Kaj veste o petih glavnih metodah analize okvar ležajev in diagnostičnih nasvetih? Naj vas danes odpeljem na ogled.
01
Analiza in diagnoza nenormalnih vrtečih se zvokov
Zaznavanje in analiza nenormalnega zvoka vrtenja je metoda analize, ki uporablja avskultacijo za spremljanje delovnega statusa ležaja. Običajno uporabljena orodja so dolgi izvijači z lesenimi ročaji ali trde plastične cevi z zunanjim premerom približno 20 mm. Relativno gledano je uporaba elektronskih stetoskopov za spremljanje bolj ugodna za izboljšanje zanesljivosti spremljanja. Ko je ležaj v normalnem delovnem stanju, teče gladko in hitro brez stagnacije. Proizvedeni zvok je harmoničen in brez šuma. Slišite lahko enoten in neprekinjen "brneč" zvok ali nižji "brneč" zvok. Napake ležajev, ki jih odražajo nenormalni zvoki, so naslednje.
(1) Ležaj oddaja enoten in neprekinjen "šikajoči" zvok. Ta zvok ustvarjajo kotalni elementi, ki se vrtijo v notranjem in zunanjem obroču, in vključuje zvoke nepravilnih kovinskih vibracij, ki niso odvisne od hitrosti. Na splošno je količina masti v ležaju nezadostna in jo je treba dopolniti. Če je oprema predolgo ustavljena, zlasti pri nizkih temperaturah pozimi, bodo ležaji med delovanjem včasih oddajali "cvrčanje", kar je povezano z manjšo radialno zračnostjo ležajev in manjšim prodiranjem masti. Zračnost ležaja je treba ustrezno prilagoditi in zamenjati novo mast z večjo penetracijo.
(2) Ležaj oddaja enoten periodični zvok "sviljenje" v neprekinjenem zvoku "metlice". Ta zvok povzročajo praske, brazde in madeži rje na kotalnih elementih ter vodilih notranjih in zunanjih obročev. Perioda zvoka je sorazmerna s hitrostjo vrtenja ležaja. Ležaje je potrebno zamenjati.
(3) Ležaj oddaja neenakomeren in neenakomeren zvok "chacha". Ta zvok povzročajo železni opilki, pesek in druge nečistoče, ki padejo v ležaj. Intenzivnost zvoka je majhna in nima nobene zveze s številom vrtljajev. Ležaje je potrebno očistiti, namastiti ali zamenjati olje.
(4) Ležaj oddaja neprekinjen in neenakomeren "šumeč" zvok. Ta zvok je na splošno povezan z ohlapnim prileganjem med notranjim obročem ležaja in gredjo ali z ohlapnim prileganjem med zunanjim obročem in luknjo ležaja. Ko je intenzivnost zvoka visoka, je treba preveriti razmerje ujemanja ležajev in morebitne težave pravočasno odpraviti.
02
Analiza in diagnostika vibracijskih signalov
Vibracije ležajev so zelo občutljive na poškodbe ležajev, kot so luščenje, vdolbine, rja, razpoke, obraba itd., kar se odraža v meritvah ležajev in vibracij. Zato je mogoče velikost vibracij izmeriti z uporabo posebnega merilnega instrumenta za vibracije ležajev (frekvenčni analizator itd.), specifično nenormalnost pa je mogoče sklepati iz porazdelitve frekvence. Izmerjene vrednosti se razlikujejo glede na delovne pogoje ležaja ali položaj namestitve senzorja. Zato je treba vnaprej analizirati in primerjati izmerjene vrednosti vsakega stroja, da se določijo kriteriji presoje.
Obstaja veliko tehnologij za odkrivanje in diagnostiko napak kotalnih ležajev, kot so zaznavanje vibracijskih signalov, analiza in zaznavanje mazalnega olja, temperaturno zaznavanje, zaznavanje akustičnih emisij itd. Med različnimi diagnostičnimi metodami se najpogosteje uporablja diagnostična tehnologija, ki temelji na vibracijskih signalih. Ta tehnologija je razdeljena na dve vrsti: preprosta diagnostična metoda in natančna diagnostična metoda.
· Enostavna diagnoza uporablja različne parametre valovne oblike vibracijskega signala, kot so amplituda, faktor vrha, faktor vrha, gostota verjetnosti, koeficient kurtoze itd., kot tudi različne tehnike demodulacije za predhodno presojo ležaja in potrditev, ali obstaja napaka;
·Natančna diagnoza uporablja različne sodobne metode obdelave signalov za določitev vrste napake in vzroka ležaja, ki se pri preprosti diagnozi šteje za okvarjenega.
