Що ви знаєте про п'ять основних методів аналізу несправності підшипників і поради щодо діагностики? Дозвольте мені побачити вас сьогодні.
01
Аналіз та діагностика ненормальних обертових звуків
Виявлення й аналіз аномального звуку обертання — це метод аналізу, який використовує аускультацію для моніторингу робочого стану підшипника. Зазвичай використовуються довгі викрутки з дерев’яними ручками або тверді пластикові трубки із зовнішнім діаметром приблизно 20 мм. Відносно кажучи, використання електронних стетоскопів для моніторингу є більш сприятливим для підвищення надійності моніторингу. Коли підшипник знаходиться в нормальному робочому стані, він працює плавно і жваво без застою. Звук виходить гармонійним і безшумним. Ви можете почути рівномірний і безперервний звук «дзижчання» або більш низький звук «дзижчання». Нижче наведені несправності підшипників, що відображаються ненормальними звуками.
(1) Підшипник видає рівномірний і безперервний «шиплячий» звук. Цей звук створюється елементами кочення, що обертаються у внутрішньому та зовнішньому кільцях, і включає звуки нерегулярної вібрації металу, які не залежать від швидкості. Як правило, кількість мастила в підшипнику недостатня, і її слід поповнити. Якщо обладнання надто довго зупиняється, особливо при низьких температурах взимку, підшипники іноді видають «шиплячий» звук під час роботи, що пов’язано з меншим радіальним зазором підшипників і меншим проникненням мастила. Необхідно відповідним чином відрегулювати зазор підшипника та замінити нове мастило з більшим проникненням.
(2) Підшипник видає рівномірний періодичний звук "свист" у безперервному звукі "віночка". Цей звук спричинений подряпинами, борозенками та плямами іржі на елементах кочення та доріжках кочення внутрішнього та зовнішнього кілець. Період звуку пропорційний швидкості обертання підшипника. Підшипники слід замінити.
(3) Підшипник видає нерегулярний і нерівномірний звук «чача». Цей звук виникає через потрапляння в підшипник залізних ошурків, піску та інших домішок. Інтенсивність звуку невелика і не має нічого спільного з кількістю обертів. Підшипники слід очистити, повторно змастити або замінити масло.
(4) Підшипник видає безперервний і нерівномірний звук «шелесту». Цей звук, як правило, пов’язаний із нещільним приляганням між внутрішнім кільцем підшипника та валом або нещільним приляганням між зовнішнім кільцем та отвором підшипника. Коли інтенсивність звуку висока, слід перевірити відповідність підшипників і вчасно усунути будь-які проблеми.
02
Аналіз і діагностика вібраційних сигналів
Вібрація підшипників дуже чутлива до пошкоджень підшипників, таких як відшарування, вм’ятини, іржа, тріщини, знос тощо, що буде відображено в вимірюваннях підшипників і вібрації. Таким чином, розмір вібрації можна виміряти за допомогою спеціального приладу для вимірювання вібрації підшипників (частотний аналізатор тощо), а конкретну аномалію можна зробити з розподілу частоти. Виміряні значення змінюються залежно від умов експлуатації підшипника або положення встановлення датчика. Тому необхідно заздалегідь проаналізувати та порівняти виміряні значення кожної машини, щоб визначити критерії оцінки.
Існує багато технологій виявлення та діагностики несправностей підшипників кочення, таких як виявлення вібраційного сигналу, аналіз та виявлення мастила, виявлення температури, виявлення акустичної емісії тощо. Серед різноманітних діагностичних методів найбільш широко використовується діагностична технологія на основі вібраційних сигналів. Ця технологія ділиться на два типи: метод простої діагностики та метод точної діагностики.
·Проста діагностика використовує різні параметри форми вібраційного сигналу, такі як амплітуда, крест-фактор, крест-фактор, щільність ймовірності, коефіцієнт ексцесу тощо, а також різні методи демодуляції для попереднього оцінювання пеленгу, щоб підтвердити наявність несправність;
· Точна діагностика використовує різні сучасні методи обробки сигналів для визначення типу несправності та причини підшипника, який вважається несправним під час простої діагностики.
2.1 Простий метод діагностики
У процесі простої діагностики підшипників кочення за допомогою вібрації зазвичай необхідно порівняти виміряне значення вібрації (пікове значення, ефективне значення тощо) з певним попередньо визначеним стандартом судження та визначити, чи перевищує виміряне значення вібрації стандарт. Межа використовується, щоб визначити, чи несправний підшипник і чи потрібна подальша точна діагностика.
Критерії оцінки, які використовуються для простої діагностики підшипників кочення, можна приблизно розділити на три типи:
(1) Абсолютний стандарт оцінки: це абсолютне значення, яке використовується для визначення того, чи перевищує виміряне значення вібрації межу;
(2) Відносний стандарт судження: вібрація тієї самої частини підшипника регулярно вимірюється та порівнюється в часі. Значення вібрації, коли підшипник справний, використовується як стандарт. Він заснований на відношенні фактично виміряного значення вібрації до еталонного значення вібрації. критерії постановки діагнозу;
(3) Стандарт оцінки аналогії: це стандарт, який перевіряє вібрацію кількох підшипників однієї моделі на тій самій частині за однакових умов і порівнює значення вібрації одне з одним для оцінки.
Абсолютний стандарт оцінки — це стандарт, встановлений на основі встановленого методу виявлення, тому слід звернути увагу на його застосовний діапазон частот, а виявлення вібрації має виконуватися відповідно до встановленого методу. Немає абсолютного стандарту, який би застосовувався до всіх підшипників. Тому для отримання точних і надійних діагностичних результатів зазвичай використовуються абсолютні стандарти судження, стандарти відносного судження та стандарти судження за аналогією.
Проста діагностика в основному включає наступні методи:
(1) Метод діагностики значення амплітуди
Згадане тут значення амплітуди відноситься до пікового значення XP, середнього значення
Це найпростіший і найчастіше використовуваний метод діагностики, який діагностується шляхом порівняння виміряного значення амплітуди зі значенням, наведеним у стандарті оцінки.
· Пікове значення відображає максимальну амплітуду в певний момент, тому воно придатне для діагностики несправності з миттєвим впливом, наприклад, точкове пошкодження поверхні.
· Діагностичний ефект середнього значення в основному такий самий, як і пікового значення. Його перевага полягає в тому, що значення виявлення стабільніше, ніж пікове значення, але воно зазвичай використовується, коли швидкість обертання вища (наприклад, вище 300 об/хв).
·Середнє квадратичне значення усереднюється за час, тому воно підходить для діагностики несправностей, коли значення амплітуди повільно змінюється з часом, наприклад, знос.
(2) Метод діагностики щільності ймовірності
Крива щільності ймовірності амплітуди безвідмовного підшипника кочення є типовою кривою нормального розподілу; але як тільки виникає несправність, крива щільності ймовірності може бути спотвореною або розсіяною.
(3) Метод діагностики коефіцієнта ексцесу
Безвідмовний підшипник, амплітуда якого задовольняє нормальний закон розподілу, має значення ексцесу, що дорівнює приблизно 3. З появою та розвитком дефектів, значення ексцесу має тенденцію зміни, подібну до коефіцієнта гребня. Перевага цього методу полягає в тому, що він не має нічого спільного зі швидкістю обертання, розміром і навантаженням підшипника, і в основному підходить для діагностики дефектів точкової корозії.
(4) Метод діагностики форм-фактора
Крест-фактор визначається як відношення піку до середнього (XP/X). Це значення також є одним з ефективних показників для простої діагностики підшипників кочення.
(5) Метод діагностики крест-фактора
Крест-фактор визначається як відношення пікового значення до середньоквадратичного значення (XP/Xrms). Перевага цього значення для простої діагностики підшипників кочення полягає в тому, що на нього не впливають розмір, швидкість і навантаження підшипника, а також зміни чутливості первинних і вторинних приладів, таких як датчики та підсилювачі. Це значення підходить для діагностики точкової корозії. Відстежуючи тенденцію зміни значень XP/Xrms з часом, несправності підшипників кочення можна ефективно передбачити на ранній стадії та відобразити тенденції розвитку та зміни несправностей.
