Ce știți despre cele cinci metode majore de analiză a defecțiunilor rulmentului și sfaturi de diagnosticare? Lasă-mă să te duc să-l vezi astăzi.
01
Analiza și diagnosticarea sunetelor anormale de rotație
Detectarea și analiza sunetului anormal de rotație este o metodă de analiză care utilizează auscultarea pentru a monitoriza starea de funcționare a rulmentului. Uneltele utilizate în mod obișnuit sunt șurubelnițele lungi cu mânere din lemn sau tuburile din plastic dur cu un diametru exterior de aproximativ 20 mm. Relativ vorbind, utilizarea stetoscoapelor electronice pentru monitorizare este mai propice pentru îmbunătățirea fiabilității monitorizării. Când rulmentul este în stare normală de funcționare, funcționează fără probleme și vioi, fără stagnare. Sunetul produs este armonios și lipsit de zgomot. Puteți auzi un sunet de „bâzâit” uniform și continuu sau un sunet mai mic de „zâmbet”. Defecțiunile lagărului reflectate de sunete anormale sunt după cum urmează.
(1) Rulmentul emite un sunet de „sâsâit” uniform și continuu. Acest sunet este generat de elementele de rulare care se rotesc în inelele interioare și exterioare și include sunete neregulate de vibrații metalice care sunt independente de viteză. În general, cantitatea de grăsime din rulment este insuficientă și trebuie completată. Dacă echipamentul este oprit prea mult timp, mai ales la temperaturi scăzute în timpul iernii, rulmenții vor scoate uneori un sunet „foiitor” în timpul funcționării, care este legat de jocul radial mai mic al rulmenților și de pătrunderea mai mică a grăsimii. Jocul lagărului trebuie reglat corespunzător și trebuie înlocuită grăsimea nouă cu o penetrare mai mare.
(2) Rulmentul emite un sunet periodic uniform „whoosh” în sunetul continuu „whisk”. Acest sunet este cauzat de zgârieturi, caneluri și pete de rugină de pe elementele de rulare și canalele de rulare a inelului interior și exterior. Perioada sunetului este proporțională cu viteza de rotație a rulmentului. Rulmenții trebuie înlocuiți.
(3) Rulmentul emite un sunet „chacha” neregulat și inegal. Acest sunet este cauzat de pilitura de fier, nisipul și alte impurități care cad în rulment. Intensitatea sunetului este mică și nu are nimic de-a face cu numărul de rotații. Rulmenții trebuie curățați, re-unsați sau schimbati uleiul.
(4) Rulmentul emite un sunet de „foșnet” continuu și neregulat. Acest sunet este, în general, legat de potrivirea liberă între inelul interior al rulmentului și arbore sau de potrivirea liberă dintre inelul exterior și orificiul rulmentului. Când intensitatea sunetului este mare, relația de potrivire a rulmenților trebuie verificată și orice problemă trebuie reparată la timp.
02
Analiza și diagnosticarea semnalului de vibrații
Vibrația rulmentului este foarte sensibilă la deteriorarea rulmentului, cum ar fi decojirea, indentarea, rugina, fisurile, uzura etc., care se vor reflecta în măsurătorile rulmentului și ale vibrațiilor. Prin urmare, mărimea vibrației poate fi măsurată folosind un instrument special de măsurare a vibrațiilor lagărului (analizor de frecvență etc.), iar anomalia specifică poate fi dedusă din distribuția frecvenței. Valorile măsurate variază în funcție de condițiile de funcționare ale rulmentului sau de poziția de instalare a senzorului. Prin urmare, este necesar să se analizeze și să compare valorile măsurate ale fiecărei mașini în prealabil pentru a determina criteriile de judecată.
Există multe tehnologii de detectare și diagnosticare a defecțiunilor rulmentului, cum ar fi detectarea semnalului de vibrații, analiza și detectarea uleiului de lubrifiere, detectarea temperaturii, detectarea emisiilor acustice etc. Dintre diferitele metode de diagnosticare, tehnologia de diagnosticare bazată pe semnale vibraționale este cea mai utilizată. Această tehnologie este împărțită în două tipuri: metodă de diagnosticare simplă și metodă de diagnosticare precisă.
· Diagnosticarea simplă utilizează diverși parametri ai formei de undă a semnalului de vibrație, cum ar fi amplitudinea, factorul de creastă, factorul de creastă, densitatea de probabilitate, coeficientul de curtoză etc., precum și diferite tehnici de demodulare pentru a face o judecată preliminară asupra rulmentului pentru a confirma dacă există o greseala;
·Diagnoza de precizie folosește diverse metode moderne de procesare a semnalului pentru a determina tipul de defecțiune și cauza rulmentului care este considerat a fi defect în diagnoza simplă.