2.1 Preprosta diagnostična metoda
V procesu enostavne diagnostike kotalnih ležajev z uporabo vibracij je običajno treba primerjati izmerjeno vrednost vibracij (najvišjo vrednost, efektivno vrednost itd.) z določenim vnaprej določenim standardom presoje in ugotoviti, ali izmerjena vrednost vibracij presega standard. Meja se uporablja za ugotavljanje, ali je ležaj okvarjen in ali je potrebna nadaljnja natančna diagnoza.
Merila presoje, ki se uporabljajo za preprosto diagnozo kotalnih ležajev, lahko v grobem razdelimo na tri vrste:
(1) Absolutni standard presoje: je absolutna vrednost, ki se uporablja za presojo, ali izmerjena vrednost vibracij presega mejo;
(2) Standard relativne presoje: Vibracije istega dela ležaja se redno merijo in primerjajo v času. Kot standard se uporablja vrednost vibracij, ko je ležaj brez napak. Temelji na razmerju med dejansko izmerjeno vrednostjo vibracij in referenčno vrednostjo vibracij. merila za postavitev diagnoze;
(3) Standard za presojo analogije: je standard, ki preizkuša vibracije več ležajev istega modela na istem delu pod enakimi pogoji in primerja vrednosti vibracij med seboj za presojo.
Standard absolutne presoje je standard, ki temelji na predpisani metodi zaznavanja, zato je treba paziti na njegovo veljavno frekvenčno območje, zaznavanje vibracij pa je treba izvesti v skladu s predpisano metodo. Ni absolutnega standarda presoje, ki bi veljal za vse ležaje. Zato se za pridobitev natančnih in zanesljivih diagnostičnih rezultatov običajno uporabljajo absolutni standardi presoje, relativni standardi presoje in standardi analogne presoje.
Preprosta diagnoza vključuje predvsem naslednje metode:
(1) Metoda diagnoze vrednosti amplitude
Tukaj omenjena vrednost amplitude se nanaša na najvišjo vrednost XP, srednjo vrednost
To je najenostavnejša in najpogosteje uporabljena diagnostična metoda, ki se diagnosticira s primerjavo izmerjene vrednosti amplitude z vrednostjo, navedeno v standardu presoje.
· Najvišja vrednost odraža največjo amplitudo v določenem trenutku, zato je primerna za diagnozo napake s takojšnjim vplivom, kot je površinska poškodba zaradi luknjanja.
· Diagnostični učinek povprečne vrednosti je v bistvu enak kot pri najvišji vrednosti. Njegova prednost je, da je vrednost zaznavanja stabilnejša od najvišje vrednosti, vendar se običajno uporablja, ko je hitrost vrtenja višja (na primer nad 300r/min).
· Srednja kvadratna vrednost je povprečna v času, zato je primerna za diagnozo napak, kjer se vrednost amplitude počasi spreminja s časom, kot je obraba.
(2) Diagnostična metoda gostote verjetnosti
Krivulja gostote verjetnosti amplitude brezhibnega kotalnega ležaja je tipična krivulja normalne porazdelitve; a ko pride do napake, je lahko krivulja gostote verjetnosti poševna ali razpršena.
(3) Diagnostična metoda koeficienta kurtoze
Ležaj brez napak, katerega amplituda zadošča zakonu normalne porazdelitve, ima vrednost kurtoze približno 3. S pojavom in razvojem napak ima vrednost kurtoze podoben trend spreminjanja kot vršni faktor. Prednost te metode je, da nima nobene zveze s hitrostjo vrtenja, velikostjo in obremenitvijo ležaja in je primerna predvsem za diagnozo napak zaradi jamičaste korozije.
(4) Diagnostična metoda faktorja oblike
Vrhunski faktor je opredeljen kot razmerje med vrhom in povprečjem (XP/X). Ta vrednost je tudi eden izmed učinkovitih indikatorjev za preprosto diagnozo kotalnih ležajev.
(5) Diagnostična metoda vršnega faktorja
Vrhunski faktor je opredeljen kot razmerje med najvišjo vrednostjo in korensko srednjo kvadratno vrednostjo (XP/Xrms). Prednost te vrednosti za preprosto diagnozo kotalnih ležajev je, da nanjo ne vplivajo velikost, hitrost in obremenitev ležaja, niti spremembe v občutljivosti primarnih in sekundarnih instrumentov, kot so senzorji in ojačevalniki. Ta vrednost je primerna za diagnosticiranje napak zaradi jamičaste korozije. S spremljanjem trenda spreminjanja vrednosti XP/Xrms skozi čas je mogoče napake kotalnih ležajev učinkovito predvideti zgodaj in odražati razvoj in spreminjajoče se trende napak.
