Vad vet du om de fem viktigaste metoderna för analys av lagerfel och diagnostiska tips? Låt mig ta dig att se det idag.
01
Analys och diagnos av onormala roterande ljud
Detektering och analys av onormalt rotationsljud är en analysmetod som använder auskultation för att övervaka lagrets arbetsstatus. Vanligt använda verktyg är långa skruvmejslar med trähandtag, eller hårdplaströr med en ytterdiameter på ca 20 mm. Relativt sett är användning av elektroniska stetoskop för övervakning mer gynnsam för att förbättra övervakningens tillförlitlighet. När lagret är i normalt fungerande skick går det smidigt och snabbt utan stagnation. Ljudet som produceras är harmoniskt och brusfritt. Du kan höra ett enhetligt och kontinuerligt "surrande" ljud, eller ett lägre "surrande" ljud. Lagerfelen som reflekteras av onormala ljud är följande.
(1) Lagret avger ett enhetligt och kontinuerligt "väsande" ljud. Detta ljud genereras av de rullande elementen som roterar i de inre och yttre ringen, och inkluderar oregelbundna metallvibrationsljud som är oberoende av hastigheten. Generellt är mängden fett i lagret otillräcklig och bör fyllas på. Om utrustningen är avstängd för länge, särskilt vid låga temperaturer på vintern, kommer lagren ibland att ge ett "sudlande" ljud under drift, vilket är relaterat till det mindre radiella spelet i lagren och den mindre penetrationen av fettet. Lagerspelet bör justeras på lämpligt sätt och nytt fett med större penetration bör bytas ut.
(2) Lagret avger ett jämnt periodiskt "whoosh"-ljud i det kontinuerliga "visp"-ljudet. Detta ljud orsakas av repor, spår och rostfläckar på de rullande elementen och de inre och yttre ringens löpbanor. Ljudperioden är proportionell mot lagrets rotationshastighet. Lager bör bytas ut.
(3) Lagret avger oregelbundet och ojämnt "chacha"-ljud. Detta ljud orsakas av järnspån, sand och andra föroreningar som faller in i lagret. Ljudets intensitet är liten och har inget med antalet varv att göra. Lagren ska rengöras, smörjas på nytt eller bytas olja.
(4) Lagret avger ett kontinuerligt och oregelbundet "prassel" ljud. Detta ljud är i allmänhet relaterat till den lösa passningen mellan den inre ringen av lagret och axeln eller den lösa passningen mellan den yttre ringen och lagerhålet. När ljudintensiteten är hög bör matchningsförhållandet mellan lagren kontrolleras och eventuella problem repareras i tid.
02
Vibrationssignalanalys och diagnos
Lagervibrationer är mycket känsliga för lagerskador, såsom avskalning, fördjupningar, rost, sprickor, slitage etc., vilket kommer att återspeglas i lager- och vibrationsmätningarna. Därför kan storleken på vibrationen mätas med hjälp av ett speciellt lager vibrationsmätinstrument (frekvensanalysator, etc.), och den specifika abnormiteten kan härledas från frekvensfördelningen. De uppmätta värdena varierar beroende på lagrets driftsförhållanden eller sensorns installationsposition. Därför är det nödvändigt att analysera och jämföra de uppmätta värdena för varje maskin i förväg för att fastställa bedömningskriterierna.
Det finns många detekterings- och diagnostekniker för rulllagerfel, såsom vibrationssignaldetektering, smörjoljeanalys och detektering, temperaturdetektering, akustisk emissionsdetektering etc. Bland olika diagnostiska metoder är diagnosteknik baserad på vibrationssignaler den mest använda. Denna teknik är uppdelad i två typer: enkel diagnostisk metod och exakt diagnostisk metod.
· Enkel diagnos använder olika parametrar för vibrationssignalens vågform, såsom amplitud, toppfaktor, toppfaktor, sannolikhetstäthet, kurtoskoefficient, etc., samt olika demoduleringstekniker för att göra en preliminär bedömning av bäringen för att bekräfta om det finns ett fel;
·Precisionsdiagnos använder olika moderna signalbehandlingsmetoder för att fastställa feltypen och orsaken till det lager som anses vara felaktigt vid enkel diagnos.
