In diesem Beitrag werden neben der detaillierten Betrachtung der Wandervorgänge von Lagerringen primär die Simulationsmethodik bezüglich elastischer Zwischenschichten sowie die Ergebnisse einer FE-Parameterstudie präsentiert. Der Fokus liegt dabei auf Wälzlageraußenringen von Radiallagern unter Punktlast.

Šio tyrimo tikslas yra sukurti, realizuoti ir išbandyti metodą leidžiantį atlikti naujo riedėjimo guolio elementų neardoma diagnostiką ir įvertinti surinkimo kokybę. Norint įvertinti guolio kokybę jo neišardant, pasitelkti virpesių pagreičio signalo stebėsenos ir analizės metodai. Atlikti sekantys uždaviniai siekiant įgyvendinti tyrimo tikslą: • Apžvelgti pramonėje naudojami guolių kokybės įvertinimo metodai. • Sukurtas ir realizuotas metodas naujo guolio kokybei nustatyti. • Praktiškai patikrinta metodo teikiama nauda. • Išnagrinėta suteptų ir nesuteptų guolių įtaką kokybės nustatymui. Atliekant virpesių signalų tyrimą sukurtu ir realizuotu guolių elementų virpesių pagreičio vidutinės kvadratinės vertės metodu, galima nustatyti guolio surinkimo kokybę, jo elementų pažeidimus, neatliekant ardymo kas būna neišvengiama taikant kitus metodus. Metodo efektyvumas patvirtintas atliekant tiriamųjų guolių išsamius mechaninius tyrimus, kurių metu buvo išardyti tyrimuose naudoti riedėjimo guoliai ir nuodugniai ištirta jų riedėjimo elementų kokybė ir gauti rezultatai palyginti su realizuoto metodo teikiamais rezultatais. Realizuoti pagalbiniai metodai kaip virpesių pagreičio skirtumo radimas, vyraujančių dažnių paieška, kurie suteikia papildomos informacijos apie guolį ir/ar jo kokybę. Sukurtas ir realizuotas virpesių pagreičio signalo centravimo metodas, patikrinta jo teikiama praktinė nauda. / The purpose of this thesis is to create, implement and test a method which would allow to evaluate the quality of newly made bearing and its elements, without the need of disassembling the bearing. To evaluate the quality of the bearing without disassembling it, vibration signal monitoring and analysis methods were used. The following tasks were completed in order to accomplish the goal of the thesis: • Reviewed bearing quality evaluation and failure detection methods used in industry. • Created and implemented a method which could evaluate the quality of a bearing. • Experimentally tested the efficiency of the method. • Investigated the used oil influence on the quality detection. The quality of the bearing and its elements can be measured using bearing elements vibration acceleration root mean square method. This method does not require the disassembling of the bearing which might not be avoided when using other methods. The efficiency of the method was proven by performing extensive mechanical analysis on studied bearings, which required to disassemble the bearing and check in detail the quality of the bearing. The collected results were compared with the ones received from the implemented method. Some additional methods were created and implemented which would give more information about the bearing and its quality. The vibration acceleration signal centering method was implemented and its efficiency was checked experimentally.

O presente trabalho destina-se à discussão sobre o cálculo de vida útil de rolamentos. Mostrando o avanço do processo de cálculo ao longo das décadas até o mais alto grau de desenvolvimento atual. A preocupação do texto é demonstrar de forma simples e objetiva as divergências que existem entre a formulação teórica e a real vida dos rolamentos, no que tange a fadiga de contato. Neste contexto foram realizados testes, em máquina especialmente destinada ao ensaio da fadiga de rolamentos. Variando-se para as duas séries de ensaios, apenas, a temperatura (aproximadamente 85°C e 110°C). Os resultados obtidos indicam que a vida real dos rolamentos apresenta grande divergência se comparada com a vida útil calculada, principalmente, no regime com maior temperatura. Atribui-se a esta disparidade, a ausência de cálculos precisos quanto à correlação da vida útil com o fator l, que é uma forma de se calcular o espaçamento entre as superfícies de contato, e o não emprego do cálculo do fator de carga, na formulação da vida útil de rolamentos. / The present work has the purpose of discussing the life of rolling bearings, describing the evolution of bearing life calculation until its current state of the art. Our focus is to demonstrate, simply and objectively, the inconsistencies occurring between the actual life of rolling bearings and their theoretical fatigue life estimation. For such purpose, tests were developed in a special bearing test rig to assess bearing fatigue. Two test sets were carried out with temperature being the only variation (approximately 85°C and 110°C). Results obtained from these tests suggest that the real life of rolling bearings is indeed very different from calculated bearing life, especially under higher temperature. Such disparity can be attributed to the lack of a precise computation of the relationship between bearing real life and the l factor - which determines the thickness of lubricant separating raceways and balls - as well as to the failure to compute the load factor in bearing life estimation.

