در مورد پنج روش اصلی تجزیه و تحلیل خرابی بلبرینگ و نکات تشخیصی چه می دانید؟ بذار امروز ببرمت تا ببینمت
01
تجزیه و تحلیل و تشخیص صداهای چرخش غیر طبیعی
تشخیص و تجزیه و تحلیل صدای چرخش غیرعادی یک روش تحلیلی است که از سمع برای نظارت بر وضعیت کار بلبرینگ استفاده می کند. ابزارهایی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند پیچ گوشتی های بلند با دسته های چوبی یا لوله های پلاستیکی سخت با قطر بیرونی حدود 20 میلی متر هستند. به طور نسبی، استفاده از گوشیهای هوشمند الکترونیکی برای نظارت، برای بهبود قابلیت اطمینان نظارت مفیدتر است. هنگامی که یاتاقان در شرایط کار عادی قرار دارد، بدون رکود به آرامی و سریع کار می کند. صدای تولید شده هماهنگ و بدون نویز است. شما می توانید صدای "وزوز" یکنواخت و مداوم یا صدای "وزوز" پایین تر را بشنوید. عیوب بلبرینگ منعکس شده توسط صداهای غیر عادی به شرح زیر است.
(1) یاتاقان صدای "خش خش" یکنواخت و مداومی را منتشر می کند. این صدا از چرخش عناصر غلتشی در حلقه های داخلی و خارجی ایجاد می شود و شامل صداهای ارتعاشی فلزی نامنظم است که مستقل از سرعت است. به طور کلی، مقدار گریس در بلبرینگ کافی نیست و باید دوباره پر شود. اگر تجهیزات برای مدت طولانی خاموش شود، به خصوص در دماهای پایین در زمستان، گاهی اوقات یاتاقان ها در حین کار صدای "خرس" ایجاد می کنند که به فاصله شعاعی کوچکتر یاتاقان ها و نفوذ کمتر گریس مربوط می شود. فاصله بلبرینگ باید به طور مناسب تنظیم شود و گریس جدید با نفوذ بیشتر باید جایگزین شود.
(2) یاتاقان یک صدای دوره ای یکنواخت "whoosh" را در صدای پیوسته "whisk" منتشر می کند. این صدا در اثر خراش، شیار و لکه های زنگ زدگی روی عناصر غلتشی و مسیرهای رینگ داخلی و خارجی ایجاد می شود. دوره صدا متناسب با سرعت چرخش بلبرینگ است. بلبرینگ ها باید تعویض شوند.
(3) بلبرینگ صدای "چاچا" نامنظم و ناهموار منتشر می کند. این صدا در اثر ریزش براده های آهن، ماسه و سایر ناخالصی ها در بلبرینگ ایجاد می شود. شدت صدا کم است و ربطی به تعداد دور ندارد. بلبرینگ ها باید تمیز شوند، دوباره روغن کاری شوند یا روغن تعویض شوند.
(4) یاتاقان یک صدای "خش خش" مداوم و نامنظم منتشر می کند. این صدا به طور کلی مربوط به شل بودن حلقه داخلی یاتاقان و شفت یا شل بودن بین حلقه بیرونی و سوراخ بلبرینگ است. هنگامی که شدت صدا زیاد است، باید رابطه تطابق بلبرینگ ها بررسی شود و هر گونه مشکل باید به موقع تعمیر شود.
02
تجزیه و تحلیل و تشخیص سیگنال ارتعاش
ارتعاش یاتاقان نسبت به آسیب یاتاقان مانند پوسته شدن، فرورفتگی، زنگ زدگی، ترک، سایش و غیره بسیار حساس است که در اندازه گیری یاتاقان و لرزش منعکس خواهد شد. بنابراین، اندازه ارتعاش را می توان با استفاده از ابزار اندازه گیری ارتعاش یاتاقان ویژه (آنالایزر فرکانس و غیره) اندازه گیری کرد و ناهنجاری خاص را می توان از توزیع فرکانس استنباط کرد. مقادیر اندازه گیری شده بسته به شرایط عملکرد بلبرینگ یا موقعیت نصب سنسور متفاوت است. بنابراین لازم است مقادیر اندازه گیری شده هر دستگاه از قبل برای تعیین معیارهای قضاوت تحلیل و مقایسه شود.
فناوری های تشخیص و تشخیص بسیاری برای عیوب یاتاقان های غلتشی مانند تشخیص سیگنال ارتعاش، آنالیز و تشخیص روغن روان کننده، تشخیص دما، تشخیص انتشار صوتی و غیره وجود دارد. این فناوری به دو نوع روش تشخیصی ساده و روش تشخیصی دقیق تقسیم می شود.
· تشخیص ساده از پارامترهای مختلف شکل موج سیگنال ارتعاش مانند دامنه، ضریب تاج، ضریب تاج، چگالی احتمال، ضریب کشیدگی و غیره و همچنین تکنیکهای مختلف دمدولاسیون برای قضاوت اولیه در مورد یاتاقان استفاده میکند تا تأیید شود که آیا وجود دارد یا خیر. یک عیب؛
· تشخیص دقیق از روش های مختلف پردازش سیگنال مدرن برای تعیین نوع خطا و علت یاتاقان استفاده می کند که در تشخیص ساده معیوب در نظر گرفته می شود.
2.1 روش تشخیصی ساده
در فرآیند تشخیص ساده یاتاقانهای غلتکی با استفاده از ارتعاش، معمولاً لازم است مقدار ارتعاش اندازهگیری شده (مقدار اوج، مقدار مؤثر و غیره) با یک استاندارد قضاوت از پیش تعیینشده خاص مقایسه شود و مشخص شود که آیا مقدار ارتعاش اندازهگیری شده از استاندارد بیشتر است یا خیر. این حد برای تعیین اینکه آیا بلبرینگ معیوب است و اینکه آیا تشخیص دقیق بیشتری نیاز است یا خیر استفاده می شود.
معیارهای قضاوت مورد استفاده برای تشخیص ساده بلبرینگ های غلتشی را می توان به طور تقریبی به سه نوع تقسیم کرد:
(1) استاندارد قضاوت مطلق: این یک مقدار مطلق است که برای قضاوت در مورد اینکه آیا مقدار ارتعاش اندازه گیری شده از حد فراتر رفته است یا خیر.
(2) استاندارد قضاوت نسبی: ارتعاش همان قسمت بلبرینگ به طور منظم اندازه گیری و در زمان مقایسه می شود. مقدار ارتعاش زمانی که بلبرینگ بدون ایراد است به عنوان استاندارد استفاده می شود. بر اساس نسبت مقدار واقعی ارتعاش اندازه گیری شده به مقدار ارتعاش مرجع است. معیارهای تشخیص؛
(3) استاندارد قضاوت قیاسی: استانداردی است که ارتعاش چندین یاتاقان از یک مدل را در یک قسمت تحت شرایط یکسان آزمایش می کند و مقادیر ارتعاش را با یکدیگر برای قضاوت مقایسه می کند.
استاندارد قضاوت مطلق استانداردی است که بر اساس روش تشخیص تجویز شده ایجاد شده است، بنابراین باید به محدوده فرکانسی قابل اجرا آن توجه شود و تشخیص ارتعاش باید طبق روش تعیین شده انجام شود. هیچ استاندارد قضاوت مطلقی وجود ندارد که برای همه بلبرینگ ها اعمال شود. بنابراین، استانداردهای قضاوت مطلق، استانداردهای قضاوت نسبی و استانداردهای قضاوت قیاس به طور کلی برای به دست آوردن نتایج تشخیصی دقیق و قابل اعتماد استفاده می شود.
تشخیص ساده عمدتاً شامل روش های زیر است:
(1) روش تشخیص مقدار دامنه
مقدار دامنه ذکر شده در اینجا به حداکثر مقدار XP یعنی مقدار میانگین اشاره دارد
این ساده ترین و رایج ترین روش تشخیصی است که با مقایسه مقدار دامنه اندازه گیری شده با مقدار داده شده در استاندارد قضاوت تشخیص داده می شود.
· مقدار پیک حداکثر دامنه را در یک لحظه خاص منعکس می کند، بنابراین برای تشخیص عیب با ضربه های آنی مانند آسیب حفره های سطحی مناسب است.
·اثر تشخیصی مقدار متوسط اساساً با مقدار اوج یکسان است. مزیت آن این است که مقدار تشخیص پایدارتر از مقدار پیک است، اما عموماً زمانی استفاده می شود که سرعت بالاتر باشد (مانند بالای 300r/min).
· ریشه میانگین ارزش مربع در طول زمان به طور میانگین محاسبه می شود، بنابراین برای تشخیص خطا در جایی که مقدار دامنه به آرامی با زمان تغییر می کند، مانند سایش، مناسب است.
