Διάγνωση ελαττωμάτων ρουλεμάν

1. Η Φύση των Ελαττωμάτων των Ρουλεμάν

Τα ρουλεμάν κύλισης είναι θεμελιώδη εξαρτήματα στα περισσότερα περιστρεφόμενα μηχανήματα, αλλά αποτελούν επίσης ένα συνηθισμένο σημείο βλάβης. Ένα τυπικό ρουλεμάν αποτελείται από έναν εξωτερικό δακτύλιο, έναν εσωτερικό δακτύλιο, ένα σετ σφαιρών ή κυλίνδρων και ένα κλουβί για τη διατήρηση της μεταξύ τους απόστασης. Ένα «ελάττωμα» είναι ένα μικροσκοπικό ή μακροσκοπικό ελάττωμα, όπως μια ρωγμή, ένα σπάσιμο ή μια τρύπα, σε μία από αυτές τις επιφάνειες.

Καθώς ένα κυλιόμενο στοιχείο περνάει πάνω από ένα ελάττωμα, παράγει ένα μικρό, υψηλής συχνότητας κρουστικό κρούσμα ή «κλικ». Ενώ ένα μόνο κρουστικό κρούσμα έχει χαμηλή ενέργεια, αυτές οι κρούσεις συμβαίνουν επαναλαμβανόμενα. Ανάλυση κραδασμών είναι εξαιρετικά αποτελεσματικό στην ανίχνευση αυτών των επαναλαμβανόμενων, περιοδικών κρούσεων πολύ πριν το ρουλεμάν αρχίσει να υπερθερμαίνεται ή να κάνει ακουστό θόρυβο.

2. Οι τέσσερις βασικές συχνότητες σφάλματος

Το κλειδί για τη διάγνωση ελαττωμάτων ρουλεμάν είναι να γνωρίζουμε ότι για μια δεδομένη γεωμετρία ρουλεμάν και ταχύτητα περιστροφής, οι κρούσεις θα συμβούν σε πολύ συγκεκριμένες, προβλέψιμες συχνότητες. Αυτές είναι γνωστές ως Θεμελιώδεις Συχνότητες Σφάλματος:

• BPFO (Συχνότητα Πάσας Μπάλας, Εξωτερικός Αγώνας): Ο ρυθμός με τον οποίο τα κυλινδρικά στοιχεία περνούν από ένα μόνο σημείο στον εξωτερικό δακτύλιο. Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη συχνότητα ελαττωμάτων ρουλεμάν.
• BPFI (Συχνότητα Πάσας Μπάλας, Εσωτερικός Αγώνας): Ο ρυθμός με τον οποίο τα κυλιόμενα στοιχεία περνούν από ένα μόνο σημείο στον εσωτερικό δακτύλιο. Δεδομένου ότι ο εσωτερικός δακτύλιος περιστρέφεται, αυτή η συχνότητα είναι υψηλότερη από το BPFO.
• BSF (Συχνότητα περιστροφής μπάλας): Η συχνότητα με την οποία ένα κυλιόμενο στοιχείο περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του.
• FTF (Βασική Συχνότητα Αμαξοστοιχίας): Η συχνότητα περιστροφής του κλωβού ρουλεμάν. Αυτή είναι μια πολύ χαμηλή συχνότητα, συνήθως μικρότερη από 0,5 φορές την ταχύτητα τρεξίματος.

Αυτές οι συχνότητες μπορούν να υπολογιστούν με βάση τις διαστάσεις του ρουλεμάν (όπως η διάμετρος του βήματος και η διάμετρος της σφαίρας) και την ταχύτητα περιστροφής του άξονα. Το λογισμικό ανάλυσης κραδασμών συνήθως περιλαμβάνει μια μεγάλη βάση δεδομένων με ρουλεμάν και μπορεί να υπολογίσει αυτές τις συχνότητες αυτόματα.

3. Πώς εμφανίζονται τα ελαττώματα των ρουλεμάν στο φάσμα

Όταν υπάρχει κάποιο ελάττωμα στο ρουλεμάν, η συχνότητα σφάλματός του θα εμφανίζεται στο Φάσμα FFT σε ένα χαρακτηριστικό μοτίβο:

• Κορυφές υψηλής συχνότητας: Η ίδια η συχνότητα σφάλματος (π.χ., BPFO) θα εμφανιστεί ως κορυφή στην περιοχή υψηλών συχνοτήτων του φάσματος.
• Αρμονικές: Συχνά θα υπάρχουν αρκετές αρμονικές (πολλαπλάσια) της συχνότητας σφάλματος.
• Πλευρικές ζώνες: Αυτός είναι ένας κρίσιμος διαγνωστικός δείκτης. Η κορυφή συχνότητας σφάλματος ρουλεμάν συχνά έχει πλευρικές ζώνες σε απόσταση 1X από την ταχύτητα λειτουργίας. Για παράδειγμα, μια κορυφή BPFO με πλευρικές ζώνες 1X είναι ένα κλασικό σημάδι ελαττώματος εξωτερικού δακτυλίου. Ένα ελάττωμα εσωτερικού δακτυλίου (BPFI) σχεδόν πάντα έχει πλευρικές ζώνες 1X επειδή το ελάττωμα περιστρέφεται μέσα και έξω από τη ζώνη φόρτωσης του μηχανήματος.

Στα αρχικά στάδια, αυτές οι κορυφές μπορεί να είναι θαμμένες στο επίπεδο θορύβου του φάσματος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο συχνά χρησιμοποιούνται εξειδικευμένες τεχνικές για την ανίχνευση.

4. Ανάλυση Φακέλου για την έγκαιρη ανίχνευση

Ανάλυση Φακέλου (ονομάζεται επίσης αποδιαμόρφωση) είναι η πιο ισχυρή τεχνική για την ανίχνευση ελαττωμάτων ρουλεμάν σε πρώιμο στάδιο. Είναι μια μέθοδος επεξεργασίας σήματος που φιλτράρει τις δονήσεις χαμηλής συχνότητας, υψηλής ενέργειας (από ανισορροπία κ.λπ.) και εστιάζει μόνο στις κρούσεις υψηλής συχνότητας, χαμηλής ενέργειας που παράγονται από το ελάττωμα του ρουλεμάν.

Το φάσμα περιβάλλουσας είναι πολύ «καθαρό» και δείχνει καθαρά τις συχνότητες σφάλματος των ρουλεμάν και τις αρμονικές τους, επιτρέποντας την ανίχνευση μήνες ή και χρόνια πριν το ρουλεμάν παρουσιάσει βλάβη.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο