Ανάλυση κραδασμών με το Balanset-1A: Ένας οδηγός για αρχάριους στη διαγνωστική φάσματος

Εισαγωγή: Από την εξισορρόπηση στη διάγνωση — Απελευθερώνοντας το πλήρες δυναμικό του αναλυτή κραδασμών σας

Η συσκευή Balanset-1A είναι κυρίως γνωστή ως ένα αποτελεσματικό εργαλείο για δυναμική εξισορρόπηση. Ωστόσο, οι δυνατότητές της εκτείνονται πολύ πέρα από αυτό, καθιστώντας την έναν ισχυρό και προσβάσιμο αναλυτή κραδασμών. Εξοπλισμένη με ευαίσθητους αισθητήρες και λογισμικό για φασματική ανάλυση με Γρήγορο Μετασχηματισμό Φουριέ (FFT), η Balanset-1A είναι ένα εξαιρετικό όργανο για ολοκληρωμένη ανάλυση κραδασμών. Αυτός ο οδηγός γεφυρώνει το κενό που αφήνει το επίσημο εγχειρίδιο, εξηγώντας τι αποκαλύπτουν τα δεδομένα κραδασμών για την υγεία του μηχανήματος.

Αυτός ο οδηγός είναι δομημένος διαδοχικά για να σας καθοδηγήσει από τα βασικά στην πρακτική εφαρμογή:

• Η Ενότητα 1 θα θέσει τη θεωρητική βάση, εξηγώντας απλά και ξεκάθαρα τι είναι η δόνηση, πώς λειτουργεί η φασματική ανάλυση (FFT) και ποιες φασματικές παράμετροι είναι βασικές για έναν διαγνωστικό.
• Η Ενότητα 2 θα παρέχει οδηγίες βήμα προς βήμα για τη λήψη φασμάτων δόνησης υψηλής ποιότητας και αξιόπιστων χρησιμοποιώντας τη συσκευή Balanset-1A σε διάφορες λειτουργίες, εστιάζοντας σε πρακτικές λεπτομέρειες που δεν περιγράφονται στις τυπικές οδηγίες.
• Η Ενότητα 3 αποτελεί τον πυρήνα του άρθρου. Εδώ, θα αναλυθούν διεξοδικά τα «δακτυλικά αποτυπώματα» — χαρακτηριστικά φασματικά σημάδια των πιο συνηθισμένων βλαβών: ανισορροπία, κακή ευθυγράμμιση, μηχανική χαλαρότητα και ελαττώματα ρουλεμάν.
• Η Ενότητα 4 θα ενσωματώσει την αποκτηθείσα γνώση σε ένα ενιαίο σύστημα, προσφέροντας πρακτικές συστάσεις για την εφαρμογή της παρακολούθησης και έναν απλό αλγόριθμο λήψης αποφάσεων.

Κατακτώντας την ύλη αυτού του άρθρου, θα μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το Balanset-1A όχι μόνο ως συσκευή εξισορρόπησης αλλά και ως ένα πλήρες διαγνωστικό συγκρότημα εισαγωγικού επιπέδου, επιτρέποντάς σας να εντοπίζετε προβλήματα νωρίς, να αποτρέπετε δαπανηρά ατυχήματα και να αυξάνετε σημαντικά την αξιοπιστία του λειτουργικού σας εξοπλισμού.

Ενότητα 1: Βασικές Αρχές Δονητικής και Φασματικής Ανάλυσης (FFT)

1.1. Τι είναι η δόνηση και γιατί είναι σημαντική;

Οποιοσδήποτε περιστρεφόμενος εξοπλισμός, είτε πρόκειται για αντλία, ανεμιστήρα είτε για ηλεκτρικό κινητήρα, δημιουργεί κραδασμούς κατά τη λειτουργία. Η δόνηση είναι η μηχανική ταλάντωση μιας μηχανής ή των μεμονωμένων μερών της σε σχέση με τη θέση ισορροπίας τους. Σε μια ιδανική, πλήρως λειτουργική κατάσταση, μια μηχανή παράγει ένα χαμηλό και σταθερό επίπεδο κραδασμών — αυτός είναι ο φυσιολογικός «θόρυβος λειτουργίας» της. Ωστόσο, καθώς προκύπτουν και εξελίσσονται ελαττώματα, αυτό το υπόβαθρο κραδασμών αρχίζει να αλλάζει.