(2) روش تشخیصی چگالی احتمال
منحنی چگالی احتمال دامنه یک یاتاقان غلتکی بدون عیب یک منحنی توزیع نرمال معمولی است. اما هنگامی که یک خطا رخ می دهد، منحنی چگالی احتمال ممکن است منحرف یا پراکنده شود.
(3) روش تشخیصی ضریب کشیدگی
یک یاتاقان بدون خطا که دامنه آن قانون توزیع نرمال را برآورده می کند، دارای مقدار کشش تقریباً 3 است. با وقوع و توسعه خطاها، مقدار کشیدگی روند تغییر مشابهی با ضریب تاج دارد. مزیت این روش این است که ربطی به سرعت چرخش، اندازه و بار بلبرینگ ندارد و عمدتاً برای تشخیص عیب های خوردگی حفره ای مناسب است.
(4) روش تشخیصی فاکتور فرم
ضریب تاج به عنوان نسبت پیک به میانگین (XP/X) تعریف می شود. این مقدار نیز یکی از شاخص های موثر برای تشخیص ساده یاتاقان های غلتشی است.
(5) روش تشخیصی کرست فاکتور
ضریب تاج به عنوان نسبت مقدار پیک به ریشه میانگین مقدار مربع (XP/Xrms) تعریف می شود. مزیت این مقدار برای تشخیص ساده یاتاقان های غلتکی این است که تحت تأثیر اندازه، سرعت و بار یاتاقان قرار نمی گیرد و همچنین تحت تأثیر تغییرات حساسیت ابزارهای اولیه و ثانویه مانند سنسورها و تقویت کننده ها قرار نمی گیرد. این مقدار برای تشخیص عیوب خوردگی حفره ای مناسب است. با نظارت بر روند تغییر مقادیر XP/Xrms در طول زمان، میتوان عیوب یاتاقانهای غلتشی را بهطور موثر پیشبینی کرد و توسعه و روند تغییر خطاها را منعکس کرد.
· هنگامی که یاتاقان نورد هیچ ایرادی ندارد، XP/Xrms یک مقدار پایدار کوچک است.
· هنگامی که یاتاقان آسیب می بیند، سیگنال ضربه تولید می شود و مقدار پیک ارتعاش به طور قابل توجهی افزایش می یابد، اما مقدار ریشه میانگین مربع در این زمان به طور قابل توجهی افزایش نمی یابد، بنابراین XP/Xrms افزایش می یابد.
هنگامی که گسل همچنان گسترش می یابد و مقدار پیک به تدریج به مقدار حدی می رسد، ریشه میانگین مقدار مربع شروع به افزایش می کند و XP/Xrms به تدریج کاهش می یابد تا زمانی که بدون خطا به اندازه بازگردد.
2.2 روش تشخیصی دقیق
اجزای فرکانس ارتعاش یاتاقان های غلتشی بسیار غنی هستند، از جمله اجزای فرکانس پایین و اجزای فرکانس بالا، و هر خطای خاص مربوط به یک جزء فرکانس خاص است. وظیفه تشخیص دقیق، جداسازی اجزای فرکانس خاص از طریق روش های پردازش سیگنال مناسب برای نشان دادن وجود خطاهای خاص است. تشخیص دقیق رایج شامل موارد زیر است.
(1) روش تحلیل سیگنال فرکانس پایین
سیگنال های فرکانس پایین به ارتعاشاتی با فرکانس های زیر 8 کیلوهرتز اشاره دارند. به طور کلی، سنسورهای شتاب برای اندازه گیری ارتعاش یاتاقان های غلتشی استفاده می شود، اما سرعت ارتعاش برای سیگنال های فرکانس پایین تجزیه و تحلیل می شود. بنابراین، سیگنال شتاب باید پس از عبور از تقویت کننده شارژ، توسط یک انتگرالگر به سیگنال سرعت تبدیل شود و سپس از فیلتر پایین گذر با فرکانس قطع بالایی 8 کیلوهرتز عبور کند تا سیگنال فرکانس بالا حذف شود. در نهایت، مولفه فرکانس برای یافتن فرکانس مشخصه سیگنال تحلیل میشود. تشخیص.
