Когда на ролике обнаруживаются трещины в кронштейне, наиболее распространённая在现场 оценка обычно звучит так: «Может быть, оборудование слишком тяжёлое и просто раздавило ролик?»

Однако в реальной эксплуатации некоторые ролики с трещинами не подвергались заметным перегрузкам и даже уже длительное время использовались в штатном режиме. Тем не менее трещины постепенно возникают в местах изгибов, вблизи отверстий или в зонах переходов конструкции и постепенно расширяются.

В данном случае необходимо учитывать другой механизм разрушения — Усталостное разрушение.

Это совсем не то же самое, что однократно «раздавить» ролик.

1. Что такое усталостное разрушение роликов?

Можно представить это как простое изгибание металлической пластины вперёд и назад.

Одно незначительное изгибание может и не вызвать заметных повреждений, но при многократном изгибе в одном и том же месте в материале со временем могут появиться трещины.

То же самое касается роликов.

Во время перемещения оборудования опорная конструкция постоянно подвергается воздействию, обусловленному нагрузками, поворотами, пуском и остановкой, а также неровностями поверхности. В отдельности эти воздействия могут оказаться недостаточными для заметной деформации опоры, однако при многократных циклических нагрузках в некоторых локальных зонах со временем могут формироваться усталостные повреждения.

Следовательно:

Отсутствие заметной перегрузки не означает, что структурные трещины наверняка не возникнут.

II. Почему трещины часто начинаются в «локальных участках»?

В металлических конструкциях напряжения в различных точках не одинаковы.

Зоны гибки, края отверстий, места резких изменений сечения, а также некоторые зоны соединений могут создавать относительно локализованное напряжённое состояние.

Под действием циклических нагрузок микротрещины чаще всего возникают именно в этих местах.

Вначале трещины могут быть настолько тонкими, что их трудно разглядеть невооружённым глазом.

По мере дальнейшей эксплуатации оборудования трещины постепенно расширяются, в конечном счёте превращаясь в явно видимые структурные повреждения.

Именно поэтому некоторые ролики кажутся «внезапно треснувшими»: на самом деле трещина могла уже формироваться в течение длительного времени.

3. Чем отличаются усталостные трещины от однократной деформации?

Если оборудование подверглось сильному удару или заметной перегрузке, опорная конструкция может испытать значительные необратимые деформации, например, разжатие вил, изгиб нижней плиты или общее перекосное положение.

Усталостное разрушение может быть совершенно иным.

Общая форма кронштейна по‑прежнему выглядит нормально, однако в отдельных местах уже появились мелкие трещины.

Поэтому при проверке роликов недостаточно лишь определять, есть ли изгиб.

Для устройств, эксплуатируемых с высокой частотой, следует также проверять наличие ненормальных трещин в местах изгиба креплений, вокруг отверстий и в основных зонах соединений.

4. В каких режимах работы проблема усталости заслуживает особого внимания?

Первая категория — Высокочастотное оборотное оборудование 。

Даже если однократная нагрузка не является экстремальной, при ежедневном интенсивном перемещении оборудования количество циклов, переносимых роликами, будет неуклонно возрастать.

Вторая категория — это Оборудование, подверженное наиболее интенсивным нагрузкам по маршруту 。

Например, при длительном и многократном проезде по стационарным швам, канавкам или неровным участкам каждый проезд вызывает аналогичное динамическое воздействие.

Третья категория — Устройство, часто меняющее направление 。

При постоянном переключении направления поворота ролика направление действующих на опору сил также непрерывно меняется.

Четвёртая категория — это мобильные устройства, находящиеся в условиях длительной вибрации.

Общая особенность этих режимов работы заключается не в том, что «один раз особенно тяжело», а в том, что… Одно и то же действие повторяется снова и снова.

5. Обнаружено трещину на одном ролике — достаточно заменить только этот один?

Можно быть более осторожным.

Если ролики одного и того же оборудования имеют сходный срок эксплуатации и длительное время работают в одинаковых условиях, то при появлении у одного из них усталостных трещин целесообразно одновременно проверить и остальные.

Особенно если в одном и том же месте конструкции появляются тонкие трещины, следы ржавчины или необычные отметки, не следует просто стирать их и продолжать эксплуатацию.

Кроме того, следует проверить маршрут работы оборудования.

Если ролики постоянно подвергаются ударным нагрузкам в одном и том же месте, то даже замена их на новые без устранения дефектов пола или изменения режима эксплуатации не избавит от повторения тех же циклических воздействий.

6. Почему «заменить на более прочную опору» не всегда является полным решением?

После обнаружения трещины самым очевидным решением кажется сделать опору более толстой.

Увеличение конструкционной прочности, разумеется, может улучшить работу в некоторых эксплуатационных условиях, однако проблему усталости нельзя оценивать лишь с точки зрения толщины.

Состояние материала, конструкция гибки, локальные переходы, качество изготовления, нагрузка на оборудование, а также режим эксплуатации — всё это может повлиять на результат.

Если истинная проблема обусловлена длительным и интенсивным воздействием, то простое увеличение размера какой‑либо детали не означает завершения анализа причин отказа.

Более эффективный метод — сначала выявить трещину. С чего начинать и почему всегда именно там?

7. При ежедневных проверках особое внимание следует уделять следующим зонам.

Для промышленных тележек, эксплуатируемых с высокой частотой, во время технического обслуживания можно одновременно проводить их осмотр:

Наблюдаются ли на месте сгибов кронштейна мелкие трещины;

Наличие аномальных следов вблизи монтажных отверстий или конструкционных проёмов;

Есть ли на вилках и в основных зонах соединений трещины или локальные деформации;

Наблюдаются ли у нескольких роликов на одном и том же оборудовании схожие признаки?

В случае обнаружения отклонений целесообразно незамедлительно прекратить эксплуатацию, способствующую дальнейшему распространению повреждений, и провести более тщательную проверку причин.

В заключение

Структурный отказ ролика необязательно обусловлен одним‑единственным «слишком сильным давлением».

Зачастую по‑настоящему тревожными оказываются те воздействия, которые кажутся незначительными, но повторяются изо дня в день.

Однократный удар не наносит вреда, и даже после ста ударов проблем может и не быть заметно, однако при длительном повторении состояние материала со временем может постепенно изменяться.

Поэтому, когда на опоре ролика появляются трещины, вместо того чтобы просто спрашивать:

«В этот раз, может быть, перегрузили?»

Не лучше ли задать ещё один вопрос:

«Сколько раз эта точка ранее подвергалась циклическим нагрузкам?»

С позиции перехода от «однократной нагрузки» к «длительной циклической», как правило, легче понять, почему у роликов через некоторое время эксплуатации появляются структурные трещины.

Вам когда‑нибудь на производстве встречалась ситуация, когда опоры роликов не имели заметных изгибов, а затем внезапно обнаруживались тонкие трещины? Как правило, такие дефекты появляются в первую очередь в местах сгибов и около отверстий — или в других участках? Ждём ваших комментариев!