2.1 Enkel diagnostisk metod
I processen för enkel diagnos av rullager med vibration är det vanligtvis nödvändigt att jämföra det uppmätta vibrationsvärdet (toppvärde, effektivt värde, etc.) med en viss förutbestämd bedömningsstandard och bestämma om det uppmätta vibrationsvärdet överstiger standarden. Gränsen används för att avgöra om lagret är felaktigt och om ytterligare exakt diagnos behövs.
De bedömningskriterier som används för enkel diagnos av rullningslager kan grovt delas in i tre typer:
(1) Absolut bedömningsstandard: Det är ett absolut värde som används för att bedöma om det uppmätta vibrationsvärdet överskrider gränsen;
(2) Relativ bedömningsstandard: Vibrationen i samma del av lagret mäts regelbundet och jämförs i tid. Vibrationsvärdet när lagret är felfritt används som standard. Den baseras på förhållandet mellan det faktiska uppmätta vibrationsvärdet och referensvibrationsvärdet. kriterier för att ställa en diagnos;
(3) Analog bedömningsstandard: Det är en standard som testar vibrationen av flera lager av samma modell vid samma del under samma förhållanden och jämför vibrationsvärdena med varandra för bedömning.
Den absoluta bedömningsstandarden är en standard som fastställts baserad på den föreskrivna detekteringsmetoden, så uppmärksamhet måste fästas vid dess tillämpliga frekvensområde, och vibrationsdetektering måste utföras enligt den föreskrivna metoden. Det finns ingen absolut bedömningsstandard som gäller för alla lager. Därför används generellt sett absoluta bedömningsstandarder, relativa bedömningsstandarder och analogibedömningsstandarder för att erhålla korrekta och tillförlitliga diagnostiska resultat.
Enkel diagnos inkluderar huvudsakligen följande metoder:
(1) Amplitudvärdesdiagnosmetod
Amplitudvärdet som nämns här avser toppvärdet XP, medelvärdet
Detta är den enklaste och mest använda diagnosmetoden, som diagnostiseras genom att jämföra det uppmätta amplitudvärdet med värdet som anges i bedömningsstandarden.
·Toppvärdet återspeglar den maximala amplituden vid ett visst ögonblick, så det är lämpligt för feldiagnos med omedelbar påverkan som t.ex. gropskador på ytan.
·Den diagnostiska effekten av medelvärdet är i princip densamma som för toppvärdet. Dess fördel är att detektionsvärdet är mer stabilt än toppvärdet, men det används vanligtvis när rotationshastigheten är högre (som över 300r/min).
· Medelvärdet för rotmedelkvadratvärdet beräknas över tiden, så det är lämpligt för feldiagnos där amplitudvärdet ändras långsamt med tiden, såsom slitage.
(2) Diagnostisk metod för sannolikhetstäthet
Sannolikhetstäthetskurvan för amplituden för ett felfritt rullningslager är en typisk normalfördelningskurva; men när väl ett fel inträffar kan sannolikhetstäthetskurvan vara skev eller spridd.
(3) Diagnostisk metod för kurtos koefficient
Ett felfritt lager vars amplitud uppfyller normalfördelningslagen har ett kurtosvärde på cirka 3. Med förekomst och utveckling av fel har kurtosvärdet en liknande förändringstrend som toppfaktorn. Fördelen med denna metod är att den inte har något att göra med rotationshastigheten, storleken och belastningen på lagret, och är främst lämplig för diagnos av gropkorrosionsfel.
(4) Formfaktordiagnostisk metod
Crest-faktor definieras som förhållandet mellan topp och medelvärde (XP/X). Detta värde är också en av de effektiva indikatorerna för enkel diagnos av rullningslager.
(5) Crest factor diagnostisk metod
Toppfaktor definieras som förhållandet mellan toppvärde och rotmedelvärde (XP/Xrms). Fördelen med detta värde för enkel diagnos av rullningslager är att det inte påverkas av lagerstorlek, hastighet och belastning, och inte heller påverkas det av förändringar i känslighet hos primära och sekundära instrument såsom sensorer och förstärkare. Detta värde är lämpligt för att diagnostisera gropkorrosionsfel. Genom att övervaka den förändrade trenden för XP/Xrms-värden över tid, kan rullningslagerfel effektivt förutsägas tidigt och utvecklingen och förändrade trender av fel kan återspeglas.