Η δόνηση είναι η απόκριση της δομής του μηχανισμού σε κυκλικές διεγερτικές δυνάμεις. Οι πηγές αυτών των δυνάμεων μπορεί να είναι πολύ διαφορετικές:

• Φυγοκεντρική δύναμη λόγω ανισορροπίας του ρότορα: Προκύπτει από την ανομοιόμορφη κατανομή της μάζας σε σχέση με τον άξονα περιστροφής. Αυτό είναι το λεγόμενο «βαρύ σημείο», το οποίο, κατά την περιστροφή, δημιουργεί μια δύναμη που μεταδίδεται στα ρουλεμάν και στο περίβλημα του μηχανήματος.
• Δυνάμεις που σχετίζονται με γεωμετρικές ανακρίβειες: Η κακή ευθυγράμμιση των συνδεδεμένων αξόνων, η κάμψη του άξονα, τα σφάλματα στα προφίλ των δοντιών του κιβωτίου ταχυτήτων — όλα αυτά δημιουργούν κυκλικές δυνάμεις που προκαλούν κραδασμούς.
• Αεροδυναμικές και υδροδυναμικές δυνάμεις: Εμφανίζονται κατά την περιστροφή των πτερωτών σε ανεμιστήρες, απαγωγείς καπνού, αντλίες και στροβίλους.
• Ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις: Χαρακτηριστικό των ηλεκτρικών κινητήρων και των γεννητριών και μπορεί να προκληθεί, για παράδειγμα, από ασυμμετρία περιέλιξης ή από την παρουσία βραχυκυκλωμένων στροφών.

Κάθε μία από αυτές τις πηγές δημιουργεί κραδασμούς με μοναδικά χαρακτηριστικά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ανάλυση κραδασμών είναι ένα τόσο ισχυρό διαγνωστικό εργαλείο. Μετρώντας και αναλύοντας τους κραδασμούς, μπορούμε όχι μόνο να πούμε ότι «το μηχάνημα δονείται έντονα» αλλά και, με υψηλό βαθμό πιθανότητας, να προσδιορίσουμε την αιτία. Αυτή η προηγμένη διαγνωστική δυνατότητα είναι απαραίτητη για κάθε σύγχρονο πρόγραμμα συντήρησης.

1.2. Από το Χρονικό Σήμα στο Φάσμα: Μια Απλή Εξήγηση του FFT

Ένας αισθητήρας κραδασμών (επιταχυνσιόμετρο), εγκατεστημένος στο περίβλημα του ρουλεμάν, μετατρέπει τις μηχανικές ταλαντώσεις σε ηλεκτρικό σήμα. Εάν αυτό το σήμα εμφανίζεται σε μια οθόνη ως συνάρτηση του χρόνου, λαμβάνουμε ένα χρονικό σήμα ή κυματομορφή. Αυτό το γράφημα δείχνει πώς αλλάζει το πλάτος της δόνησης σε κάθε χρονική στιγμή.

Για μια απλή περίπτωση, όπως η καθαρή ανισορροπία, το χρονικό σήμα θα μοιάζει με ένα ομαλό ημιτονοειδές. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, μια μηχανή σχεδόν πάντα δέχεται ταυτόχρονα αρκετές διεγερτικές δυνάμεις. Ως αποτέλεσμα, το χρονικό σήμα είναι μια πολύπλοκη, φαινομενικά χαοτική καμπύλη, από την οποία είναι πρακτικά αδύνατο να εξαχθούν χρήσιμες διαγνωστικές πληροφορίες.

Εδώ ακριβώς έρχεται να βοηθήσει ένα μαθηματικό εργαλείο — ο Γρήγορος Μετασχηματισμός Φουριέ (FFT). Μπορεί να φανταστεί κανείς τον Μετασχηματισμό ως ένα μαγικό πρίσμα για σήματα δόνησης.

Φανταστείτε ότι ένα σύνθετο χρονικό σήμα είναι μια δέσμη λευκού φωτός. Μας φαίνεται ενιαίο και δυσδιάκριτο. Αλλά όταν αυτή η δέσμη διέρχεται από ένα γυάλινο πρίσμα, διασπάται στα συστατικά της χρώματα - κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο και ούτω καθεξής, σχηματίζοντας ένα ουράνιο τόξο. Το FFT κάνει το ίδιο με ένα σήμα δόνησης: παίρνει μια σύνθετη καμπύλη από το χρονικό πεδίο και την αποσυνθέτει σε απλά ημιτονοειδή στοιχεία, καθένα από τα οποία έχει τη δική του συχνότητα και πλάτος.

Το αποτέλεσμα αυτού του μετασχηματισμού εμφανίζεται σε ένα γράφημα που ονομάζεται φάσμα δονήσεων. Το φάσμα είναι το κύριο εργαλείο εργασίας για όποιον εκτελεί ανάλυση δονήσεων. Σας επιτρέπει να δείτε τι κρύβεται στο σήμα χρόνου: ποιες «καθαρές» δονήσεις αποτελούν τον συνολικό θόρυβο της μηχανής.