·Коли підшипник кочення не має несправності, XP/Xrms є невеликим стабільним значенням;
·Коли підшипник пошкоджений, буде згенерований сигнал удару, і пікове значення вібрації значно збільшиться, але середньоквадратичне значення не збільшиться значно в цей час, тому XP/Xrms зростає;
· Коли несправність продовжує розширюватися і пікове значення поступово досягає граничного значення, середньоквадратичне значення починає збільшуватися, а XP/Xrms поступово зменшується, поки не повернеться до розміру без несправності.
2.2 Метод прецизійної діагностики
Частотні складові вібрації підшипників кочення дуже багаті, включаючи як низькочастотні, так і високочастотні компоненти, і кожна конкретна несправність відповідає певній частотній складовій. Завдання прецизійної діагностики полягає в тому, щоб відокремити конкретні частотні компоненти за допомогою відповідних методів обробки сигналу, щоб вказати на наявність конкретних несправностей. До загальновживаних засобів точної діагностики входять наступні.
(1) Метод аналізу низькочастотного сигналу
Низькочастотні сигнали – це вібрації з частотою нижче 8 кГц. Як правило, датчики прискорення використовуються для вимірювання вібрації підшипників кочення, але швидкість вібрації аналізується для низькочастотних сигналів. Тому сигнал прискорення повинен бути перетворений інтегратором в сигнал швидкості після проходження через підсилювач заряду, а потім пропущений через фільтр низьких частот з верхньою частотою зрізу 8 кГц для видалення високочастотного сигналу. Нарешті, частотна складова повинна бути проаналізована, щоб знайти характерну частоту сигналу. діагностика.
(2) Метод аналізу демодуляції сигналу середньої та високої частоти
Частотний діапазон сигналу середньої частоти становить 8~20 кГц, а діапазон частот високочастотного сигналу — 20~80 кГц. Оскільки прискорення можна безпосередньо аналізувати для сигналів середньої та високої частоти, після того, як сигнал датчика проходить через підсилювач заряду, низькочастотний сигнал безпосередньо видаляється фільтром високих частот, потім демодулюється, і, нарешті, виконується аналіз частоти, щоб знайти характерну частоту сигналу.
03
Аналіз і діагностика температури підшипників
Температуру підшипника зазвичай можна оцінити за температурою поза камерою підшипника. Доцільніше, якщо масляний отвір можна використовувати для безпосереднього вимірювання температури зовнішнього кільця підшипника. Зазвичай температура підшипника починає повільно зростати, коли підшипник працює, і досягає стабільного стану через 1-2 години. Нормальна температура підшипників змінюється залежно від теплоємності машини, розсіювання тепла, швидкості обертання та навантаження. Якщо змащування та встановлення неправильні, температура підшипника різко підвищиться та виникнуть аномально високі температури. На цей час операцію необхідно припинити і вжити необхідних профілактичних заходів.
Високі температури часто свідчать про те, що підшипник знаходиться в ненормальному стані. Високі температури також шкідливі для мастил підшипників. Іноді причиною перегріву підшипника може бути мастило підшипника. Якщо підшипник безперервно обертається протягом тривалого часу при температурі, що перевищує 125 градусів, термін служби підшипника буде зменшено. Причини високотемпературних підшипників включають: недостатнє або надмірне змащення, домішки в мастилі, надмірне навантаження, пошкодження підшипника, недостатній зазор, сильне тертя, спричинене масляними ущільнювачами тощо.
Тому необхідний безперервний моніторинг температури підшипника, чи то вимірювання самого підшипника, чи інших важливих частин. Якщо умови роботи залишаються незмінними, будь-яка зміна температури може вказувати на несправність. Регулярне вимірювання температури підшипників можна проводити за допомогою термометра, наприклад цифрового термометра SKF, який може точно вимірювати температуру підшипників і відображати її в градусах або Фаренгейтах. Важливість підшипників означає, що якщо вони пошкоджені, це призведе до зупинки обладнання. Тому такі підшипники найкраще оснащувати датчиками температури. За звичайних обставин підшипники мають природне підвищення температури відразу після змащування або повторного змащування, яке триває один або два дні.