·Če je kotalni ležaj brez napake, je XP/Xrms majhna stabilna vrednost;
·Ko je ležaj poškodovan, se ustvari udarni signal in najvišja vrednost vibracij se bo znatno povečala, vendar se povprečna kvadratna vrednost v tem trenutku ne bo bistveno povečala, zato se XP/Xrms poveča;
·Ko se napaka še naprej širi in najvišja vrednost postopoma doseže mejno vrednost, začne povprečna kvadratna vrednost naraščati, XP/Xrms pa postopoma pada, dokler se ne vrne na velikost brez napake.
2.2 Precizna diagnostična metoda
Komponente frekvence vibracij kotalnih ležajev so zelo bogate, vključno z nizkofrekvenčnimi komponentami in visokofrekvenčnimi komponentami, vsaka specifična napaka pa ustreza določeni frekvenčni komponenti. Naloga natančne diagnoze je ločiti specifične frekvenčne komponente z ustreznimi metodami obdelave signala, da pokaže obstoj specifičnih napak. Običajno uporabljena natančna diagnostika vključuje naslednje.
(1) Metoda analize nizkofrekvenčnega signala
Nizkofrekvenčni signali se nanašajo na vibracije s frekvenco pod 8kHz. Na splošno se senzorji pospeška uporabljajo za merjenje vibracij kotalnih ležajev, vendar se hitrost vibracij analizira za nizkofrekvenčne signale. Zato mora integrator po prehodu skozi ojačevalnik naboja signal pospeška pretvoriti v signal hitrosti, nato pa skozi nizkopasovni filter z zgornjo mejno frekvenco 8 kHz, da odstrani visokofrekvenčni signal. Končno je treba analizirati frekvenčno komponento, da bi našli karakteristično frekvenco signala. diagnoza.
(2) Metoda analize demodulacije srednje- in visokofrekvenčnega signala
Frekvenčno območje signala srednje frekvence je 8~20kHz, frekvenčno območje signala visoke frekvence pa je 20~80kHz. Ker je pospešek mogoče neposredno analizirati za srednje- in visokofrekvenčne signale, potem ko signal senzorja preide skozi ojačevalnik polnjenja, nizkofrekvenčni signal neposredno odstrani visokofrekvenčni filter, nato demodulira in na koncu izvede frekvenčno analizo, da poiščite karakteristično frekvenco signala.
03
Analiza in diagnoza temperature ležajev
Temperaturo ležaja je na splošno mogoče oceniti iz temperature zunaj ležajne komore. Bolj primerno je, če se luknja za olje lahko uporabi za neposredno merjenje temperature zunanjega obroča ležaja. Običajno začne temperatura ležaja počasi naraščati, ko ležaj deluje, in doseže stabilno stanje po 1 do 2 urah. Normalna temperatura ležajev se spreminja glede na toplotno kapaciteto stroja, odvajanje toplote, hitrost vrtenja in obremenitev. Če sta mazanje in namestitev neustrezna, se bo temperatura ležaja močno dvignila in pojavile se bodo nenormalno visoke temperature. V tem času je treba delovanje prekiniti in sprejeti potrebne preventivne ukrepe.
Visoke temperature pogosto kažejo, da je ležaj v nenormalnem stanju. Visoke temperature so škodljive tudi za maziva ležajev. Včasih je pregrevanje ležaja mogoče pripisati mazivu ležaja. Če se ležaj dolgo časa neprekinjeno vrti pri temperaturi nad 125 stopinj, se življenjska doba ležaja zmanjša. Vzroki za visokotemperaturne ležaje vključujejo: nezadostno ali prekomerno mazanje, nečistoče v mazivu, čezmerno obremenitev, poškodbe ležaja, nezadostno zračnost, veliko trenje, ki ga povzročajo oljna tesnila itd.
Zato je potrebno stalno spremljanje temperature ležaja, ne glede na to, ali gre za merjenje samega ležaja ali drugih pomembnih delov. Če pogoji delovanja ostanejo nespremenjeni, lahko kakršna koli sprememba temperature pomeni okvaro. Redno merjenje temperature ležaja lahko opravite s pomočjo termometra, kot je digitalni termometer SKF, ki lahko natančno izmeri temperaturo ležaja in jo prikaže v enotah stopinj ali Fahrenheita. Pomembnost ležajev pomeni, da ko so poškodovani, bo to povzročilo zaustavitev opreme. Zato je najbolje, da so takšni ležaji opremljeni z detektorji temperature. V normalnih okoliščinah bo prišlo do naravnega dviga temperature ležajev takoj po mazanju ali ponovnem mazanju, ki traja en ali dva dni.