1.3. Βασικές παράμετροι φάσματος προς κατανόηση

Το φάσμα δόνησης που θα δείτε στην οθόνη του Balanset-1A στις λειτουργίες "Vibrometer" ή "Charts" έχει δύο άξονες, η κατανόηση των οποίων είναι απολύτως απαραίτητη για τη διάγνωση.

Οριζόντιος άξονας (X): Συχνότητα

Αυτός ο άξονας δείχνει πόσο συχνά συμβαίνουν οι ταλαντώσεις και μετριέται σε Hertz (Hz). 1 Hz είναι μία πλήρης ταλάντωση ανά δευτερόλεπτο. Η συχνότητα σχετίζεται άμεσα με την πηγή της δόνησης. Διάφορα μηχανικά και ηλεκτρικά εξαρτήματα μιας μηχανής παράγουν κραδασμούς στις χαρακτηριστικές, προβλέψιμες συχνότητές τους. Γνωρίζοντας τη συχνότητα στην οποία παρατηρείται μια υψηλή κορυφή δόνησης, μπορούμε να εντοπίσουμε τον ένοχο — μια συγκεκριμένη μονάδα ή ελάττωμα.

Συχνότητα περιστροφής (1x): Αυτή είναι η πιο σημαντική συχνότητα σε όλα τα διαγνωστικά κραδασμών. Αντιστοιχεί στην ταχύτητα περιστροφής του άξονα του μηχανήματος. Για παράδειγμα, εάν ένας άξονας κινητήρα περιστρέφεται με 3000 στροφές ανά λεπτό (rpm), η συχνότητα περιστροφής του θα είναι: f = 3000 rpm / 60 s/min = 50 Hz. Αυτή η συχνότητα συμβολίζεται ως 1x. Χρησιμεύει ως σημείο αναφοράς για τον εντοπισμό πολλών άλλων ελαττωμάτων.

Κατακόρυφος άξονας (Υ): Πλάτος

Αυτός ο άξονας δείχνει την ένταση ή την ισχύ της δόνησης σε κάθε συγκεκριμένη συχνότητα. Στη συσκευή Balanset-1A, το πλάτος μετριέται σε χιλιοστά ανά δευτερόλεπτο (mm/s), το οποίο αντιστοιχεί στην τιμή της μέσης τετραγωνικής ρίζας (RMS) της ταχύτητας δόνησης. Όσο υψηλότερη είναι η κορυφή στο φάσμα, τόσο περισσότερη ενέργεια δόνησης συγκεντρώνεται σε αυτήν τη συχνότητα και, κατά κανόνα, τόσο πιο σοβαρό είναι το σχετικό ελάττωμα.

Αρμονικές

Οι αρμονικές είναι συχνότητες που είναι ακέραια πολλαπλάσια της θεμελιώδους συχνότητας. Τις περισσότερες φορές, η θεμελιώδης συχνότητα είναι η περιστροφική συχνότητα 1x. Έτσι, οι αρμονικές της θα είναι: 2x (δεύτερη αρμονική) = 2×1x, 3x (τρίτη αρμονική) = 3×1x, 4x (τέταρτη αρμονική) = 4×1x, και ούτω καθεξής. Η παρουσία και το σχετικό ύψος των αρμονικών φέρουν κρίσιμες διαγνωστικές πληροφορίες. Για παράδειγμα, η καθαρή ανισορροπία εκδηλώνεται κυρίως στο 1x με πολύ χαμηλές αρμονικές. Ωστόσο, η μηχανική χαλαρότητα ή η κακή ευθυγράμμιση του άξονα δημιουργεί ένα ολόκληρο "δάσος" από υψηλές αρμονικές (2x, 3x, 4x,...). Αναλύοντας την αναλογία των πλάτους μεταξύ του 1x και των αρμονικών του, μπορούν να διακριθούν διαφορετικοί τύποι σφαλμάτων.

Ενότητα 2: Λήψη Φάσματος Δόνησης Χρησιμοποιώντας το Balanset-1A

Η ποιότητα των διαγνωστικών εξαρτάται άμεσα από την ποιότητα των αρχικών δεδομένων. Οι λανθασμένες μετρήσεις μπορούν να οδηγήσουν σε εσφαλμένα συμπεράσματα, περιττές επισκευές ή, αντίστροφα, στην παράβλεψη ενός αναπτυσσόμενου ελαττώματος. Αυτή η ενότητα παρέχει έναν πρακτικό οδηγό για τη συλλογή ακριβών και επαναλήψιμων δεδομένων χρησιμοποιώντας τη συσκευή σας.

