Come individuare l’usura dei cuscinetti prima del guasto

Un cuscinetto raramente si guasta senza lasciare prima qualche segnale. Una pompa che funziona a una temperatura superiore al normale, un motore che emette un nuovo rumore di fondo o un riduttore che mostra livelli di vibrazione in aumento possono indicare un problema da affrontare prima che provochi un arresto non pianificato. Sapere come identificare l'usura dei cuscinetti dà ai team di manutenzione il tempo di programmare le riparazioni, verificare il ricambio corretto e proteggere le apparecchiature collegate da danni secondari.

La diagnosi più affidabile non si basa su un solo sintomo. L'usura dei cuscinetti deve essere valutata attraverso il rumore di funzionamento, la temperatura, le vibrazioni, lo stato del lubrificante, il movimento dell'albero e un'ispezione diretta, quando l'accesso lo consente. Ogni controllo restringe le possibili cause e aiuta a distinguere un cuscinetto usurato da un disallineamento, uno squilibrio, un problema alla cinghia, un guasto elettrico o un problema di processo.

Inizia dai cambiamenti rispetto al normale funzionamento

I team di manutenzione individuano spesso i problemi ai cuscinetti notando ciò che è cambiato. Gli operatori conoscono il normale rumore, le normali sensazioni e il normale comportamento operativo delle macchine che utilizzano. Un cambiamento graduale può essere facile da trascurare, ma spesso è più significativo di una singola lettura effettuata quando il problema è già diventato grave.

Ascolta eventuali rumori di rotolamento, sfregamento, clic, cigolii o sibili acuti. Un elemento volvente o una pista danneggiati producono comunemente un rumore ruvido e ripetitivo. Un gioco radiale eccessivo può generare un rumore sordo e continuo, mentre gabbie danneggiate possono produrre clic o tintinnii irregolari. Non dare per scontato che ogni rumore provenga dal cuscinetto. Protezioni allentate, usura del giunto, contatto della ventola, cavitazione e danni al riduttore possono creare sintomi simili.

Presta attenzione a quando si verifica il rumore. Un suono che aumenta con la velocità può indicare un problema a un componente rotante. Un rumore che cambia sotto carico può indicare danni al cuscinetto, disallineamento o lubrificazione insufficiente. Documenta le condizioni operative in cui compare il sintomo, inclusi velocità, carico, temperatura e l'eventuale manutenzione recente della macchina.

Controlla la temperatura anomala del cuscinetto

Il calore è uno dei primi indicatori più chiari di un problema al cuscinetto, soprattutto quando la macchina dispone di un valore di riferimento operativo normale noto. Utilizza un termometro a infrarossi o una termocamera per confrontare il supporto sospetto con apparecchiature simili o con le letture precedenti dello stesso asset.

Una temperatura elevata può indicare un attrito eccessivo dovuto a lubrificazione insufficiente, grasso contaminato, lubrificazione eccessiva, gioco interno errato, precarico, disallineamento o danni avanzati alle superfici. Può inoltre derivare dal calore esterno del processo; perciò misura il supporto del cuscinetto invece di affidarti soltanto alle temperature del motore o della macchina nelle vicinanze.

La tendenza è più importante di un valore isolato. Un supporto del cuscinetto che funziona costantemente a 150°F può essere accettabile in un'applicazione e anomalo in un'altra. Il problema è un rapido aumento rispetto alla temperatura normale stabilita. Se la temperatura continua a salire dopo aver verificato lubrificazione o condizioni di carico, riduci il rischio programmando tempestivamente un'ispezione o una sostituzione.

Fai attenzione anche alla lubrificazione eccessiva

Più grasso non significa sempre meglio. Una lubrificazione eccessiva fa rimescolare il grasso, genera calore e può spingere il lubrificante oltre le tenute. Nei motori elettrici, il grasso in eccesso può migrare all'interno del motore e creare ulteriori problemi di manutenzione.

Quando disponibili, segui gli intervalli e le quantità di lubrificazione indicati dal produttore dell'apparecchiatura. Se la documentazione manca, basa le decisioni di lubrificazione su dimensioni del cuscinetto, velocità, ambiente operativo e tipo di grasso, invece di applicare una quantità standard a ogni macchina.

