Шум подшипника электродвигателя: причины и что делать

Шум подшипника электродвигателя вызывают пять групп причин, которые выделяет SKF: контакт металла с металлом из-за плохой смазки, загрязнение, ослабление посадок, повреждение дорожек качения и трение соседних деталей. Свист обычно говорит о недостатке смазки, рокот и стук о загрязнении или повреждении. Сначала проверяют смазку и измеряют ультразвук, потом решают, нужна ли замена.

Какой звук нормальный, а какой нет

Руководство SKF по монтажу и обслуживанию подшипников описывает звук так:

Звук	Что означает
Ровное «мурлыкание»	Нормальная работа
Свист или визг	Недостаточная смазка
Неровный рокот или стук	Чаще всего загрязнение в подшипнике или повреждение при монтаже

Слух полезен как первый сигнал, но не как диагноз. SKF отмечает, что усталостное разрушение начинается с микротрещины под поверхностью дорожки, которую на работающей машине не видно и не слышно. Когда шум появился, дефект уже развивается. Как проверить подшипник приборами, описано в статье «Как проверить подшипник электродвигателя без разборки».

Пять групп причин шума

В таблице неисправностей SKF для симптома «повышенный шум» перечислены следующие причины:

Группа	Причина	Что делать (по SKF)
Металл по металлу	Масляная плёнка слишком тонкая: высокая температура или очень низкая скорость	Подобрать смазку по вязкости и классу NLGI для условий работы
	Недостаточно смазки: подшипник не смазывали, утечка через изношенные или неподходящие уплотнения	Проверить уплотнения и уровень масла, восполнить смазку
	Проскальзывание тел качения: нагрузка ниже минимальной или слишком густая смазка	Обеспечить минимальную нагрузку, проверить консистенцию смазки
Загрязнение	Твёрдые частицы попадают в подшипник и оставляют вмятины	Проверить уплотнения, сократить интервал смазки, подавать меньше свежей смазки, но чаще
	Частицы, оставшиеся в корпусе после изготовления или прошлой аварии	Тщательно очистить корпус перед установкой нового подшипника
	Жидкость в смазке снижает её вязкость	Проверить уплотнения, сократить интервал смазки
Ослабление	Внутреннее кольцо проворачивается на валу (вал занижен или изношен)	Восстановить правильную посадку
	Наружное кольцо проворачивается в корпусе (расточка увеличена или изношена)	Восстановить посадку, устранить дисбаланс
	Ослаблена гайка на валу или закрепительной втулке, подшипник не поджат	Затянуть и застопорить
	Слишком большой радиальный или осевой внутренний зазор	Обеспечить постоянную нагрузку на тела качения, например пружинами
Повреждение поверхностей	Вмятины от удара (в том числе при монтаже молотком)	Не передавать усилие через тела качения, монтировать через монтажную втулку
	Ложное бринеллирование от вибрации на остановленной машине	Периодически проворачивать вал резервного оборудования
	Выкрашивание от усталости или от поверхностных повреждений	Найти первопричину: загрязнение, смазка, удары, ток
	Рифление (флютинг) от прохождения электрического тока	Заземлить оборудование, при необходимости изолированный или гибридный подшипник
Трение	Уплотнения корпуса смещены и трутся, стопорная шайба задевает уплотнение, втулка или кольца не зажаты	Выставить уплотнения, проверить крепёж

Смазка: проверьте первой

Две из трёх причин группы «металл по металлу» связаны со смазкой. SKF отдельно отмечает, что очень густая смазка способствует проскальзыванию тел качения, особенно в очень холодном климате, а проскальзывание даёт сильный нагрев и шум. Для неотапливаемых насосных и открытых площадок Казахстана зимой это стоит учитывать при выборе смазки: подробнее в статье «Выбор пластичной смазки для подшипников».

Избыток смазки тоже вреден. По SKF, слишком много смазки вызывает интенсивное перемешивание и повышение температуры. Признаки и последствия пересмазки разобраны в статье «Пересмазка подшипников: последствия», а связь с нагревом в статье «Почему греется подшипник электродвигателя».

Чтобы не гадать, SDT рекомендует ориентироваться на ультразвук: и недостаток, и избыток смазки повышают трение, а значит и уровень ультразвука над базовой линией. Рост больше 8 дБ над базой SDT считает поводом для проверки.

