Was beschädigt Buchsen? 6 Ursachen für den Ausfall von Kupferbuchsen

Kurze Antwort: Was Buchsen tatsächlich beschädigt

Die meisten Buchsenausfälle sind auf eine von sechs Ursachen zurückzuführen: Fehlausrichtung zwischen Welle und Gehäuse, unzureichende oder verunreinigte Schmierung, Eindringen von abrasivem Schmutz oder Sand in die Gleitfläche, mechanische Überlastung über die Nennkapazität hinaus, Korrosion durch Feuchtigkeit oder Chemikalieneinwirkung und falsches Spiel beim Einbau. A Kupferbuchse ist so konzipiert, dass sie sich langsamer abnutzt als die Welle, die sie schützt, aber jede dieser sechs Bedingungen beschleunigt den Verschleiß weit über die normale Lebensdauer hinaus und verkürzt manchmal die Nennlebensdauer von mehreren Jahren auf einige Monate. In den folgenden Abschnitten wird jede Ursache im Detail beschrieben, zusammen mit den Warnzeichen und praktischen Schritten, die das Risiko eines vorzeitigen Ausfalls verringern.

Wellenfehlausrichtung und ungleichmäßige Lastverteilung

A Kupferbuchse ist so bearbeitet, dass ein enger, gleichmäßiger Abstand um die Welle herum gewährleistet ist, sodass sich die Last gleichmäßig über die gesamte Lagerfläche verteilen soll. Wenn die Welle und das Gehäuse auch nur eine geringfügige Abweichung aufweisen, konzentriert sich die Belastung stattdessen auf eine Kante der Buchse, wodurch sich dieser Abschnitt viel schneller abnutzt als der Rest.

Häufige Ursachen für Fehlausrichtungen

• Verschleiß der Gehäusebohrung, der mit der Zeit größer wird und dazu führt, dass sich die Welle unter Last aus der Mitte verschiebt
• Unsachgemäßer Einbau, bei dem die Buchse schräg und nicht rechtwinklig zur Bohrung eingepresst wurde
• Durchbiegung des Rahmens oder Gehäuses unter starken dynamischen Belastungen, wie sie bei Bergbau- und Maschinenbaumaschinen häufig vorkommen

Ungleichmäßige Verschleißmuster an einer ausgebauten Buchse – eine Verdünnung auf einer Seite und nicht über den gesamten Umfang – sind ein zuverlässiger Indikator dafür, dass eine Fehlausrichtung und nicht allgemeiner Verschleiß für den Ausfall verantwortlich ist.

Schmierungsfehler und Trockenlauf

Durch die Schmierung wird verhindert, dass eine Welle direkten Metallkontakt mit der Buchsenoberfläche hat. Wenn die Schmierung ausfällt, steigen sowohl Reibung als auch Hitze stark an, und der Schaden kann innerhalb kurzer Zeit bei fortgesetztem Betrieb von geringfügigen Riefen bis hin zu völligem Fressen fortschreiten.

Selbstschmierend Kupferbuchse Konstruktionen, bei denen Festschmierstoffeinsätze direkt in die Legierung eingebettet sind, verringern dieses Risiko bei Geräten, bei denen eine regelmäßige Schmierung schwierig ist oder leicht übersehen wird.

Abrasive Verunreinigung durch Schmutz, Sand und Ablagerungen

In Außen- und Schwerindustrieumgebungen wie Bergbau- und Maschinenbaumaschinen sind Schmutz und Splitt oft die eigentliche Ursache für scheinbar normale Abnutzung. Sobald abrasive Partikel an der Dichtung vorbei in den Schmierfilm gelangen, wirken sie wie Sandpapier zwischen der Welle und der Buchsenoberfläche.

Dies ist einer der Gründe, warum die Wahl der Legierung genauso wichtig ist wie das Dichtungsdesign. Eine Zinnbronze Kupferbuchse wird beispielsweise zum Teil wegen seiner Einbettbarkeit geschätzt – der Fähigkeit der weicheren Legierung, kleine harte Partikel in ihrer Oberfläche zu absorbieren, anstatt sie weiter an der Welle schleifen zu lassen, was die teurere Welle schützt, allerdings auf Kosten eines etwas schnelleren Buchsenverschleißes.

Überlastung über die Nennkapazität hinaus

Jede Buchsenlegierung hat eine Nenntragfähigkeit, die auf ihrer Härte, Wandstärke und Legierungszusammensetzung basiert. Beim Betrieb von Geräten, die über die Nennkapazität hinausgehen, wird die Lageroberfläche, selbst gelegentlich, komprimiert und verformt, und zwar auf eine Art und Weise, die sich nicht umkehrt, sobald die Belastung wieder normal ist.

