Co víte o pěti hlavních metodách analýzy poruch ložisek a diagnostických tipech? Dovolte mi, abych vás dnes viděl.
01
Analýza a diagnostika abnormálních rotujících zvuků
Detekce a analýza zvuku abnormální rotace je metoda analýzy, která využívá auskultaci ke sledování pracovního stavu ložiska. Běžně používanými nástroji jsou dlouhé šroubováky s dřevěnou rukojetí, nebo tvrdé plastové trubky o vnějším průměru cca 20mm. Relativně řečeno, použití elektronických stetoskopů pro monitorování více přispívá ke zlepšení spolehlivosti monitorování. Když je ložisko v normálním provozním stavu, běží hladce a svižně bez stagnace. Produkovaný zvuk je harmonický a bez šumu. Můžete slyšet jednotný a nepřetržitý zvuk „bzučení“ nebo nižší „bzučení“. Poruchy ložisek odrážené abnormálními zvuky jsou následující.
(1) Ložisko vydává rovnoměrný a nepřetržitý "syčivý" zvuk. Tento zvuk je generován valivými prvky rotujícími ve vnitřním a vnějším kroužku a zahrnuje nepravidelné zvuky kovových vibrací, které jsou nezávislé na rychlosti. Obecně platí, že množství maziva v ložisku je nedostatečné a je třeba jej doplnit. Pokud je zařízení odstaveno na příliš dlouhou dobu, zejména při nízkých teplotách v zimě, ložiska někdy během provozu vydávají „sykavý“ zvuk, který souvisí s menší radiální vůlí ložisek a menším průnikem maziva. Vůli ložiska je třeba vhodně upravit a vyměnit nové mazivo s větším průnikem.
(2) Ložisko vydává rovnoměrný periodický zvuk „whoosh“ v nepřetržitém zvuku „whish“. Tento zvuk je způsoben škrábanci, drážkami a rezavými skvrnami na valivých tělesech a na oběžné dráze vnitřního a vnějšího kroužku. Perioda zvuku je úměrná rychlosti otáčení ložiska. Ložiska by se měla vyměnit.
(3) Ložisko vydává nepravidelný a nerovnoměrný zvuk „chacha“. Tento zvuk je způsoben železnými pilinami, pískem a jinými nečistotami padajícími do ložiska. Intenzita zvuku je malá a nemá nic společného s počtem otáček. Ložiska je třeba vyčistit, znovu namazat nebo vyměnit olej.
(4) Ložisko vydává nepřetržitý a nepravidelný "šustivý" zvuk. Tento zvuk obecně souvisí s volným uložením mezi vnitřním kroužkem ložiska a hřídelí nebo volným uložením mezi vnějším kroužkem a otvorem ložiska. Když je intenzita zvuku vysoká, je třeba zkontrolovat vzájemný vztah ložisek a případné problémy by měly být včas opraveny.
02
Analýza a diagnostika vibračních signálů
Vibrace ložisek jsou velmi citlivé na poškození ložisek, jako je odlupování, promáčknutí, rez, praskliny, opotřebení atd., což se projeví v měřeních ložisek a vibrací. Velikost vibrací lze tedy měřit pomocí speciálního přístroje na měření vibrací ložisek (frekvenčního analyzátoru atd.) a konkrétní odchylku lze odvodit z rozložení frekvence. Naměřené hodnoty se liší v závislosti na provozních podmínkách ložiska nebo montážní poloze snímače. Proto je nutné předem analyzovat a porovnat naměřené hodnoty každého stroje pro stanovení hodnotících kritérií.
Existuje mnoho technologií detekce a diagnostiky poruch valivých ložisek, jako je detekce signálu vibrací, analýza a detekce mazacího oleje, detekce teploty, detekce akustických emisí atd. Mezi různými diagnostickými metodami je nejpoužívanější diagnostická technologie založená na vibračních signálech. Tato technologie se dělí na dva typy: jednoduchá diagnostická metoda a přesná diagnostická metoda.
· Jednoduchá diagnostika využívá různé parametry tvaru vlny vibračního signálu, jako je amplituda, faktor výkyvu, faktor výkyvu, hustota pravděpodobnosti, koeficient špičatosti atd., jakož i různé techniky demodulace k provedení předběžného posouzení ložiska, aby se potvrdilo, zda existuje chyba;
·Přesná diagnostika využívá různé moderní metody zpracování signálu k určení typu závady a příčiny ložiska, které je v jednoduché diagnostice považováno za vadné.
