Вибрация — один из самых точных и ранних индикаторов состояния подшипников. Более 70% механических неисправностей можно определить именно по вибродиагностике. Повышенная вибрация подшипника указывает на износ, неправильное монтажное усилие, дисбаланс оборудования или смазочные проблемы.

В этой статье разберём основные причины вибрации подшипников, а также профессиональные методы диагностики, используемые на производствах, станках, в электродвигателях и промышленных агрегатах.

1. Основные причины вибрации подшипников

1.1. Износ дорожек качения

Со временем на дорожках появляются:

• микротрещины

• раковины

• питтинг

• выкрашивание

Эти дефекты вызывают периодические удары тел качения, что фиксируется вибродатчиками в виде характерных гармоник.

1.2. Недостаточная или неправильная смазка

Наиболее распространённая причина.

Приводит к:

• сухому трению

• повышенному нагреву

• разрушению смазочного слоя

• появлению высокочастотных вибраций

Особенно критично для подшипников электродвигателей.

1.3. Загрязнение подшипника

Абразивная пыль, стружка, вода или коррозия вызывают хаотичное движение тел качения и провоцируют вибрации широкого спектра.

1.4. Перекос и неправильный монтаж

Ошибки установки создают неравномерное распределение нагрузки.

Причины:

• ударная посадка через наружное кольцо

• перекос при запрессовке

• несоблюдение допусков H7/g6

• микролюфт

Это вызывает увеличенную амплитуду вибраций на низких частотах.

1.5. Дефекты тел качения

Проблемы с шариками или роликами проявляются как:

• точечные удары

• периодические вибрации

• шум «шуршания»

Часто возникают из-за ударного монтажа или перегрузок.

1.6. Электрическая эрозия

Актуально для двигателей с частотными преобразователями.

Последствия:

• прожоги на дорожках

• «ребристый» профиль дорожки

• высокий шум

Вибрации появляются на высоких частотах и растут по мере разрушения металла.

1.7. Дисбаланс оборудования

Если дисбаланс ротора не устранён, подшипники получают динамические ударные нагрузки, что резко повышает вибрацию.

1.8. Резонансные явления

Если рабочая частота совпадает с собственными частотами конструкции, вибрация резко увеличивается и разрушает подшипники.

2. Методы диагностики вибрации подшипников

2.1. Вибродиагностика (анализ вибросигнала)

Это основной и наиболее точный метод оценки состояния подшипника.

Используются параметры:

• RMS виброускорения (мм/с²)

• виброскорость (мм/с)

• спектральный анализ FFT

• огибающая спектра (Envelope)

FFT-анализ позволяет выявить повреждения:

• наружного кольца (частота BPFO)

• внутреннего кольца (BPFI)

• тел качения (BSF)

• сепаратора (FTF)

2.2. Анализ виброускорения на высоких частотах (HFD / PeakVue)

Методика применяется для раннего обнаружения дефектов, когда они ещё не видны спектром.

Позволяет выявить:

• микропиттинг

• кавитацию смазки

• начальный износ тел качения

2.3. Виброанализ на временной оси (осциллограмма)

Требуется, когда повреждение нестабильно.
Позволяет увидеть:

• удары

• ступенчатые переходы

• нерегулярные колебания

2.4. Температурный контроль

Рост температуры подшипника свидетельствует о:

• недостаточной смазке

• перегрузке

• разрушении дорожек

Устанавливаются термодатчики или инфракрасные датчики.

2.5. Шумовой анализ (акустическая диагностика)

Используется для:

• высокоскоростных узлов

• ранней диагностики кавитации смазки

Акустические сенсоры фиксируют ультразвук, который недоступен обычным вибродатчикам.

2.6. Визуальная диагностика при останове оборудования

Осматриваются:

• дорожки качения

• тела качения

• смазка

• уплотнения

• сепаратор

Тип дефекта видно по форме износа.

3. Как предотвратить вибрацию подшипников

✔ Правильная смазка

• использовать одну смазку по составу

• менять по регламенту

• соблюдать чистоту

• контролировать дозировку

✔ Качественный монтаж

• использовать нагревательные устройства

• избегать ударной посадки

• соблюдать соосность валов

✔ Балансировка оборудования

• регулярная проверка роторов и вентиляторов

✔ Защита от загрязнений

• хорошие уплотнения

• чистая зона обслуживания

✔ Контроль электрических токов

• изолированные подшипники

• заземляющие щётки

• фильтры на частотных преобразователях

✔ Регулярная вибродиагностика

• плановые измерения 1–2 раза в месяц

• FFT-анализ

• анализ огибающей

4. Вывод

Вибрация подшипников — объективный и один из самых точных методов оценки состояния оборудования. Понимание источников вибрации, правильная смазка, грамотный монтаж и регулярная вибродиагностика позволяют предотвратить аварии, продлить срок службы подшипников и сократить расходы на ремонт.