2.1 Metodă simplă de diagnosticare
În procesul de diagnosticare simplă a rulmenților cu rulare folosind vibrații, este de obicei necesar să se compare valoarea vibrației măsurată (valoarea de vârf, valoarea efectivă etc.) cu un anumit standard de judecată predeterminat și să se determine dacă valoarea vibrației măsurată depășește standardul. Limita este utilizată pentru a determina dacă rulmentul este defect și dacă este nevoie de un diagnostic precis suplimentar.
Criteriile de judecată utilizate pentru diagnosticarea simplă a rulmenților pot fi împărțite aproximativ în trei tipuri:
(1) Standard de judecată absolută: este o valoare absolută utilizată pentru a aprecia dacă valoarea vibrației măsurată depășește limita;
(2) Standard de judecată relativă: vibrația aceleiași părți a rulmentului este măsurată în mod regulat și comparată în timp. Valoarea vibrațiilor atunci când rulmentul este fără defecte este utilizată ca standard. Se bazează pe raportul dintre valoarea reală măsurată a vibrației și valoarea de referință a vibrației. criteriile de stabilire a diagnosticului;
(3) Standard de judecată analogică: este un standard care testează vibrația mai multor rulmenți ai aceluiași model la aceeași piesă în aceleași condiții și compară valorile vibrațiilor între ele pentru a fi judecate.
Standardul de judecată absolută este un standard stabilit pe baza metodei de detecție prescrise, așa că trebuie acordată atenție intervalului de frecvență aplicabil, iar detectarea vibrațiilor trebuie efectuată conform metodei prescrise. Nu există un standard de judecată absolut care să se aplice tuturor rulmenților. Prin urmare, standardele de judecată absolută, standardele de judecată relative și standardele de judecată analogică sunt în general utilizate pentru a obține rezultate de diagnosticare precise și fiabile.
Diagnosticul simplu include în principal următoarele metode:
(1) Metoda de diagnosticare a valorii amplitudinii
Valoarea amplitudinii menționată aici se referă la valoarea de vârf XP, valoarea medie
Aceasta este cea mai simplă și mai frecvent utilizată metodă de diagnosticare, care este diagnosticată prin compararea valorii amplitudinii măsurate cu valoarea dată în standardul de judecată.
·Valoarea de vârf reflectă amplitudinea maximă la un anumit moment, deci este potrivită pentru diagnosticarea defecțiunilor cu impact instantaneu, cum ar fi deteriorarea pitting la suprafață.
·Efectul de diagnostic al valorii medii este practic același cu cel al valorii de vârf. Avantajul său este că valoarea de detecție este mai stabilă decât valoarea de vârf, dar este utilizată în general atunci când viteza de rotație este mai mare (cum ar fi peste 300r/min).
· Valoarea medie pătrată este mediată în timp, deci este potrivită pentru diagnosticarea defecțiunilor în care valoarea amplitudinii se modifică lent în timp, cum ar fi uzura.
(2) Metoda de diagnosticare a densității probabilității
Curba de densitate de probabilitate a amplitudinii unui rulment fără defecte este o curbă de distribuție normală tipică; dar odată ce apare o defecțiune, curba densității probabilității poate fi deformată sau dispersată.
(3) Metoda de diagnosticare a coeficientului de curtoză
Un rulment fără defecte a cărui amplitudine satisface legea distribuției normale are o valoare de curtoză de aproximativ 3. Odată cu apariția și dezvoltarea defecțiunilor, valoarea curtozei are o tendință de schimbare similară cu factorul de creastă. Avantajul acestei metode este că nu are nimic de-a face cu viteza de rotație, dimensiunea și sarcina rulmentului și este potrivită în principal pentru diagnosticarea defectelor de coroziune prin pitting.
(4) Metoda de diagnosticare a factorului de formă
Factorul de creastă este definit ca raportul dintre vârf și medie (XP/X). Această valoare este, de asemenea, unul dintre indicatorii eficienți pentru diagnosticarea simplă a rulmenților.
(5) Metoda de diagnosticare a factorului de cresta
Factorul de creastă este definit ca raportul dintre valoarea de vârf și valoarea medie pătrată (XP/Xrms). Avantajul acestei valori pentru diagnosticarea simplă a rulmenților este că nu este afectată de dimensiunea, viteza și sarcina rulmentului și nici nu este afectată de modificările sensibilității instrumentelor primare și secundare, cum ar fi senzorii și amplificatoarele. Această valoare este potrivită pentru diagnosticarea defectelor de coroziune prin pitting. Prin monitorizarea tendinței de schimbare a valorilor XP/Xrms de-a lungul timpului, defecțiunile lagărelor de rulare pot fi anticipate eficient din timp și evoluția și tendințele de schimbare ale defecțiunilor pot fi reflectate.
· Când rulmentul nu are nicio defecțiune, XP/Xrms este o valoare stabilă mică;
· Când rulmentul este deteriorat, va fi generat un semnal de impact și valoarea de vârf a vibrației va crește semnificativ, dar valoarea rădăcină pătrată medie nu va crește semnificativ în acest moment, astfel încât XP/Xrms crește;
· Când defecțiunea continuă să se extindă și valoarea de vârf atinge treptat valoarea limită, valoarea pătrată medie începe să crească, iar XP/Xrms scade treptat până când revine la dimensiunea fără defecțiune.
2.2 Metoda de diagnosticare de precizie
Componentele de frecvență de vibrație ale rulmenților sunt foarte bogate, incluzând atât componente de joasă frecvență, cât și componente de înaltă frecvență, iar fiecare defecțiune specifică corespunde unei anumite componente de frecvență. Sarcina diagnosticului de precizie este de a separa componentele de frecvență specifice prin metode adecvate de procesare a semnalului pentru a indica existența unor defecțiuni specifice. Diagnosticele de precizie utilizate în mod obișnuit includ următoarele.
(1) Metoda de analiză a semnalului de joasă frecvență
Semnalele de joasă frecvență se referă la vibrații cu frecvențe sub 8 kHz. În general, senzorii de accelerație sunt utilizați pentru a măsura vibrația rulmenților, dar viteza de vibrație este analizată pentru semnale de joasă frecvență. Prin urmare, semnalul de accelerație trebuie convertit într-un semnal de viteză de către un integrator după trecerea printr-un amplificator de încărcare și apoi trece printr-un filtru trece-jos cu o frecvență de tăiere superioară de 8 kHz pentru a elimina semnalul de înaltă frecvență. În cele din urmă, componenta de frecvență trebuie analizată pentru a găsi frecvența caracteristică a semnalului. diagnostic.
(2) Metoda de analiză a demodulării semnalului de frecvență medie și înaltă
Gama de frecvență a semnalului de frecvență intermediară este de 8 ~ 20 kHz, iar gama de frecvență a semnalului de înaltă frecvență este de 20 ~ 80 kHz. Deoarece accelerația poate fi analizată direct pentru semnale de frecvență medie și înaltă, după ce semnalul senzorului trece prin amplificatorul de încărcare, semnalul de frecvență joasă este eliminat direct de un filtru trece-înalt, apoi demodulat și, în final, analiza frecvenței este efectuată pentru găsiți frecvența caracteristică a semnalului.
03
Analiza și diagnosticarea temperaturii rulmenților
Temperatura rulmentului poate fi estimată în general din temperatura din afara camerei rulmentului. Este mai potrivit dacă orificiul de ulei poate fi utilizat pentru a măsura direct temperatura inelului exterior al rulmentului. De obicei, temperatura rulmentului începe să crească lent pe măsură ce rulmentul funcționează și atinge o stare stabilă după 1 până la 2 ore. Temperatura normală a rulmenților variază în funcție de capacitatea de căldură a mașinii, disiparea căldurii, viteza de rotație și sarcină. Dacă lubrifierea și instalarea sunt necorespunzătoare, temperatura rulmentului va crește brusc și vor apărea temperaturi anormal de ridicate. În acest moment, operațiunea trebuie oprită și trebuie luate măsurile preventive necesare.
Temperaturile ridicate indică adesea că rulmentul este într-o stare anormală. Temperaturile ridicate sunt, de asemenea, dăunătoare pentru lubrifianții pentru rulmenți. Uneori supraîncălzirea rulmentului poate fi atribuită lubrifiantului rulmentului. Dacă rulmentul este rotit continuu pentru o lungă perioadă de timp la o temperatură care depășește 125 de grade, durata de viață a rulmentului va fi redusă. Cauzele rulmenților la temperatură ridicată includ: lubrifiere insuficientă sau excesivă, impurități în lubrifiant, sarcină excesivă, deteriorarea rulmentului, joc insuficient, frecare mare cauzată de etanșările de ulei etc.
Prin urmare, este necesară monitorizarea continuă a temperaturii lagărului, fie că se măsoară rulmentul în sine sau alte părți importante. Dacă condițiile de funcționare rămân neschimbate, orice modificare a temperaturii poate indica o defecțiune. Măsurarea regulată a temperaturii lagărului se poate face cu ajutorul unui termometru, cum ar fi termometrul digital SKF, care poate măsura cu precizie temperatura rulmentului și o poate afișa în unități de grade sau Fahrenheit. Importanța rulmenților înseamnă că atunci când sunt deteriorați, va determina oprirea echipamentului. Prin urmare, cel mai bine este ca astfel de rulmenți să fie echipați cu detectoare de temperatură. În circumstanțe normale, rulmenții vor avea o creștere naturală a temperaturii imediat după lubrifiere sau relubrifiere care durează una sau două zile.