2.1 Jednoduchá diagnostická metoda
V procesu jednoduché diagnostiky valivých ložisek pomocí vibrací je obvykle nutné porovnat naměřenou hodnotu vibrací (špičkovou hodnotu, efektivní hodnotu atd.) s určitým předem stanoveným úsudkovým standardem a určit, zda naměřená hodnota vibrací přesahuje normu. Limit se používá k určení, zda je ložisko vadné a zda je potřeba další přesná diagnóza.
Kritéria posuzování používaná pro jednoduchou diagnostiku valivých ložisek lze zhruba rozdělit do tří typů:
(1) Absolutní úsudek: Je to absolutní hodnota používaná k posouzení, zda naměřená hodnota vibrací překračuje limit;
(2) Relativní úsudek: Vibrace stejné části ložiska jsou pravidelně měřeny a porovnávány v čase. Jako standard se používá hodnota vibrací při bezporuchovém ložisku. Vychází z poměru skutečně naměřené hodnoty vibrací k referenční hodnotě vibrací. kritéria pro stanovení diagnózy;
(3) Analogický posudek: Je to norma, která testuje vibrace několika ložisek stejného modelu na stejné části za stejných podmínek a porovnává hodnoty vibrací mezi sebou pro posouzení.
Absolutní úsudek je standardem stanoveným na základě předepsané metody detekce, takže je třeba věnovat pozornost jejímu použitelnému frekvenčnímu rozsahu a detekce vibrací musí být prováděna podle předepsané metody. Neexistuje žádný absolutní standard posuzování, který by se vztahoval na všechna ložiska. Proto se k získání přesných a spolehlivých diagnostických výsledků obecně používají standardy absolutního úsudku, standardy relativního úsudku a standardy analogického úsudku.
Jednoduchá diagnostika zahrnuje především následující metody:
(1) Metoda diagnostiky hodnoty amplitudy
Zde uvedená hodnota amplitudy se vztahuje na špičkovou hodnotu XP, střední hodnotu
Jedná se o nejjednodušší a nejčastěji používanou diagnostickou metodu, která se diagnostikuje porovnáním naměřené hodnoty amplitudy s hodnotou uvedenou v úsudkovém standardu.
· Špičková hodnota odráží maximální amplitudu v určitém okamžiku, takže je vhodná pro diagnostiku poruch s okamžitým dopadem, jako je poškození povrchu důlkovou korekcí.
·Diagnostický účinek průměrné hodnoty je v zásadě stejný jako u špičkové hodnoty. Jeho výhodou je, že detekční hodnota je stabilnější než špičková hodnota, ale obecně se používá, když je rychlost otáčení vyšší (např. nad 300 ot./min.).
·Kvadratická hodnota je zprůměrována v čase, takže je vhodná pro diagnostiku poruch, kde se hodnota amplitudy mění pomalu s časem, jako je opotřebení.
(2) Diagnostická metoda hustoty pravděpodobnosti
Křivka hustoty pravděpodobnosti amplitudy bezporuchového valivého ložiska je typickou křivkou normálního rozdělení; ale jakmile dojde k chybě, může být křivka hustoty pravděpodobnosti zkreslená nebo rozptýlená.
(3) Diagnostická metoda koeficientu špičatosti
Bezporuchové ložisko, jehož amplituda vyhovuje zákonu normálního rozdělení, má hodnotu špičatosti přibližně 3. S výskytem a rozvojem poruch má hodnota špičatosti podobný měnící se trend jako faktor výkyvu. Výhodou této metody je, že nemá nic společného s rychlostí otáčení, velikostí a zatížením ložiska a je vhodná především pro diagnostiku vad důlkové koroze.
(4) Diagnostická metoda tvarového faktoru
Faktor výkyvu je definován jako poměr vrcholu k průměru (XP/X). Tato hodnota je také jedním z účinných ukazatelů pro jednoduchou diagnostiku valivých ložisek.
(5) Diagnostická metoda faktoru výkyvu
Faktor výkyvu je definován jako poměr maximální hodnoty k efektivní hodnotě (XP/Xrms). Výhodou této hodnoty pro jednoduchou diagnostiku valivých ložisek je, že není ovlivněna velikostí ložiska, otáčkami a zatížením, ani není ovlivněna změnami citlivosti primárních a sekundárních přístrojů, jako jsou snímače a zesilovače. Tato hodnota je vhodná pro diagnostiku defektů důlkové koroze. Sledováním měnícího se trendu hodnot XP/Xrms v čase lze včas účinně předvídat poruchy valivých ložisek a odrážet vývoj a měnící se trendy poruch.