(2) روش تجزیه و تحلیل دمودولاسیون سیگنال فرکانس متوسط و بالا
محدوده فرکانس سیگنال فرکانس متوسط 8 ~ 20 کیلوهرتز و محدوده فرکانس سیگنال فرکانس بالا 20 ~ 80 کیلوهرتز است. از آنجایی که میتوان شتاب را مستقیماً برای سیگنالهای فرکانس متوسط و بالا آنالیز کرد، پس از عبور سیگنال سنسور از تقویتکننده شارژ، سیگنال فرکانس پایین مستقیماً توسط یک فیلتر بالاگذر حذف میشود، سپس دمدوله میشود و در نهایت تحلیل فرکانس انجام میشود. فرکانس مشخصه سیگنال را پیدا کنید.
03
تجزیه و تحلیل دمای بلبرینگ و تشخیص
دمای بلبرینگ را می توان به طور کلی از دمای خارج از محفظه یاتاقان تخمین زد. اگر بتوان از سوراخ روغن برای اندازه گیری مستقیم دمای حلقه بیرونی یاتاقان استفاده کرد، مناسب تر است. معمولا دمای بلبرینگ با کارکردن یاتاقان به آرامی شروع به افزایش می کند و پس از 1 تا 2 ساعت به حالت پایدار می رسد. دمای معمولی بلبرینگ ها بسته به ظرفیت حرارتی دستگاه، اتلاف گرما، سرعت چرخش و بار متفاوت است. اگر روغن کاری و نصب نامناسب باشد، دمای بلبرینگ به شدت افزایش مییابد و دماهای غیرعادی بالا رخ میدهد. در این زمان باید عملیات متوقف شود و اقدامات پیشگیرانه لازم انجام شود.
دمای بالا اغلب نشان می دهد که یاتاقان در وضعیت غیرعادی قرار دارد. دمای بالا برای روان کننده های یاتاقان نیز مضر است. گاهی اوقات گرم شدن بیش از حد یاتاقان را می توان به روان کننده یاتاقان نسبت داد. اگر یاتاقان به طور مداوم در دمای بیش از 125 درجه به مدت طولانی بچرخد، عمر مفید یاتاقان کاهش می یابد. علل یاتاقان های با دمای بالا عبارتند از: روانکاری ناکافی یا بیش از حد، ناخالصی های موجود در روان کننده، بار زیاد، آسیب یاتاقان ها، فاصله ناکافی، اصطکاک زیاد ناشی از کاسه نمد روغن و غیره.
بنابراین، نظارت مداوم بر دمای بلبرینگ، چه اندازه گیری خود یاتاقان و چه سایر قطعات مهم، ضروری است. اگر شرایط کار بدون تغییر باقی بماند، هرگونه تغییر دما ممکن است نشان دهنده یک نقص باشد. اندازه گیری منظم دمای بلبرینگ را می توان با کمک یک دماسنج مانند دماسنج دیجیتال SKF انجام داد که می تواند دمای یاتاقان را به دقت اندازه گیری کند و آن را بر حسب درجه یا فارنهایت نمایش دهد. اهمیت یاتاقان ها به این معنی است که وقتی آسیب ببینند باعث خاموش شدن تجهیزات می شود. بنابراین، بهتر است که چنین بلبرینگ هایی مجهز به آشکارسازهای دما باشند. در شرایط عادی، یاتاقان ها بلافاصله پس از روغن کاری یا روانکاری مجدد یک افزایش دمای طبیعی خواهند داشت که یک یا دو روز طول می کشد.
04
تجزیه و تحلیل و تشخیص روان کننده
روش تجزیه و تحلیل روان کننده از فناوری تجزیه و تحلیل فرووگرافی استفاده می کند که روشی مخصوصاً برای شناسایی و پیش بینی خستگی غلتشی مناسب است.
بخشی از روغن روان کننده یاتاقان نورد به عنوان نمونه روغن استخراج می شود و از یک میدان مغناطیسی با گرادیان بالا برای رسوب ماده خارجی جامد موجود در نمونه روغن که از میدان مغناطیسی جریان می یابد بر روی یک ورق شیشه ای به نسبت اندازه آن استفاده می شود. ، به طوری که شکل، اندازه، رنگ و مواد ذرات ماده خارجی قابل مشاهده است. ، تا بتوان نوع سایش را به وضوح تشخیص داد، وضعیت عملکرد دستگاه را پیش بینی کرد و خطرات پنهان را به موقع کشف کرد. در اصل، فناوری فرووگرافی عمدتاً با هدف شناسایی آهنرباهای قوی مانند فولاد است، اما همچنین دارای قابلیت شناسایی عالی برای فلزات غیر آهنی مانند مس، ماسه، مواد آلی، بقایای مهر و موم و سایر مواد خارجی است.