·När rullagret inte har något fel, är XP/Xrms ett litet stabilt värde;
·När lagret är skadat kommer en stötsignal att genereras och vibrationstoppvärdet kommer att öka avsevärt, men rotmedelvärdet kommer inte att öka nämnvärt vid denna tidpunkt, så XP/Xrms ökar;
·När felet fortsätter att expandera och toppvärdet gradvis når gränsvärdet, börjar rotmedelvärdet att öka och XP/Xrms minskar gradvis tills det återgår till storleken utan fel.
2.2 Precisionsdiagnostikmetod
Vibrationsfrekvenskomponenterna i rullningslager är mycket rika, inklusive både lågfrekventa komponenter och högfrekventa komponenter, och varje specifikt fel motsvarar en specifik frekvenskomponent. Uppgiften med precisionsdiagnostik är att separera specifika frekvenskomponenter genom lämpliga signalbehandlingsmetoder för att indikera förekomsten av specifika fel. Vanligt använda precisionsdiagnostik inkluderar följande.
(1) Lågfrekvent signalanalysmetod
Lågfrekventa signaler avser vibrationer med frekvenser under 8kHz. I allmänhet används accelerationssensorer för att mäta vibrationer i rullningslager, men vibrationshastigheten analyseras för lågfrekventa signaler. Därför måste accelerationssignalen omvandlas till en hastighetssignal av en integrator efter att ha passerat genom en laddningsförstärkare, och sedan passera genom ett lågpassfilter med en övre gränsfrekvens på 8 kHz för att ta bort högfrekvenssignalen. Slutligen måste frekvenskomponenten analyseras för att hitta signalens karakteristiska frekvens. diagnos.
(2) Medel- och högfrekvent signaldemodulationsanalysmetod
Frekvensområdet för mellanfrekvenssignalen är 8~20kHz, och frekvensområdet för högfrekvenssignalen är 20~80kHz. Eftersom acceleration kan analyseras direkt för mellan- och högfrekventa signaler, efter att sensorsignalen passerat genom laddningsförstärkaren, avlägsnas lågfrekventa signalen direkt av ett högpassfilter, demoduleras sedan och slutligen utförs frekvensanalys för att hitta den karakteristiska frekvensen för signalen.
03
Lagertemperaturanalys och diagnos
Temperaturen på lagret kan i allmänhet uppskattas från temperaturen utanför lagerkammaren. Det är lämpligare om oljehålet kan användas för att direkt mäta temperaturen på lagerets yttre ring. Vanligtvis börjar temperaturen på lagret att stiga långsamt när lagret arbetar och når ett stabilt tillstånd efter 1 till 2 timmar. Den normala temperaturen på lagren varierar beroende på maskinens värmekapacitet, värmeavledning, rotationshastighet och belastning. Om smörjningen och installationen är felaktig kommer lagertemperaturen att stiga kraftigt och onormalt höga temperaturer uppstår. Vid denna tidpunkt måste operationen avbrytas och nödvändiga förebyggande åtgärder vidtas.
Höga temperaturer tyder ofta på att lagret är i ett onormalt tillstånd. Höga temperaturer är också skadliga för lagersmörjmedel. Ibland kan överhettning av lagret hänföras till lagrets smörjmedel. Om lagret roteras kontinuerligt under en längre tid vid en temperatur som överstiger 125 grader, kommer lagrets livslängd att förkortas. Orsaker till högtemperaturlager inkluderar: otillräcklig eller överdriven smörjning, föroreningar i smörjmedlet, för hög belastning, lagerskador, otillräckligt spelrum, hög friktion orsakad av oljetätningar, etc.
Därför är kontinuerlig övervakning av lagertemperaturen nödvändig, oavsett om man mäter själva lagret eller andra viktiga delar. Om driftsförhållandena förblir oförändrade kan varje temperaturförändring indikera ett fel. Regelbunden mätning av lagertemperaturen kan göras med hjälp av en termometer, till exempel SKFs digitala termometer, som noggrant kan mäta lagertemperaturen och visa den i grader eller Fahrenheit. Vikten av lager gör att när de är skadade kommer det att göra att utrustningen stängs av. Därför är det bäst att sådana lager är utrustade med temperaturdetektorer. Under normala omständigheter kommer lagren att ha en naturlig temperaturhöjning direkt efter smörjning eller eftersmörjning som varar i en eller två dagar.