2.1. Προετοιμασία για Μετρήσεις: Το Κλειδί για Ακριβή Δεδομένα

Πριν από τη σύνδεση των καλωδίων και την εκκίνηση του προγράμματος, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στη σωστή εγκατάσταση των αισθητήρων. Αυτό είναι το πιο σημαντικό στάδιο, το οποίο καθορίζει την αξιοπιστία όλων των επόμενων αναλύσεων.

Μέθοδος τοποθέτησης: Το Balanset-1A διαθέτει μαγνητικές βάσεις αισθητήρων. Πρόκειται για μια βολική και γρήγορη μέθοδο τοποθέτησης, αλλά για την αποτελεσματικότητά της, πρέπει να τηρούνται αρκετοί κανόνες. Η επιφάνεια στο σημείο μέτρησης πρέπει να είναι:

• Καθαρός: Αφαιρέστε τη βρωμιά, τη σκουριά και το ξεφλουδισμένο χρώμα.
• Επίπεδα: Ο αισθητήρας πρέπει να βρίσκεται στο ίδιο επίπεδο με ολόκληρη την επιφάνεια του μαγνήτη. Μην τον εγκαθιστάτε σε στρογγυλεμένες επιφάνειες ή σε κεφαλές μπουλονιών.
• Ογκώδης: Το σημείο μέτρησης θα πρέπει να είναι μέρος της φέρουσας δομής του μηχανήματος (π.χ., περίβλημα ρουλεμάν) και όχι ένα λεπτό προστατευτικό κάλυμμα ή ένα πτερύγιο ψύξης.

Για σταθερή παρακολούθηση ή για να επιτευχθεί μέγιστη ακρίβεια σε υψηλές συχνότητες, συνιστάται η χρήση βιδωτής σύνδεσης (βιδωτός σύνδεσμος), εάν το επιτρέπει ο σχεδιασμός του μηχανήματος.

Τοποθεσία: Οι δυνάμεις που προκύπτουν κατά τη λειτουργία του ρότορα μεταδίδονται στο περίβλημα του μηχανήματος μέσω των ρουλεμάν. Επομένως, το καλύτερο μέρος για την εγκατάσταση αισθητήρων είναι τα περιβλήματα των ρουλεμάν. Προσπαθήστε να τοποθετήσετε τον αισθητήρα όσο το δυνατόν πιο κοντά στο ρουλεμάν για να μετρήσετε τους κραδασμούς με ελάχιστη παραμόρφωση.

Κατεύθυνση μέτρησης: Η δόνηση είναι μια τρισδιάστατη διαδικασία. Για μια πλήρη εικόνα της κατάστασης του μηχανήματος, οι μετρήσεις θα πρέπει να λαμβάνονται σε τρεις κατευθύνσεις:

• Ακτινική οριζόντια (H): Κάθετα στον άξονα του άξονα, στο οριζόντιο επίπεδο.
• Ακτινική κατακόρυφη (V): Κάθετα στον άξονα του άξονα, στο κατακόρυφο επίπεδο.
• Αξονική (Α): Παράλληλα με τον άξονα του άξονα.

Κατά κανόνα, η ακαμψία της κατασκευής στην οριζόντια κατεύθυνση είναι χαμηλότερη από ό,τι στην κατακόρυφη, επομένως το πλάτος των κραδασμών στην οριζόντια κατεύθυνση είναι συχνά το υψηλότερο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η οριζόντια κατεύθυνση επιλέγεται συχνά για την αρχική αξιολόγηση. Ωστόσο, οι αξονικές κραδασμοί φέρουν μοναδικές πληροφορίες, κρίσιμης σημασίας για τη διάγνωση ελαττωμάτων όπως η κακή ευθυγράμμιση του άξονα.

Το Balanset-1A είναι μια συσκευή δύο καναλιών, η οποία εξετάζεται κυρίως στο εγχειρίδιο από την οπτική γωνία της εξισορρόπησης δύο επιπέδων. Ωστόσο, για τη διάγνωση, αυτό ανοίγει πολύ ευρύτερες δυνατότητες. Αντί να μετρώνται οι κραδασμοί σε δύο διαφορετικά ρουλεμάν, και οι δύο αισθητήρες μπορούν να συνδεθούν στην ίδια μονάδα ρουλεμάν, αλλά σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Για παράδειγμα, το κανάλι αισθητήρα 1 μπορεί να εγκατασταθεί ακτινικά (οριζόντια) και το κανάλι αισθητήρα 2 αξονικά. Η ταυτόχρονη λήψη φασμάτων σε δύο κατευθύνσεις επιτρέπει την άμεση σύγκριση των αξονικών και ακτινικών κραδασμών, η οποία αποτελεί τυπική τεχνική στα επαγγελματικά διαγνωστικά για αξιόπιστη ανίχνευση κακής ευθυγράμμισης. Αυτή η μέθοδος επεκτείνει σημαντικά τις διαγνωστικές δυνατότητες της συσκευής, ξεπερνώντας αυτά που περιγράφονται στο εγχειρίδιο.