·Pokud valivé ložisko nemá chybu, XP/Xrms je malá stabilní hodnota;
·Když je ložisko poškozeno, bude generován signál nárazu a špičková hodnota vibrací se výrazně zvýší, ale střední kvadratická hodnota se v tomto okamžiku výrazně nezvýší, takže se zvýší XP/Xrms;
·Když se porucha dále rozšiřuje a špičková hodnota postupně dosáhne mezní hodnoty, střední kvadratická hodnota se začne zvyšovat a XP/Xrms se postupně snižuje, dokud se nevrátí na velikost bez poruchy.
2.2 Přesná diagnostická metoda
Frekvenční složky vibrací valivých ložisek jsou velmi bohaté, zahrnují jak nízkofrekvenční složky, tak vysokofrekvenční složky a každá konkrétní porucha odpovídá konkrétní frekvenční složce. Úkolem přesné diagnostiky je oddělit specifické frekvenční složky pomocí vhodných metod zpracování signálu k indikaci existence specifických poruch. Mezi běžně používané přesné diagnostiky patří následující.
(1) Metoda analýzy nízkofrekvenčního signálu
Nízkofrekvenční signály se týkají vibrací s frekvencemi pod 8 kHz. Obecně se k měření vibrací valivých ložisek používají senzory zrychlení, ale rychlost vibrací se analyzuje pro nízkofrekvenční signály. Signál zrychlení musí být proto po průchodu nábojovým zesilovačem převeden integrátorem na signál rychlosti a poté musí projít dolní propustí s horní mezní frekvencí 8 kHz, aby se odstranil vysokofrekvenční signál. Nakonec je třeba analyzovat frekvenční složku, aby se našla charakteristická frekvence signálu. diagnóza.
(2) Metoda analýzy demodulace středofrekvenčního a vysokofrekvenčního signálu
Frekvenční rozsah mezifrekvenčního signálu je 8~20 kHz a frekvenční rozsah vysokofrekvenčního signálu je 20~80 kHz. Vzhledem k tomu, že zrychlení lze přímo analyzovat pro středofrekvenční a vysokofrekvenční signály, poté, co signál snímače projde nábojovým zesilovačem, je nízkofrekvenční signál přímo odstraněn vysokofrekvenčním filtrem, poté demodulován a nakonec je provedena frekvenční analýza najít charakteristickou frekvenci signálu.
03
Analýza a diagnostika teploty ložisek
Teplotu ložiska lze obecně odhadnout z teploty mimo komoru ložiska. Je vhodnější, pokud lze olejový otvor použít k přímému měření teploty vnějšího kroužku ložiska. Obvykle se teplota ložiska začne pomalu zvyšovat, jak ložisko funguje, a stabilního stavu dosáhne po 1 až 2 hodinách. Normální teplota ložisek se liší v závislosti na tepelné kapacitě stroje, odvodu tepla, rychlosti otáčení a zatížení. Pokud je mazání a instalace nesprávné, teplota ložiska prudce vzroste a dojde k abnormálně vysokým teplotám. V této době musí být provoz zastaven a musí být přijata nezbytná preventivní opatření.
Vysoké teploty často naznačují, že ložisko je v abnormálním stavu. Vysoké teploty jsou také škodlivé pro ložisková maziva. Někdy může být přehřátí ložiska připsáno mazivu ložiska. Pokud se ložisko nepřetržitě otáčí po dlouhou dobu při teplotě přesahující 125 stupňů, zkrátí se životnost ložiska. Mezi příčiny vysokoteplotních ložisek patří: nedostatečné nebo nadměrné mazání, nečistoty v mazivu, nadměrné zatížení, poškození ložisek, nedostatečná vůle, vysoké tření způsobené olejovými těsněními atd.
Proto je nutné neustálé sledování teploty ložiska, ať už měření samotného ložiska nebo jiných důležitých částí. Pokud se provozní podmínky nezmění, jakákoli změna teploty může znamenat poruchu. Pravidelné měření teploty ložiska lze provádět pomocí teploměru, jako je digitální teploměr SKF, který dokáže přesně měřit teplotu ložiska a zobrazovat ji v jednotkách stupňů nebo Fahrenheita. Důležitost ložisek znamená, že když jsou poškozena, způsobí to vypnutí zařízení. Proto je nejlepší, aby taková ložiska byla vybavena teplotními detektory. Za normálních okolností dojde u ložisek k přirozenému nárůstu teploty ihned po namazání nebo domazání, které trvá jeden nebo dva dny.