04
Аналіз та діагностика мастильних матеріалів
У методі аналізу мастильних матеріалів використовується технологія ферографічного аналізу, яка є методом, який особливо підходить для ідентифікації та прогнозування втоми від кочення.
Частина мастила підшипника кочення витягується як зразок масла, і використовується магнітне поле з високим градієнтом, щоб тверді сторонні речовини, що містяться в зразку масла, що протікає через магнітне поле, осідали на скляному листі пропорційно до його розміру, щоб можна було спостерігати за формою, розміром, кольором і матеріалом сторонніх частинок. , щоб можна було чітко визначити тип зносу, передбачити робочий стан машини та вчасно виявити приховані небезпеки. В принципі, технологія ферографії в основному спрямована на ідентифікацію сильних магнітів, таких як сталь, але вона також має чудові можливості для ідентифікації кольорових металів, таких як мідь, пісок, органічні речовини, уламки ущільнень та інші сторонні речовини.
Коли в зразку масла з’являються сталеподібні сферичні частинки діаметром від 1 до 5 мкм, це означає, що в підшипнику почали з’являтися втомні мікротріщини. Коли у зразку масла з’являються втомні відколювані частинки із співвідношенням довжини до товщини 10:1, а довжина перевищує 10 мкм, у підшипнику почався аномальний втомний знос. Коли довжина перевищує 100 мкм, підшипник вийшов з ладу.
Третій тип уламків втоми - це лусочки втоми із співвідношенням довжини до товщини 30:1, довжиною від 20 до 50 мкм, часто містять порожнини. При настанні втоми кількість таких пластівців значно збільшиться, що разом із сферичними частинками може бути ознакою настання втоми.
05
Виявлення акустичної емісії
Принцип технології виявлення акустичної емісії полягає в тому, що коли матеріал деформується або розтріскується через зовнішні чи внутрішні сили, явище виділення енергії деформації у вигляді пружних хвиль називається акустичною емісією.
Технологія використання приладів для виявлення та аналізу сигналів акустичної емісії та використання сигналів акустичної емісії для визначення джерела акустичної емісії називається технологією виявлення акустичної емісії. Він використовує явище, коли частинки всередині матеріалу вивільняють енергію деформації у формі пружних хвиль через відносний рух, щоб ідентифікувати та зрозуміти матеріал. або внутрішній стан структури.
Сигнали акустичної емісії включають пакетний і безперервний тип. Сигнал спалаху акустичної емісії складається з імпульсів, які відрізняються від фонового шуму і можуть бути розділені в часі; окремі імпульси безперервного сигналу акустичної емісії нерозрізнені. Насправді сигнали безперервної акустичної емісії також складаються з великої кількості невеликих пакетних сигналів, але вони занадто щільні, щоб їх можна було розрізнити.
Коли підшипники кочення не працюють належним чином, можуть виникати як раптові, так і безперервні звукові сигнали. Відносний рух між контактними поверхнями компонентів підшипника (внутрішнє кільце, зовнішнє кільце, тіла кочення та сепаратор), контактна напруга Герца, спричинена тертям, і поверхневі тріщини, знос, вм’ятини тощо, спричинені несправністю, перевантаженням тощо. Такі несправності, як канавки, оклюзія, шорсткість поверхні, спричинена поганим змащенням, тверді краї поверхні, спричинені частинками забруднення мастила, і точкова корозія, спричинена струмом, що проходить через підшипник, спричинять раптові звукові сигнали.
Сигнали безперервної акустичної емісії в основному походять від глобальних несправностей, спричинених окисним зносом поверхні підшипників, спричиненим поганим змащенням (наприклад, пошкодження мастильної плівки, проникнення забруднень у мастило), надмірними температурами та частими локальними несправностями підшипників. Ці фактори спричиняють велику кількість раптових подій акустичної емісії за короткий проміжок часу, таким чином генеруючи безперервні сигнали акустичної емісії.
Під час роботи підшипника кочення його поломка (пошкодження поверхні, тріщина або зношування) спричинить пружний вплив на контактну поверхню та спричинить звуковий сигнал. Цей сигнал містить багату інформацію про тертя, тому акустичну емісію можна використовувати для моніторингу та діагностики підшипників кочення.