2.2. Βήμα προς βήμα: Χρήση της λειτουργίας "Δονόμετρου" (F5) για γρήγορη αξιολόγηση

Αυτή η λειτουργία έχει σχεδιαστεί για τον λειτουργικό έλεγχο των κύριων παραμέτρων κραδασμών και είναι ιδανική για γρήγορη αξιολόγηση της κατάστασης του μηχανήματος "επιτόπου". Η διαδικασία για τη λήψη ενός φάσματος σε αυτήν τη λειτουργία έχει ως εξής:

1. Σύνδεση αισθητήρων: Εγκαταστήστε αισθητήρες κραδασμών σε επιλεγμένα σημεία και συνδέστε τους στις εισόδους X1 και X2 της μονάδας μέτρησης. Συνδέστε το στροφόμετρο λέιζερ στην είσοδο X3 και στερεώστε έναν ανακλαστικό δείκτη στον άξονα.
2. Έναρξη προγράμματος: Στο κύριο παράθυρο του προγράμματος Balanset-1A, κάντε κλικ στο κουμπί "F5 - Μετρητής κραδασμών".
3. Θα ανοίξει το παράθυρο εργασίας (Εικ. 7.4 στο εγχειρίδιο). Στο επάνω μέρος του θα εμφανιστούν ψηφιακές τιμές: συνολική δόνηση (V1s), δόνηση στη συχνότητα περιστροφής (V1o), φάση (F1) και ταχύτητα περιστροφής (N rev).
4. Έναρξη μέτρησης: Κάντε κλικ στο κουμπί "F9 - Εκτέλεση". Το πρόγραμμα θα ξεκινήσει τη συλλογή και την εμφάνιση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο.
5. Ανάλυση του φάσματος: Στο κάτω μέρος του παραθύρου βρίσκεται το γράφημα "Φάσμα δόνησης-κανάλι 1&2 (mm/s)". Αυτό είναι το φάσμα δόνησης. Ο οριζόντιος άξονας δείχνει τη συχνότητα σε Hz και ο κάθετος άξονας δείχνει το πλάτος σε mm/s.

Αυτή η λειτουργία επιτρέπει τον πρώτο, πιο σημαντικό διαγνωστικό έλεγχο, που συνιστάται ακόμη και στο εγχειρίδιο εξισορρόπησης. Συγκρίνετε τις τιμές των V1s (συνολική δόνηση) και V1o (δόνηση σε συχνότητα περιστροφής 1x).

• Αν V1s≈V1o, αυτό σημαίνει ότι το μεγαλύτερο μέρος της δονητικής ενέργειας συγκεντρώνεται στη συχνότητα περιστροφής. Η κύρια αιτία της δόνησης είναι πιθανότατα η ανισορροπία.
• Εάν V1s≫V1o, αυτό υποδεικνύει ότι ένα σημαντικό μέρος της δόνησης προκαλείται από άλλες πηγές (κακή ευθυγράμμιση, χαλαρότητα, ελαττώματα ρουλεμάν κ.λπ.). Σε αυτήν την περίπτωση, η απλή εξισορρόπηση δεν θα λύσει το πρόβλημα και είναι απαραίτητη μια βαθύτερη ανάλυση του φάσματος.

2.3. Βήμα προς βήμα: Χρήση της λειτουργίας "Γραφήματα" (F8) για λεπτομερή ανάλυση

Για σοβαρές διαγνωστικές εξετάσεις που απαιτούν πιο λεπτομερή εξέταση του φάσματος, η λειτουργία "Διαγράμματα" είναι σημαντικά καλύτερη. Παρέχει ένα μεγαλύτερο και πιο ενημερωτικό γράφημα, το οποίο διευκολύνει την αναγνώριση των κορυφών και την ανάλυση της δομής τους. Η διαδικασία για τη λήψη ενός φάσματος σε αυτήν τη λειτουργία:

1. Συνδέστε τους αισθητήρες με τον ίδιο τρόπο όπως και για τη λειτουργία "Δονόμετρο".
2. Λειτουργία έναρξης: Στο κύριο παράθυρο του προγράμματος, κάντε κλικ στο κουμπί "F8 - Γραφήματα".
3. Επιλογή τύπου γραφήματος: Στο ανοιχτό παράθυρο (Εικ. 7.19 στο εγχειρίδιο), θα υπάρχει μια σειρά από κουμπιά στο επάνω μέρος. Κάντε κλικ στο "F5-Spectrum (Hz)".
4. Θα ανοίξει το παράθυρο ανάλυσης φάσματος (Εικ. 7.23 στο εγχειρίδιο). Το επάνω μέρος θα εμφανίσει το σήμα χρόνου και το κάτω, κύριο μέρος, θα εμφανίσει το φάσμα δόνησης.
5. Έναρξη μέτρησης: Κάντε κλικ στο κουμπί "F9-Εκτέλεση". Η συσκευή θα εκτελέσει μια μέτρηση και θα δημιουργήσει λεπτομερή γραφήματα.

Το φάσμα που λαμβάνεται με αυτήν τη λειτουργία είναι πολύ πιο βολικό για ανάλυση. Μπορείτε να δείτε πιο καθαρά τις κορυφές σε διαφορετικές συχνότητες, να αξιολογήσετε το ύψος τους και να αναγνωρίσετε αρμονικές σειρές. Αυτή η λειτουργία συνιστάται για τη διάγνωση σφαλμάτων που περιγράφονται στην επόμενη ενότητα.

Ενότητα 3: Διαγνωστικά Τυπικών Βλαβών με Φάσματα Δόνησης (έως 1000 Hz)

Αυτή η ενότητα αποτελεί τον πρακτικό πυρήνα του οδηγού. Εδώ θα μάθουμε να διαβάζουμε φάσματα και να τα συσχετίζουμε με συγκεκριμένα μηχανικά προβλήματα. Για ευκολία και γρήγορο προσανατολισμό στο πεδίο, οι κύριοι διαγνωστικοί δείκτες συνοψίζονται σε έναν συγκεντρωτικό πίνακα. Θα χρησιμεύσει ως γρήγορη αναφορά κατά την ανάλυση πραγματικών δεδομένων.

Πίνακας 3.1: Σύνοψη Διαγνωστικών Δεικτών

Σφάλμα	Πρωτεύουσα Φασματική Υπογραφή	Τυπικές Αρμονικές	Σημειώσεις
Ανισορροπία	Υψηλό πλάτος σε συχνότητα περιστροφής 1×	Χαμηλός	Η ακτινική δόνηση κυριαρχεί. Το πλάτος αυξάνεται τετραγωνικά με την ταχύτητα.
Λανθασμένη ευθυγράμμιση	Υψηλό πλάτος σε συχνότητα περιστροφής 2×	1×, 3×, 4×	Συχνά συνοδεύεται από αξονική δόνηση.
Μηχανική χαλαρότητα	Πολλαπλές αρμονικές 1× ("δάσος" αρμονικών)	1×, 2×, 3×, 4×, 5×...	Υποαρμονικές (0,5×, 1,5×) ενδέχεται να εμφανιστούν στα 1/2x, 3/2x, κ.λπ. λόγω ρωγμών.
Ελάττωμα ρουλεμάν	Κορυφές σε μη σύγχρονες συχνότητες (BPFO, BPFI, κ.λπ.)	Πολλαπλές αρμονικές συχνοτήτων ελαττωμάτων	Συχνά ορατά ως πλευρικές ζώνες γύρω από κορυφές. Ακούγεται σαν «θόρυβος» στην περιοχή υψηλών συχνοτήτων.
Ελάττωμα πλέγματος γραναζιών	Υψηλή συχνότητα πλέγματος γραναζιών (GMF) και οι αρμονικές του	Πλευρικές ζώνες γύρω από το GMF στο 1x	Υποδεικνύει φθορά, βλάβη των δοντιών ή εκκεντρότητα.

Στη συνέχεια, θα αναλύσουμε λεπτομερώς κάθε ένα από αυτά τα ελαττώματα.

3.1. Ανισορροπία: Το πιο συνηθισμένο πρόβλημα

Φυσική αιτία: Η ανισορροπία εμφανίζεται όταν το κέντρο μάζας ενός περιστρεφόμενου μέρους (ρότορα) δεν συμπίπτει με τον γεωμετρικό άξονα περιστροφής του. Αυτό δημιουργεί ένα "βαρύ σημείο" το οποίο, κατά την περιστροφή, παράγει μια φυγόκεντρο δύναμη που δρα στην ακτινική κατεύθυνση και μεταδίδεται στα έδρανα και τη θεμελίωση.