04
Analýza a diagnostika maziv
Metoda analýzy maziv využívá technologii ferografické analýzy, což je metoda zvláště vhodná pro identifikaci a predikci únavy odvalování.
Část mazacího oleje z valivého ložiska je extrahována jako vzorek oleje a je použito magnetické pole s vysokým gradientem, aby se pevné cizí látky obsažené ve vzorku oleje protékajícího magnetickým polem usazovaly na skleněné tabuli v poměru. na jeho velikost, aby bylo možné pozorovat tvar, velikost, barvu a materiál částic cizích látek. , takže lze jasně identifikovat typ opotřebení, předvídat provozní stav stroje a včas odhalit skrytá nebezpečí. V zásadě je ferografická technologie zaměřena hlavně na identifikaci silných magnetů, jako je ocel, ale má také vynikající identifikační schopnosti pro neželezné kovy, jako je měď, písek, organické látky, úlomky těsnění a další cizí látky.
Když se ve vzorku oleje objeví kulovité částice podobné oceli o průměru 1 až 5 μm, je jisté, že se v ložisku začaly vytvářet únavové mikrotrhliny. Když se ve vzorku oleje objeví únavové odlupující se částice s poměrem délky k tloušťce 10:1 a délka je větší než 10 μm, začalo abnormální únavové opotřebení ložiska. Když je délka větší než 100 μm, ložisko selhalo.
Třetím typem únavových úlomků jsou únavové vločky s poměrem délky k tloušťce 30:1, o délce 20 až 50 μm, přičemž vločky často obsahují dutiny. Při nástupu únavy se počet takových vloček výrazně zvýší, což se spolu s kulovitými částicemi může podepsat na nástupu únavy.
05
Detekce akustické emise
Princip technologie detekce akustické emise spočívá v tom, že při deformaci nebo popraskání materiálu vlivem vnějších nebo vnitřních sil se jev uvolňování deformační energie ve formě elastických vln nazývá akustická emise.
Technologie použití přístrojů k detekci a analýze signálů akustické emise a použití signálů akustické emise k odvození zdroje akustické emise se nazývá technologie detekce akustické emise. Využívá jevu, že částice uvnitř materiálu uvolňují deformační energii ve formě elastických vln v důsledku relativního pohybu k identifikaci a pochopení materiálu. nebo vnitřní stav struktury.
Signály akustické emise zahrnují typ burst a kontinuální typ. Shlukový akustický emisní signál se skládá z pulzů, které se liší od šumu pozadí a mohou být časově odděleny; jednotlivé pulzy signálu kontinuální akustické emise jsou nerozeznatelné. Signály kontinuální akustické emise se ve skutečnosti také skládají z velkého počtu malých impulzních signálů, ale jsou příliš husté na to, aby je bylo možné rozlišit.
Když valivá ložiska nefungují správně, mohou být generovány jak náhlé, tak trvalé signály akustické emise. Relativní pohyb mezi kontaktními plochami součástí ložiska (vnitřní kroužek, vnější kroužek, valivá tělesa a klec), Hertzovo kontaktní napětí způsobené třením a povrchové trhliny, opotřebení, vtlačení atd. způsobené poruchou, přetížením atd. Poruchy, jako je drážkování, okluze, drsnost povrchu způsobená špatným mazáním, tvrdé hrany povrchu způsobené částicemi kontaminace maziva a důlková koroze způsobená proudem procházejícím ložiskem, to vše způsobí náhlé signály akustické emise.
Nepřetržité signály akustické emise pocházejí především z globálních poruch způsobených oxidativním opotřebením na povrchu ložiska způsobeným špatným mazáním (jako je porucha filmu mazacího oleje, infiltrace nečistot do maziva), nadměrnými teplotami a častými lokálními poruchami ložisek. Tyto faktory způsobují velké množství náhlých akustických emisních událostí v krátkém časovém období, a tak generují nepřetržité akustické emisní signály.
Během provozu valivého ložiska způsobí jeho porucha (ať už se jedná o poškození povrchu, prasklinu nebo opotřebení opotřebením) pružný dopad na kontaktní plochu a vyvolá akustický emisní signál. Tento signál obsahuje bohaté informace o tření, takže akustickou emisi lze použít k monitorování a diagnostice valivých ložisek.