04
Smörjmedelsanalys och diagnos
Smörjmedelsanalysmetoden använder ferrografianalysteknik, vilket är en metod som är särskilt lämpad för att identifiera och förutsäga rulltrötthet.
En del av rullagrets smörjolja extraheras som ett oljeprov, och ett magnetfält med hög gradient används för att få det fasta främmande materialet som finns i oljeprovet som strömmar genom magnetfältet att avsättas på glasskivan i proportion. till dess storlek, så att formen, storleken, färgen och materialet hos de främmande partiklarna kan observeras. , så att typen av slitage tydligt kan identifieras, maskinens driftstatus kan förutsägas och dolda faror kan upptäckas i tid. Ferrografitekniken är i princip främst inriktad på att identifiera starka magneter som stål, men den har också utmärkta identifieringsförmåga för icke-järnmetaller som koppar, sand, organiskt material, tätningsskräp och andra främmande ämnen.
När stålliknande sfäriska partiklar med en diameter på 1 till 5 μm dyker upp i oljeprovet är det säkert att lagret har börjat utveckla utmattningsmikrosprickor. När utmattningsspjälkningspartiklar med ett förhållande mellan längd och tjocklek på 10:1 uppstår i oljeprovet, och längden är större än 10 μm, har onormalt utmattningsslitage i lagret börjat. När längden är större än 100 μm har lagret gått sönder.
Den tredje typen av utmattningsskräp är utmattningsflingor med ett förhållande mellan längd och tjocklek på 30:1, med en längd på 20 till 50 μm, och flingorna innehåller ofta håligheter. Vid början av trötthet kommer antalet sådana flingor att öka avsevärt, vilket tillsammans med sfäriska partiklar kan vara ett tecken på början av trötthet.
05
Akustisk emissionsdetektering
Principen för akustisk emissionsdetektionsteknik är att när ett material deformeras eller spricker på grund av yttre eller inre krafter, kallas fenomenet att frigöra töjningsenergi i form av elastiska vågor akustisk emission.
Tekniken att använda instrument för att detektera och analysera akustiska emissionssignaler och använda de akustiska emissionssignalerna för att sluta sig till källan till akustisk emission kallas akustisk emissionsdetektionsteknik. Den använder fenomenet att partiklarna inuti materialet frigör spänningsenergi i form av elastiska vågor på grund av relativ rörelse för att identifiera och förstå materialet. eller strukturera inre tillstånd.
Akustiska emissionssignaler inkluderar bursttyp och kontinuerlig typ. Den akustiska emissionssignalen består av pulser som skiljer sig från bakgrundsbruset och kan separeras i tid; de enskilda pulserna för den kontinuerliga akustiska emissionssignalen är oskiljbara. I själva verket är kontinuerliga akustiska emissionssignaler också sammansatta av ett stort antal små skursignaler, men de är för täta för att kunna särskiljas.
När rullningslager inte fungerar korrekt kan både plötsliga och kontinuerliga akustiska emissionssignaler genereras. Den relativa rörelsen mellan kontaktytorna på lagerkomponenterna (inre ring, yttre ring, rullande element och bur), den Hertziska kontaktspänningen orsakad av friktion och ytsprickor, slitage, fördjupningar, etc. orsakade av brott, överbelastning, etc. Fel som räfflor, ocklusion, ytjämnhet orsakad av dålig smörjning, ythårda kanter orsakade av smörjningsföroreningspartiklar och gropkorrosion orsakad av ström som passerar genom lagret kommer alla att ge plötsliga akustiska emissionssignaler.
Kontinuerliga akustiska emissionssignaler kommer huvudsakligen från globala fel orsakade av oxidativt slitage på lagerytan orsakat av dålig smörjning (såsom fel på smörjoljefilmen, infiltration av föroreningar i fettet), för höga temperaturer och frekventa lokala fel i lagren. Dessa faktorer orsakar ett stort antal plötsliga akustiska emissionshändelser under en kort tidsperiod, vilket genererar kontinuerliga akustiska emissionssignaler.
Under drift av ett rullager kommer dess fel (oavsett om det är ytskador, sprickor eller slitagebrott) att orsaka elastisk stöt på kontaktytan och producera en akustisk emissionssignal. Denna signal innehåller rik friktionsinformation, så akustisk emission kan användas för att övervaka och diagnostisera rullningslager.