Φασματικές Υπογραφές: Το κύριο σημάδι είναι μια κορυφή υψηλού πλάτους αυστηρά στη συχνότητα περιστροφής (1x). Η δόνηση είναι κυρίως ακτινική. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ανισορροπίας:

Στατική Ανισορροπία (Μονοεπίπεδο)

Περιγραφή φάσματος: Το φάσμα κυριαρχείται εξ ολοκλήρου από μία μόνο κορυφή στη θεμελιώδη συχνότητα περιστροφής (1x). Η δόνηση είναι ημιτονοειδής, με ελάχιστη ενέργεια στις άλλες συχνότητες.

Σύντομη Περιγραφή Φασματικών Στοιχείων: Κυρίως μια ισχυρή συνιστώσα περιστροφικής συχνότητας 1x. Λίγες έως καθόλου υψηλότερες αρμονικές (ένας καθαρός τόνος 1x).

Βασικό χαρακτηριστικό: Μεγάλο πλάτος 1x σε όλες τις ακτινικές κατευθύνσεις. Η δόνηση και στα δύο ρουλεμάν είναι σε φάση (καμία διαφορά φάσης μεταξύ των δύο άκρων). Συχνά παρατηρείται μετατόπιση φάσης περίπου 90° μεταξύ οριζόντιων και κάθετων μετρήσεων στο ίδιο ρουλεμάν.

Δυναμική Ανισορροπία (Δύο επίπεδα / Ζεύγος)

Περιγραφή φάσματος: Το φάσμα δείχνει επίσης μια κυρίαρχη κορυφή συχνότητας μία φορά ανά περιστροφή (1x), παρόμοια με τη στατική ανισορροπία. Η δόνηση συμβαίνει στην ταχύτητα περιστροφής, χωρίς σημαντικό περιεχόμενο υψηλότερης συχνότητας εάν η ανισορροπία είναι το μόνο πρόβλημα.

Σύντομη Περιγραφή Φασματικών Στοιχείων: Κυρίαρχη συνιστώσα 1x RPM (συχνά με "ταλάντωση" ή ταλάντωση του ρότορα). Οι υψηλότερες αρμονικές γενικά απουσιάζουν, εκτός εάν υπάρχουν άλλα σφάλματα.

Βασικό χαρακτηριστικό: 1x δόνηση σε κάθε ρουλεμάν είναι εκτός φάσης — υπάρχει διαφορά φάσης περίπου 180° μεταξύ των κραδασμών στα δύο άκρα του ρότορα (υποδεικνύοντας ανισορροπία ζεύγους). Η ισχυρή κορυφή 1x με αυτή τη σχέση φάσης είναι η υπογραφή της δυναμικής ανισορροπίας.

Τι να κάνετε: Εάν το φάσμα υποδεικνύει ανισορροπία, πρέπει να εκτελεστεί μια διαδικασία εξισορρόπησης. Για στατική ανισορροπία, επαρκεί η εξισορρόπηση ενός επιπέδου (εγχειρίδιο, ενότητα 7.4), για δυναμική ανισορροπία — η εξισορρόπηση δύο επιπέδων (εγχειρίδιο, ενότητα 7.5).

3.2. Λανθασμένη ευθυγράμμιση άξονα: Μια κρυφή απειλή

Φυσική αιτία: Η κακή ευθυγράμμιση συμβαίνει όταν οι άξονες περιστροφής δύο συνδεδεμένων αξόνων (π.χ., άξονας κινητήρα και άξονας αντλίας) δεν συμπίπτουν. Όταν περιστρέφονται κακώς ευθυγραμμισμένοι άξονες, προκύπτουν κυκλικές δυνάμεις στον σύνδεσμο και τα ρουλεμάν, προκαλώντας κραδασμούς.

Παράλληλη κακή ευθυγράμμιση (Άξονες μετατόπισης)

Περιγραφή φάσματος: Το φάσμα των κραδασμών παρουσιάζει αυξημένη ενέργεια στη θεμελιώδη (1x) και στις αρμονικές της 2x και 3x, ειδικά στην ακτινική κατεύθυνση. Συνήθως, η συνιστώσα 1x είναι κυρίαρχη με παρουσία κακής ευθυγράμμισης, συνοδευόμενη από μια αξιοσημείωτη συνιστώσα 2x.

Σύντομη Περιγραφή Φασματικών Στοιχείων: Περιέχει σημαντικές κορυφές σε συχνότητες περιστροφής άξονα 1x, 2x και 3x. Αυτές εμφανίζονται κυρίως σε μετρήσεις ακτινικών κραδασμών (κάθετα στον άξονα).

