Диагностициране на дефекти на лагери

1. Характер на дефектите на лагерите

Търкалящите се лагери са основни компоненти в повечето въртящи се машини, но те са и често срещана точка на повреда. Типичният лагер се състои от външна ролка, вътрешна ролка, комплект сачми или ролки и клетка за поддържане на разстоянието между тях. „Дефект“ е микроскопичен или макроскопичен дефект, като пукнатина, отчупване или вдлъбнатина, върху една от тези повърхности.

Когато търкалящ се елемент преминава през дефект, той генерира малък, високочестотен удар или „щракване“. Въпреки че единичният удар е с ниска енергия, тези удари се случват повтарящо се. Анализ на вибрациите е изключително ефективен при откриване на тези повтарящи се, периодични удари много преди лагерът да започне да прегрява или да издава чуваем шум.

2. Четирите основни честоти на повреди

Ключът към диагностицирането на дефекти на лагерите е да се знае, че за дадена геометрия на лагера и скорост на въртене, ударите ще се случват при много специфични, предвидими честоти. Те са известни като фундаментални честоти на повреди:

• BPFO (Честота на подаване на топката, Външно колело): Скоростта, с която търкалящите елементи преминават през една точка на външната обвивка. Това е най-често срещаната честота на дефекти на лагерите.
• BPFI (Честота на подаване на топката, Вътрешен ход): Скоростта, с която търкалящите елементи преминават през една точка на вътрешния ролков диск. Тъй като вътрешният ролков диск се върти, тази честота е по-висока от BPFO.
• BSF (Честота на въртене на топката): Честотата, с която търкалящият елемент се върти около собствената си ос.
• FTF (Основна честота на влаковете): Честотата на въртене на лагерната клетка. Това е много ниска честота, обикновено по-малка от 0,5 пъти скорост на бягане.

Тези честоти могат да бъдат изчислени въз основа на размерите на лагера (като диаметър на стъпката и диаметър на сферата) и скоростта на въртене на вала. Софтуерът за анализ на вибрации обикновено включва голяма база данни за лагери и може да изчисли тези честоти автоматично.

3. Как се появяват дефектите на лагерите в спектъра

Когато има дефект на лагера, честотата на повредата ще се появи в FFT спектър по характерен модел:

• Високочестотни пикове: Самата честота на повредата (например, BPFO) ще се появи като пик във високочестотния диапазон на спектъра.
• Хармоници: Често ще има няколко хармоника (кратни) на честотата на повредата.
• Странични ленти: Това е критичен диагностичен маркер. Пикът на честотата на повредата на лагера често ще има странични ленти, разположени на разстояние 1X от скоростта на работа. Например, пик на BPFO с 1X странични ленти е класически признак за дефект на външния ролков лагер. Дефектът на вътрешния ролков лагер (BPFI) почти винаги има 1X странични ленти, защото дефектът се върти навътре и навън в зоната на натоварване на машината.

В ранните етапи тези пикове могат да бъдат скрити в шумовия под на спектъра. Ето защо често се използват специализирани техники за откриване.

4. Анализ на обвивката за ранно откриване

Анализ на обвивката (наричана още демодулация) е най-мощната техника за откриване на дефекти на лагери в ранен стадий. Това е метод за обработка на сигнала, който филтрира нискочестотните, високоенергийни вибрации (от дисбаланс и др.) и се фокусира само върху високочестотните, нискоенергийни въздействия, генерирани от дефекта на лагера.

Спектърът на обвивката е много „чист“ и ясно показва честотите на повредите на лагерите и техните хармоници, което позволява откриване месеци или дори години преди лагерът да се повреди.

← Обратно към основния индекс