращения, свободный ход сначала выбирается, после чего возникает удар.

Чем больше люфт, тем потенциально сильнее ударное воздействие.

Особенно это заметно на:

• перегружателях;
• экскаваторах;
• кранах;
• лесной технике,

где поворот платформы часто меняет направление.

7. Снижение точности работы оборудования

Увеличенный люфт особенно критичен для:

• кранов;
• автовышек;