Usa i dati sulle vibrazioni per confermare l'usura del cuscinetto

L'analisi delle vibrazioni è uno dei modi più efficaci per rilevare i difetti dei cuscinetti prima che si verifichino danni visibili. Gli accelerometri e gli strumenti di monitoraggio basati su percorsi di misura possono identificare le frequenze associate alla pista interna, alla pista esterna, agli elementi volventi e alla gabbia. Ciò consente al tecnico di individuare un difetto in sviluppo mentre l'apparecchiatura è ancora in servizio.

I danni ai cuscinetti nelle fasi iniziali compaiono spesso prima nelle vibrazioni ad alta frequenza o nei dati di inviluppo. Con il progredire del danno, le vibrazioni complessive possono aumentare e la macchina può iniziare a produrre rumori udibili. Un aumento delle sole vibrazioni non dimostra l'usura del cuscinetto. Squilibrio, allentamento, alberi piegati, piede zoppo e disallineamento possono aumentare i livelli di vibrazione.

Per una diagnosi utile, confronta le letture attuali con le misurazioni di riferimento ed esamina lo spettro delle vibrazioni. Impatti ripetuti alle frequenze note dei difetti del cuscinetto forniscono prove molto più solide di un aumento generale della velocità vibratoria. Se sono noti il codice del cuscinetto, la velocità dell'albero e la geometria, il software diagnostico può calcolare le frequenze di difetto previste.

Anche gli impianti privi di un programma formale di analisi delle vibrazioni possono trarre vantaggio da un semplice monitoraggio delle tendenze. Registra le letture dalla stessa posizione e nella stessa direzione di misura, alla stessa velocità operativa e con lo stesso carico. La coerenza rende i dati più utili per decidere se un cuscinetto può rimanere in servizio fino a un fermo programmato.

Ispeziona il lubrificante e le tenute

Il grasso e l'olio spesso mostrano ciò che accade all'interno di un cuscinetto prima che questo venga rimosso. Durante la manutenzione, cerca scolorimenti, particelle metalliche, grasso indurito, contaminazione da acqua o odore di bruciato. Il grasso scurito può indicare ossidazione o surriscaldamento. Una consistenza granulosa può indicare l'ingresso di sporco, mentre i detriti metallici possono segnalare danni alle piste o agli elementi volventi.

Controlla che tenute, schermi, labirinti e coperchi del supporto non siano danneggiati. Una tenuta guasta consente a umidità, polvere, sostanze chimiche di lavaggio o contaminanti di processo di penetrare nel cuscinetto. In molte applicazioni industriali, la contaminazione è la causa alla base dell'usura, più che la normale fatica.

I sistemi lubrificati a olio richiedono ulteriore attenzione. Monitora il livello dell'olio, la viscosità, il contenuto d'acqua e la contaminazione da particelle. Un livello dell'olio basso può lasciare il cuscinetto senza lubrificazione sufficiente, mentre un livello eccessivamente alto può aumentare il rimescolamento e la temperatura. Se un campione d'olio contiene una quantità elevata di detriti ferrosi, esamina il cuscinetto, gli ingranaggi e gli altri componenti lubrificati prima di riportare la macchina al pieno regime.

Controlla il gioco dell'albero, l'allineamento e le condizioni di montaggio

Un movimento eccessivo dell'albero può indicare un gioco usurato del cuscinetto, ma deve essere valutato in base al progetto dell'apparecchiatura. Con l'apparecchiatura messa in sicurezza e isolata, controlla il movimento radiale e assiale utilizzando, quando possibile, un comparatore. Il movimento rilevato manualmente può rivelare un grave allentamento, ma non è sufficientemente preciso per diagnosticare l'usura iniziale.

Ispeziona inoltre le condizioni che possono ridurre la durata del cuscinetto. Il disallineamento sottopone il cuscinetto a carichi irregolari e spesso danneggia un lato della pista. Un accoppiamento allentato del supporto può consentire lo slittamento della pista esterna. Un accoppiamento allentato dell'albero può danneggiare il foro della pista interna. Alberi piegati, piede zoppo, configurazione errata del giunto e una tensione eccessiva della cinghia possono produrre sintomi simili a quelli di un problema al cuscinetto o accelerare l'effettiva usura del cuscinetto.