Повреждения: когда смазка уже не поможет

Если шум вызван вмятинами, выкрашиванием или рифлением дорожек, смазка его не уберёт. По SDT, рост ультразвука на 12–16 дБ над базовой линией указывает на деградацию подшипника, больше 30 дБ означает риск катастрофического отказа. Регулярные повторяющиеся пики во временном сигнале характерны для дефекта поверхности. На этой стадии планируют замену, а при замене устраняют причину, иначе новый подшипник повторит судьбу старого. Как развивается разрушение, показано в статье «4 стадии разрушения подшипника».

Про электрическую эрозию SKF пишет, что рифление чаще всего вызвано прохождением электрического тока через подшипник. Первая мера: правильное заземление. Если не помогло, применяют изолирующую втулку в корпусе, подшипник с изолированным наружным кольцом или гибридный подшипник с керамическими телами качения.

Подшипник или электрика

Электродвигатель может шуметь и без дефекта подшипника. SKF указывает, что многие электрические проблемы проявляются на удвоенной частоте сети: 100 Гц при питании 50 Гц. Дефекты подшипника дают другие частоты, связанные со скоростью вращения и геометрией подшипника. Разделить источники помогает спектр вибрации («Как читать спектр FFT») или анализ тока и напряжения, который показывает и механические, и электрические дефекты («ESA, MCSA и вибродиагностика»).

Что делать, если подшипник шумит

1. Определите, какой подшипник шумит: со стороны привода или с противоположной. Сравните с однотипной машиной.
2. Оцените характер звука: свист, рокот, стук, постоянный или периодический.
3. Измерьте ультразвук на обоих подшипниках и сравните с базовой линией.
4. Если похоже на смазку (свист, рост ультразвука около 8 дБ, нерегулярные пики), добавьте смазку небольшими порциями под контролем ультразвука. По SDT, при добавлении смазки уровень в дБ снижается; когда он начинает слегка расти, смазки достаточно.
5. Если сигнал не снижается, смазка не единственная причина. Проверьте вибрацию: спектр и огибающую. Ищите частоты дефектов подшипника и удвоенную частоту сети.
6. Проверьте посадки и уплотнения при ближайшей остановке: нет ли следов проворачивания колец, трения уплотнений, ослабленных гаек.
7. Планируйте замену, если признаки повреждения подтвердились. При замене очистите корпус, монтируйте без ударов, проверьте заземление.

Чем проверить

SDT340 измеряет ультразвук (20–50 кГц) и вибрацию (10 Гц – 10 кГц), имеет встроенный ИК-термометр и тахометр, позволяет слушать подшипник в наушниках и записывать сигнал для анализа. Если двигатель недоступен или нужно отделить механические причины от электрических, подходит тестер Artesis AMT Pro: он анализирует ток и напряжение со стороны питания, тест занимает 7 минут.

KEG TRK поставляет ультразвуковые детекторы SDT и тестеры электродвигателей Artesis в Казахстане. Цена по запросу.

Источники

• SKF USA Inc. Bearing Installation and Maintenance Guide: разделы «Test running», «Troubleshooting» и «Trouble conditions and their solutions» (коды 1–4, 12, 23, 27–42). https://cdn.skfmediahub.skf.com/api/public/0901d1968024f02a/pdf_preview_medium/0901d1968024f02a_pdf_preview_medium.pdf
• SKF. Spectrum Analysis: the key features of analyzing spectra (J. Mais), раздел 12 «Electrical problems». https://cdn.skfmediahub.skf.com/api/public/0901d1968024acef/pdf_preview_medium/0901d1968024acef_pdf_preview_medium.pdf
• SDT Ultrasound Solutions. Mechanical Condition Monitoring. https://sdtultrasound.com/applications/mechanical-condition-monitoring/
• SDT Ultrasound Solutions. Bearing Lubrication Monitoring. https://sdtultrasound.com/applications/bearing-lubrication-monitoring/
• Artesis. What is Condition Monitoring? A Technical Overview. https://artesis.com/condition-monitoring/
• Карточки приборов KEG TRK: SDT340, Artesis AMT Pro.