هنگامی که ذرات کروی مانند فولاد با قطر 1 تا 5 میکرومتر در نمونه روغن ظاهر می شوند، مسلماً بلبرینگ شروع به ایجاد ریز ترک های خستگی کرده است. هنگامی که ذرات ریزش خستگی با نسبت طول به ضخامت 10:1 در نمونه روغن ظاهر می شوند و طول آن بیشتر از 10 میکرومتر است، سایش خستگی غیرعادی در یاتاقان شروع شده است. هنگامی که طول بیشتر از 100 میکرومتر باشد، یاتاقان از کار افتاده است.
نوع سوم بقایای خستگی، تکه های خستگی با نسبت طول به ضخامت 30:1، با طول 20 تا 50 میکرومتر هستند و پوسته ها اغلب حاوی حفره هستند. در شروع خستگی، تعداد چنین دانه هایی به طور قابل توجهی افزایش می یابد، که همراه با ذرات کروی می تواند به عنوان نشانه ای از شروع خستگی باشد.
05
تشخیص انتشار صوتی
اصل فناوری تشخیص انتشار صوتی این است که وقتی ماده ای در اثر نیروهای خارجی یا داخلی ترک خورده است، به پدیده آزاد شدن انرژی کرنش به شکل امواج الاستیک، انتشار آکوستیک می گویند.
فن آوری استفاده از ابزار برای تشخیص و تجزیه و تحلیل سیگنال های انتشار صوتی و استفاده از سیگنال های انتشار صوتی برای استنباط منبع انتشار صوتی، فناوری تشخیص انتشار صوتی نامیده می شود. از این پدیده استفاده می کند که ذرات درون ماده به دلیل حرکت نسبی انرژی کرنش را به شکل امواج الاستیک آزاد می کنند تا مواد را شناسایی و درک کنند. یا ساختار حالت داخلی.
سیگنال های انتشار صوتی شامل نوع انفجاری و نوع پیوسته است. سیگنال انتشار صوتی انفجاری متشکل از پالس هایی است که با نویز پس زمینه متفاوت هستند و می توانند در زمان جدا شوند. پالس های منفرد سیگنال انتشار صوتی پیوسته قابل تشخیص نیستند. در واقع، سیگنالهای انتشار صوتی پیوسته نیز از تعداد زیادی سیگنال انفجاری کوچک تشکیل شدهاند، اما آنها بیش از حد متراکم هستند که قابل تشخیص نیستند.
هنگامی که یاتاقان های غلتشی به درستی کار نمی کنند، ممکن است سیگنال های صوتی ناگهانی و پیوسته تولید شود. حرکت نسبی بین سطوح تماس اجزای یاتاقان (حلقه داخلی، حلقه بیرونی، عناصر نورد و قفس)، تنش تماسی هرتزی ناشی از اصطکاک، و ترکهای سطحی، سایش، فرورفتگی و غیره ناشی از شکست، اضافه بار و غیره. خرابی هایی مانند شیار، انسداد، ناهمواری سطح ناشی از روانکاری ضعیف، لبه های سخت سطح ناشی از ذرات آلودگی روانکاری، و خوردگی حفره ای ناشی از عبور جریان از یاتاقان، همگی سیگنال های انتشار صوتی ناگهانی ایجاد می کنند.
سیگنالهای انتشار صوتی پیوسته عمدتاً از خرابیهای جهانی ناشی از سایش اکسیداتیو روی سطح یاتاقان به دلیل روانکاری ضعیف (مانند خرابی لایه روغن روانکننده، نفوذ آلایندهها در گریس)، دمای بیش از حد و خرابیهای موضعی مکرر یاتاقانها میآیند. این عوامل باعث ایجاد تعداد زیادی رویداد ناگهانی انتشار صوتی در یک دوره زمانی کوتاه می شوند و در نتیجه سیگنال های انتشار صوتی پیوسته تولید می کنند.
در حین کار یک یاتاقان غلتکی، خرابی آن (اعم از آسیب سطحی، ترک یا خرابی سایش) باعث ضربه الاستیک روی سطح تماس می شود و یک سیگنال انتشار صوتی ایجاد می کند. این سیگنال حاوی اطلاعات اصطکاک غنی است، بنابراین می توان از انتشار صوتی برای نظارت و تشخیص بلبرینگ های غلتکی استفاده کرد.