Per i cuscinetti con supporto, ispeziona il supporto, il collare di bloccaggio, le viti di fissaggio, la bussola di adattamento e i bulloni di montaggio. Per i motori elettrici, verifica la presenza di danni dovuti alla corrente d'albero quando vengono utilizzati azionamenti a frequenza variabile. Le corrugazioni elettriche sulle piste possono creare una caratteristica finitura a motivo e provocare rapidamente problemi di rumore e vibrazioni.

Cosa può rivelare un'ispezione diretta

Quando un cuscinetto viene rimosso, puliscilo accuratamente e ispeziona gli elementi volventi, le piste, la gabbia, le tenute e il foro. Cerca vaiolature, rigature, brinellature, sfaldamenti, scolorimenti, corrosione, gabbie crepate e aree lucidate causate dallo slittamento.

Lo sfaldamento o la vaiolatura indicano danni da fatica e di solito rendono necessaria la sostituzione. La brinellatura può derivare da carichi d'urto, installazione errata o vibrazioni mentre il cuscinetto è fermo. La falsa brinellatura è comune nelle apparecchiature di riserva esposte alle vibrazioni delle macchine vicine. La corrosione indica infiltrazioni di umidità o condizioni di stoccaggio inadeguate. Scolorimenti blu o marroni possono indicare surriscaldamento, ma verifica se si sono verificati durante il funzionamento o durante una precedente procedura di rimozione.

Non riutilizzare un cuscinetto solo perché gira liberamente a mano. Un cuscinetto danneggiato può sembrare fluido a bassa velocità e senza carico, per poi guastarsi rapidamente in servizio. Una volta rimosso, nella maggior parte dei casi il cuscinetto dovrebbe essere sostituito anziché reinstallato, soprattutto quando la causa principale non è stata completamente corretta.

Decidi quando sostituire il cuscinetto

La sostituzione immediata è generalmente giustificata in presenza di rumore intenso, aumento della temperatura, danni visibili, gioco eccessivo, grasso contenente particelle metalliche o vibrazioni che indicano un difetto avanzato. Se la macchina supporta un processo critico, una tendenza moderata ma confermata può giustificare la sostituzione prima che i sintomi diventino gravi.

La decisione di sostituzione dipende anche dalla criticità della macchina, dalla disponibilità del ricambio, dalle finestre di fermo e dal rischio di danni collaterali. Un piccolo cuscinetto in un trasportatore non critico può essere monitorato fino al successivo fermo programmato. Un cuscinetto che supporta un motore, una pompa, un mandrino o un riduttore essenziale per la produzione potrebbe dover essere sostituito al primo segnale confermato di deterioramento.

Prima di ordinare, verifica il codice esatto del cuscinetto, le dimensioni, il gioco interno, il tipo di tenuta, i requisiti di lubrificazione e qualsiasi caratteristica speciale. Nei macchinari più vecchi, il cuscinetto originale potrebbe essere fuori produzione oppure il componente installato potrebbe essere stato sostituito durante una riparazione precedente. Used Industrial Parts può aiutare i team di manutenzione e approvvigionamento a reperire componenti industriali nuovi, usati e difficili da trovare quando la necessità di un ricambio esatto rende la riparazione urgente.

Previeni il prossimo guasto del cuscinetto

Sostituire il cuscinetto senza correggere la causa spesso porta al ripetersi del guasto. Esamina le pratiche di installazione, gli intervalli di lubrificazione, il controllo della contaminazione, le procedure di allineamento, gli accoppiamenti dell'albero e del supporto, il carico operativo e le condizioni di stoccaggio. Utilizza strumenti di installazione adeguati che applichino la forza esclusivamente alla pista da montare. Non trasmettere mai la forza di installazione attraverso gli elementi volventi.

Un cuscinetto monitorato tempestivamente è solitamente un intervento di manutenzione pianificato. Un cuscinetto ignorato fino al bloccaggio può trasformarsi in un albero, un supporto, un giunto, un motore o un riduttore danneggiato. Integra semplici controlli delle condizioni nei giri di routine, monitora ciò che cambia e intervieni finché la riparazione è ancora sotto il tuo controllo.