04
Analiza și diagnosticarea lubrifianților
Metoda de analiză a lubrifianților folosește tehnologia de analiză ferografică, care este o metodă deosebit de potrivită pentru identificarea și prezicerea oboselii la rulare.
O parte din uleiul de lubrifiere al rulmentului este extrasă ca o probă de ulei, iar un câmp magnetic cu gradient ridicat este utilizat pentru a determina ca materia străină solidă conținută în proba de ulei care curge prin câmpul magnetic să fie depusă pe foaia de sticlă în proporție. la dimensiunea sa, astfel încât să poată fi observate forma, dimensiunea, culoarea și materialul particulelor de materie străină. , astfel încât tipul de uzură să poată fi identificat în mod clar, starea de funcționare a mașinii poate fi prevăzută și pericolele ascunse pot fi descoperite în timp. În principiu, tehnologia ferografiei vizează în principal identificarea magneților puternici, cum ar fi oțelul, dar are și capacități excelente de identificare pentru metale neferoase precum cuprul, nisipul, materia organică, resturile de sigiliu și alte materii străine.
Când în proba de ulei apar particule sferice asemănătoare oțelului cu un diametru de 1 până la 5 μm, este sigur că rulmentul a început să dezvolte micro-fisuri de oboseală. Când în eșantionul de ulei apar particule care se sparg prin oboseală cu un raport lungime/grosime de 10:1, iar lungimea este mai mare de 10 μm, a început uzura anormală prin oboseală a rulmentului. Când lungimea este mai mare de 100 μm, rulmentul s-a defectat.
Al treilea tip de resturi de oboseală sunt fulgii de oboseală cu un raport lungime-grosime de 30:1, cu o lungime de 20 până la 50 μm, iar fulgii conțin adesea cavități. La debutul oboselii, numărul acestor fulgi va crește semnificativ, ceea ce împreună cu particulele sferice pot fi un semn al debutului oboselii.
05
Detectarea emisiilor acustice
Principiul tehnologiei de detectare a emisiilor acustice este ca atunci cand un material este deformat sau fisurat din cauza fortelor externe sau interne, fenomenul de eliberare a energiei de deformare sub forma de unde elastice se numeste emisie acustica.
Tehnologia de utilizare a instrumentelor pentru detectarea și analiza semnalelor de emisie acustică și utilizarea semnalelor de emisie acustică pentru a deduce sursa emisiei acustice se numește tehnologie de detectare a emisiilor acustice. Utilizează fenomenul conform căruia particulele din interiorul materialului eliberează energie de deformare sub formă de unde elastice datorită mișcării relative pentru a identifica și înțelege materialul. sau structura starea internă.
Semnalele de emisie acustică includ tipul de rafală și tipul continuu. Semnalul de emisie acustică de explozie constă din impulsuri diferite de zgomotul de fond și care pot fi separate în timp; impulsurile unice ale semnalului de emisie acustică continuă nu se pot distinge. De fapt, semnalele de emisie acustică continuă sunt, de asemenea, compuse dintr-un număr mare de semnale de explozie mici, dar sunt prea dense pentru a fi distinse.
Când rulmenții nu funcționează corespunzător, pot fi generate atât semnale de emisie acustică bruște, cât și continue. Mișcarea relativă dintre suprafețele de contact ale componentelor rulmentului (inel interior, inel exterior, elemente de rulare și cușcă), tensiunea hertziană de contact cauzată de frecare și fisuri de suprafață, uzură, adâncituri etc. cauzate de defecțiune, suprasarcină etc. Defecțiuni precum canelarea, ocluzia, rugozitatea suprafeței cauzate de o lubrifiere slabă, marginile dure ale suprafeței cauzate de particulele de contaminare a lubrifierii și coroziunea prin pitting cauzată de curentul care trece prin rulment vor produce toate semnale bruște de emisie acustică.
Semnalele de emisie acustică continuă provin în principal din defecțiuni globale cauzate de uzura oxidativă pe suprafața rulmentului cauzată de o lubrifiere slabă (cum ar fi defecțiunea peliculei de ulei lubrifiant, infiltrarea de contaminanți în grăsime), temperaturi excesive și defecțiuni locale frecvente ale rulmenților. Acești factori provoacă un număr mare de evenimente bruște de emisie acustică într-o perioadă scurtă de timp, generând astfel semnale de emisie acustică continue.
În timpul funcționării unui rulment, defectarea acestuia (fie că este vorba de deteriorarea suprafeței, fisurarea sau deteriorarea uzurii) va provoca un impact elastic asupra suprafeței de contact și va produce un semnal de emisie acustică. Acest semnal conține informații bogate despre frecare, astfel încât emisia acustică poate fi utilizată pentru a monitoriza și diagnostica rulmenții.