Este trabalho tem por objetivo apresentar uma técnica de identificação de falhas em mancais de rolamento até então praticamente inexistente no Brasil. Ela refere-se à mudança da tradicional lubrificação base-tempo, baseada em recomendações de fabricante e fórmulas retiradas de ábacos clássicos para a lubrificação base-condição. Mancais de rolamento são peças obrigatórias em uma infinidade de equipamentos, em sua grande parte, rotativos. A técnica mais difundida de identificação de falhas é a análise de vibração, em seus mais diversos graus de tecnologia embarcada. No entanto, o que ocorre por inúmeras vezes é a identificação da falha já em um estágio onde a falha não pode mais ser reparada, e sim apenas ter seu desenvolvimento monitorado. Isto ocorre devido à freqüência de coleta de dados ser baseada em cartas de severidade, e a falha pode se propagar de uma forma acelerada entre as medições realizadas. A partir desta nova técnica o que se busca é proporcionar à técnica de manutenção preventiva conhecida por lubrificação, que por muitas vezes é tão menosprezada dentro das indústrias, a aquisição de informações importantes a partir de coleta das vibrações ultrassônicas emitidas pelos mancais. Desta forma se fornecem condições para que a lubrificação atue de modo a auxiliar a técnica de análise de vibração, evitando lubrificações em demasia e prevenindo a falta de lubrificante nos mancais, a partir de inspeção baseada em condição. / The aim of this work is to develop a root cause fail identification technique in rolling bearings fairly known in Brazil. This technique refers to the changing from traditional time-based lubrication, done upon manufacturers’ recommendation and formulas taken from classic abacus to condition based lubrication. Rolling bearing are mandatory parts in a large amount of equipments, especially in dynamics. The most known technique for fail identification is vibration analysis, used with different technologies. However several times the identification is made in a stage where the problem can no longer be fixed only monitored. That situation happens because of data collection is made based in severity charts, and fail can propagate in a fast mode between collections. With this condition based technique, it follows to purpose to the other predictive maintenance technique known as lubrication, which is so many cases is undervalued inside industries, the acquisition of important information from bearing ultrasonic vibration data collection. Since this important model apparatus are given to that lubrication acts in order to help vibration analysis technique to avoid over greasing and preventing bearing lack of lubrication, inspection based on condition.

Este trabalho tem por objetivo apresentar uma técnica de identificação de falhas em mancais de rolamento até então praticamente inexistente no Brasil. Ela refere-se à mudança da tradicional lubrificação base-tempo, baseada em recomendações de fabricante e fórmulas retiradas de ábacos clássicos para a lubrificação base-condição. Mancais de rolamento são peças obrigatórias em uma infinidade de equipamentos, em sua grande parte, rotativos. A técnica mais difundida de identificação de falhas é a análise de vibração, em seus mais diversos graus de tecnologia embarcada. No entanto, o que ocorre por inúmeras vezes é a identificação da falha já em um estágio onde a falha não pode mais ser reparada, e sim apenas ter seu desenvolvimento monitorado. Isto ocorre devido à freqüência de coleta de dados ser baseada em cartas de severidade, e a falha pode se propagar de uma forma acelerada entre as medições realizadas. A partir desta nova técnica o que se busca é proporcionar à técnica de manutenção preventiva conhecida por lubrificação, que por muitas vezes é tão menosprezada dentro das indústrias, a aquisição de informações importantes a partir de coleta das vibrações ultrassônicas emitidas pelos mancais. Desta forma se fornecem condições para que a lubrificação atue de modo a auxiliar a técnica de análise de vibração, evitando lubrificações em demasia e prevenindo a falta de lubrificante nos mancais, a partir de inspeção baseada em condição. / The aim of this work is to develop a root cause fail identification technique in rolling bearings fairly known in Brazil. This technique refers to the changing from traditional time-based lubrication, done upon manufacturers’ recommendation and formulas taken from classic abacus to condition based lubrication. Rolling bearing are mandatory parts in a large amount of equipments, especially in dynamics. The most known technique for fail identification is vibration analysis, used with different technologies. However several times the identification is made in a stage where the problem can no longer be fixed only monitored. That situation happens because of data collection is made based in severity charts, and fail can propagate in a fast mode between collections. With this condition based technique, it follows to purpose to the other predictive maintenance technique known as lubrication, which is so many cases is undervalued inside industries, the acquisition of important information from bearing ultrasonic vibration data collection. Since this important model apparatus are given to that lubrication acts in order to help vibration analysis technique to avoid over greasing and preventing bearing lack of lubrication, inspection based on condition.