04
Analiza in diagnoza maziv
Metoda analize maziv uporablja tehnologijo ferografske analize, ki je metoda, posebej primerna za prepoznavanje in napovedovanje utrujenosti kotaljenja.
Del mazalnega olja kotalnega ležaja se ekstrahira kot vzorec olja, magnetno polje z visokim gradientom pa se uporabi, da povzroči, da se trdna tuja snov v vzorcu olja, ki teče skozi magnetno polje, sorazmerno odloži na stekleno ploščo. na njegovo velikost, tako da je mogoče opazovati obliko, velikost, barvo in material delcev tujka. , tako da je mogoče jasno prepoznati vrsto obrabe, predvideti stanje delovanja stroja in pravočasno odkriti skrite nevarnosti. Načeloma je ferografska tehnologija namenjena predvsem prepoznavanju močnih magnetov, kot je jeklo, vendar ima tudi odlične zmožnosti identifikacije neželeznih kovin, kot so baker, pesek, organske snovi, ostanki tesnil in drugi tujki.
Ko se v vzorcu olja pojavijo jeklu podobni sferični delci s premerom od 1 do 5 μm, je gotovo, da so se v ležaju začele pojavljati mikrorazpoke zaradi utrujenosti. Ko se v vzorcu olja pojavijo delci zaradi utrujenosti z razmerjem med dolžino in debelino 10:1 in je dolžina večja od 10 μm, se je v ležaju začela nenormalna obraba zaradi utrujenosti. Ko je dolžina večja od 100 μm, je ležaj odpovedal.
Tretja vrsta utrujajočih drobcev so utrujajoči kosmiči z razmerjem med dolžino in debelino 30:1, dolžine od 20 do 50 μm, kosmiči pa pogosto vsebujejo votline. Ob nastopu utrujenosti se bo število takih kosmičev močno povečalo, kar je skupaj s sferičnimi delci lahko znak nastopa utrujenosti.
05
Zaznavanje akustične emisije
Načelo tehnologije zaznavanja akustične emisije je, da ko se material zaradi zunanjih ali notranjih sil deformira ali razpoka, pojav sproščanja deformacijske energije v obliki elastičnih valov imenujemo akustična emisija.
Tehnologija uporabe instrumentov za zaznavanje in analizo signalov zvočne emisije ter uporaba signalov zvočne emisije za sklepanje vira zvočne emisije se imenuje tehnologija zaznavanja zvočne emisije. Za identifikacijo in razumevanje materiala uporablja pojav, da delci v materialu zaradi relativnega gibanja sproščajo deformacijsko energijo v obliki elastičnih valov. ali notranje stanje strukture.
Signali akustične emisije vključujejo rafalni in neprekinjeni tip. Signal rafalne akustične emisije je sestavljen iz impulzov, ki se razlikujejo od hrupa v ozadju in jih je mogoče časovno ločiti; posameznih impulzov neprekinjenega signala zvočne emisije ni mogoče razlikovati. Signali neprekinjenega zvočnega oddajanja so prav tako sestavljeni iz velikega števila majhnih rafalnih signalov, vendar so pregosti, da bi jih bilo mogoče razlikovati.
Ko kotalni ležaji ne delujejo pravilno, se lahko ustvarijo tako nenadni kot stalni zvočni signali. Relativno gibanje med kontaktnimi površinami ležajnih komponent (notranji obroč, zunanji obroč, kotalni elementi in kletka), Hertzova kontaktna napetost zaradi trenja in površinske razpoke, obraba, vdolbine itd., ki jih povzročajo okvare, preobremenitve itd. Napake, kot so utori, okluzije, površinska hrapavost zaradi slabega mazanja, površinski trdi robovi, ki jih povzročijo delci kontaminacije maziva, in luknjičasta korozija, ki jo povzroči tok, ki teče skozi ležaj, bodo povzročili nenadne zvočne emisije.
Signali neprekinjenega zvočnega oddajanja v glavnem izvirajo iz globalnih okvar, ki jih povzroči oksidativna obraba na površini ležaja, ki jo povzroči slabo mazanje (kot je okvara filma mazalnega olja, infiltracija kontaminantov v mast), previsoke temperature in pogoste lokalne okvare ležajev. Ti dejavniki povzročijo veliko število nenadnih dogodkov zvočne emisije v kratkem časovnem obdobju in tako ustvarjajo neprekinjene signale zvočne emisije.
Med delovanjem kotalnega ležaja bo njegova okvara (ne glede na to, ali gre za poškodbo površine, razpoko ali obrabo) povzročila elastičen udarec na kontaktno površino in povzročila signal zvočne emisije. Ta signal vsebuje bogate informacije o trenju, zato se lahko akustična emisija uporablja za nadzor in diagnosticiranje kotalnih ležajev.