1. Statische Überlastung durch Heben oder Stützen von Lasten über die Nenngrenze des Geräts hinaus, wodurch die Buchsenbohrung dauerhaft verformt werden kann.
2. Wiederholte Stoßbelastungen, wie sie bei Bergbau- und Abbruchmaschinen üblich sind, führen zu einer Ermüdung der Legierung, selbst wenn die Spitzenlasten innerhalb der statischen Nenngrenze bleiben.
3. Dauerhafter Hochgeschwindigkeitsbetrieb über die Konstruktionsspezifikationen hinaus, der die Betriebstemperatur erhöht und gleichzeitig den Verschleiß und den Schmierstoffabbau beschleunigt.

Aluminiumbronzelegierungen mit einer Zugfestigkeit, die höher sein kann 600 MPa , werden üblicherweise für Schwerlastanwendungen spezifiziert, gerade weil sie höhere statische Belastungen und Stoßbelastungen aushalten als Standard-Zinnbronze- oder Messingbuchsen, bevor die Verformung einsetzt.

Korrosion durch Feuchtigkeit, Meerwasser und chemische Einwirkung

Korrosion schädigt eine Buchse anders als mechanischer Verschleiß: Anstatt sie gleichmäßig zu verdünnen, wird die Lageroberfläche durchlöchert und aufgeraut, was zusätzlich zur eigentlichen Korrosion zusätzlich zu abrasivem Verschleiß führt. Schiffsantriebssysteme, Offshore-Plattformen und chemische Verarbeitungsanlagen üben einen anhaltenden Korrosionsdruck auf alle im System installierten Buchsen aus.

Die Wahl der Legierung ist hier der Hauptschutz. Zinnbronzesorten mit etwa 5 bis 10 % Zinn bieten eine hohe Beständigkeit gegen Meerwasserkorrosion, weshalb sie häufig für Dichtungssysteme in Schiffsantrieben eingesetzt werden, während Aluminiumbronzesorten mit 8 bis 10 % Aluminiumgehalt im Allgemeinen dort bevorzugt werden, wo die Einwirkung saurer oder alkalischer Chemikalien das größere Problem darstellt. Die Wahl der falschen Legierung für die Betriebsumgebung ist einer der häufigsten – und vermeidbarsten – Gründe a Kupferbuchse versagt lange vor seiner erwarteten Lebensdauer.

Falscher Sitz und Einbauspiel

Selbst eine korrekt spezifizierte Legierung kann frühzeitig ausfallen, wenn sie mit dem falschen Spiel eingebaut wird. Eine zu enge Passung schränkt den Schmiermittelfluss ein und kann dazu führen, dass sich die Buchse an der Welle festsetzt, da die Wärmeausdehnung den Spalt während des Betriebs weiter verengt. Eine zu lockere Passung ermöglicht übermäßige Wellenbewegungen, was zu Stoßbelastungen und beschleunigtem Verschleiß sowohl der Buchse als auch der Welle führt.

Weil a Kupferbuchse Wird in der Regel mit Bohrungstoleranzen im Mikrometerbereich gefertigt, sollte sich der Einbauspielraum immer an den Angaben des Herstellers für den jeweiligen Wellendurchmesser und Betriebstemperaturbereich orientieren und nicht an einer allgemeinen Faustregel.

Anzeichen dafür, dass eine Buchse bereits beschädigt ist

• Sichtbare Rillen, Riefen oder Verfärbungen durch Hitze auf der Lageroberfläche
• Erhöhtes Radialspiel oder Spiel zwischen Welle und Gehäuse
• Ungewöhnliche Geräusche, Vibrationen oder ein Schleifgefühl während des Betriebs
• Bei Routinekontrollen treten im Schmierstoff metallische Partikel oder Verfärbungen auf
• Lokale Lochfraßbildung oder eine raue, unebene Oberflächenstruktur, die auf einen Korrosionsschaden hindeutet

Das Erkennen dieser Anzeichen während der geplanten Wartung und nicht erst nach dem Einkerben einer Welle macht den Austausch einer Buchse zu einer Routinereparatur und nicht zu einer viel größeren Geräteüberholung.

Auswahl der richtigen Kupferbuchsenlegierung für die Betriebsumgebung

Yangzhou Yifeng Copper Products Co., Ltd. stellt Zinnbronze, Messing und Aluminiumbronze her Kupferbuchse Produkte für Bergbauausrüstung, Schiffsantriebssysteme, metallurgische Maschinen und Offshore-Bohrplattformen, deren Legierungszusammensetzung und Bohrungstoleranz an die Belastungs-, Korrosions- und Schmierbedingungen jeder Anwendung angepasst sind. Die Anpassung der Legierung an die Betriebsumgebung vor dem Einbau ist nach wie vor die wirksamste Möglichkeit, die oben beschriebenen Schadensbilder zu verhindern.