Este trabalho tem por objetivo apresentar uma técnica de identificação de falhas em mancais de rolamento até então praticamente inexistente no Brasil. Ela refere-se à mudança da tradicional lubrificação base-tempo, baseada em recomendações de fabricante e fórmulas retiradas de ábacos clássicos para a lubrificação base-condição. Mancais de rolamento são peças obrigatórias em uma infinidade de equipamentos, em sua grande parte, rotativos. A técnica mais difundida de identificação de falhas é a análise de vibração, em seus mais diversos graus de tecnologia embarcada. No entanto, o que ocorre por inúmeras vezes é a identificação da falha já em um estágio onde a falha não pode mais ser reparada, e sim apenas ter seu desenvolvimento monitorado. Isto ocorre devido à freqüência de coleta de dados ser baseada em cartas de severidade, e a falha pode se propagar de uma forma acelerada entre as medições realizadas. A partir desta nova técnica o que se busca é proporcionar à técnica de manutenção preventiva conhecida por lubrificação, que por muitas vezes é tão menosprezada dentro das indústrias, a aquisição de informações importantes a partir de coleta das vibrações ultrassônicas emitidas pelos mancais. Desta forma se fornecem condições para que a lubrificação atue de modo a auxiliar a técnica de análise de vibração, evitando lubrificações em demasia e prevenindo a falta de lubrificante nos mancais, a partir de inspeção baseada em condição. / The aim of this work is to develop a root cause fail identification technique in rolling bearings fairly known in Brazil. This technique refers to the changing from traditional time-based lubrication, done upon manufacturers’ recommendation and formulas taken from classic abacus to condition based lubrication. Rolling bearing are mandatory parts in a large amount of equipments, especially in dynamics. The most known technique for fail identification is vibration analysis, used with different technologies. However several times the identification is made in a stage where the problem can no longer be fixed only monitored. That situation happens because of data collection is made based in severity charts, and fail can propagate in a fast mode between collections. With this condition based technique, it follows to purpose to the other predictive maintenance technique known as lubrication, which is so many cases is undervalued inside industries, the acquisition of important information from bearing ultrasonic vibration data collection. Since this important model apparatus are given to that lubrication acts in order to help vibration analysis technique to avoid over greasing and preventing bearing lack of lubrication, inspection based on condition.

O presente trabalho destina-se à discussão sobre o cálculo de vida útil de rolamentos. Mostrando o avanço do processo de cálculo ao longo das décadas até o mais alto grau de desenvolvimento atual. A preocupação do texto é demonstrar de forma simples e objetiva as divergências que existem entre a formulação teórica e a real vida dos rolamentos, no que tange a fadiga de contato. Neste contexto foram realizados testes, em máquina especialmente destinada ao ensaio da fadiga de rolamentos. Variando-se para as duas séries de ensaios, apenas, a temperatura (aproximadamente 85°C e 110°C). Os resultados obtidos indicam que a vida real dos rolamentos apresenta grande divergência se comparada com a vida útil calculada, principalmente, no regime com maior temperatura. Atribui-se a esta disparidade, a ausência de cálculos precisos quanto à correlação da vida útil com o fator l, que é uma forma de se calcular o espaçamento entre as superfícies de contato, e o não emprego do cálculo do fator de carga, na formulação da vida útil de rolamentos. / The present work has the purpose of discussing the life of rolling bearings, describing the evolution of bearing life calculation until its current state of the art. Our focus is to demonstrate, simply and objectively, the inconsistencies occurring between the actual life of rolling bearings and their theoretical fatigue life estimation. For such purpose, tests were developed in a special bearing test rig to assess bearing fatigue. Two test sets were carried out with temperature being the only variation (approximately 85°C and 110°C). Results obtained from these tests suggest that the real life of rolling bearings is indeed very different from calculated bearing life, especially under higher temperature. Such disparity can be attributed to the lack of a precise computation of the relationship between bearing real life and the l factor - which determines the thickness of lubricant separating raceways and balls - as well as to the failure to compute the load factor in bearing life estimation.

Master’s thesis is focused on modification of experimental arrangement for radial ball bearing contact endurance testing so that the diagnostic method of acoustic emission could be applied. There is an assumption that AE method is able to identify damage to bearings in earlier stages than the vibration diagnostics. Design modifications also allow the addition of modern vibrodiagnostic equipment to a system.

In diesem Beitrag werden neben der detaillierten Betrachtung der Wandervorgänge von Lagerringen primär die Simulationsmethodik bezüglich elastischer Zwischenschichten sowie die Ergebnisse einer FE-Parameterstudie präsentiert. Der Fokus liegt dabei auf Wälzlageraußenringen von Radiallagern unter Punktlast.

Given diploma thesis deals with the design and realization of a device whose purpose is to simulate real condition in the contact area of deep groove ball bearings. Direct observation of such area was then carried out. Initial part of the thesis addresses principles occurring in ball bearings, such as friction and lubrication and wear mechanisms. Several devices which are commonly used for bearing lubrication studies are then described at the work. Subsequently, author’s solution was introduced with the output of Ball-on-ring device. Ball-on-ring configuration is key feature due to its geometry since it enables to create identical conditions as those which occur in ball bearings such as contact pressure and velocities. Lubricant distribution by the contact area is analysed with fluorescent microscopy. Part of this thesis is a validation experiment and drawing documentation of the device.