Βασικό χαρακτηριστικό: Υψηλές δονήσεις 1x και 2x στην ακτινική κατεύθυνση είναι ενδεικτικές. Συχνά παρατηρείται διαφορά φάσης 180° μεταξύ των μετρήσεων ακτινικών δονήσεων στις αντίθετες πλευρές της ζεύξης, γεγονός που την διακρίνει από την καθαρή ανισορροπία.

Γωνιακή κακή ευθυγράμμιση (Κεκλιμένοι άξονες)

Περιγραφή φάσματος: Το φάσμα συχνοτήτων παρουσιάζει ισχυρές αρμονικές της ταχύτητας του άξονα, κυρίως μια εμφανή συνιστώσα ταχύτητας κίνησης 2x επιπλέον της 1x. Εμφανίζεται δόνηση στο 1x, 2x (και συχνά 3x), με σημαντική τη δόνηση κατά μήκος του άξονα.

Σύντομη Περιγραφή Φασματικών Στοιχείων: Αξιοσημείωτες κορυφές σε 1x και 2x (και μερικές φορές 3x) της ταχύτητας λειτουργίας. Η συνιστώσα 2x είναι συχνά τόσο μεγάλη όσο ή μεγαλύτερη από την 1x. Αυτές οι συχνότητες είναι έντονες στο φάσμα αξονικών δονήσεων (κατά μήκος του άξονα της μηχανής).

Βασικό χαρακτηριστικό: Σχετικά υψηλό πλάτος δεύτερης αρμονικής (2x) σε σύγκριση με 1x, σε συνδυασμό με ισχυρή αξονική δόνηση. Οι αξονικές μετρήσεις εκατέρωθεν της ζεύξης είναι 180° εκτός φάσης, ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα γωνιακής κακής ευθυγράμμισης.

Τι να κάνετε: Η ζυγοστάθμιση δεν θα βοηθήσει εδώ. Σταματήστε τη μονάδα και εκτελέστε μια διαδικασία ευθυγράμμισης του άξονα χρησιμοποιώντας εξειδικευμένα εργαλεία.

3.3. Μηχανική χαλαρότητα: «Κροταλισμός» στο μηχάνημα

Φυσική αιτία: Αυτό το ελάττωμα σχετίζεται με απώλεια ακαμψίας στις δομικές συνδέσεις: χαλαρά μπουλόνια, ρωγμές στη θεμελίωση, αυξημένα διάκενα στις έδρες των εδρών. Λόγω των διάκενων, συμβαίνουν κρούσεις, σχηματίζοντας ένα χαρακτηριστικό μοτίβο δόνησης.

Μηχανική χαλαρότητα (χαλαρότητα εξαρτημάτων)

Περιγραφή: Το φάσμα είναι πλούσιο σε συνιστώσες συχνότητας της ταχύτητας περιστροφής. Εμφανίζεται ένα ευρύ φάσμα ακέραιων πολλαπλασίων του 1x (από 1x έως υψηλές τάξεις, όπως ~10x) με σημαντικά πλάτη. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ενδέχεται επίσης να εμφανιστούν υποαρμονικές συχνότητες (π.χ., 0,5x).

Φασματικά Στοιχεία: Κυρίαρχες είναι πολλαπλές συνιστώσες συχνότητας της ταχύτητας περιστροφής (1x, 2x, 3x ... έως ~10x). Μερικές φορές, κλασματικές (ημιακέραιες) συνιστώσες συχνότητας μπορεί επίσης να υπάρχουν στο 1/2x, 3/2x, κ.λπ. λόγω επαναλαμβανόμενων κρούσεων.

Βασικό χαρακτηριστικό: Η χαρακτηριστική «σειρά κορυφών» στο φάσμα — πολυάριθμες ομοιόμορφα κατανεμημένες κορυφές σε συχνότητες που είναι ακέραια πολλαπλάσια της ταχύτητας περιστροφής. Αυτό υποδηλώνει απώλεια ακαμψίας ή ακατάλληλη συναρμολόγηση εξαρτημάτων που προκαλεί επαναλαμβανόμενες κρούσεις. Η παρουσία πολλών αρμονικών (και πιθανώς ημιακέραιων υποαρμονικών) είναι ένας βασικός δείκτης.

Δομική χαλαρότητα (Χαλαρότητα βάσης/τοποθέτησης)

Περιγραφή: Στο φάσμα των κραδασμών, η δόνηση στη θεμελιώδη ή διπλή περιστροφική συχνότητα συχνά κυριαρχεί. Συνήθως, μια κορυφή εμφανίζεται στο 1x ή/και 2x. Οι υψηλότερες αρμονικές (πάνω από 2x) έχουν συνήθως πολύ μικρότερα πλάτη σε σύγκριση με αυτές τις κύριες.

Φασματικά Στοιχεία: Δείχνει κυρίως συνιστώσες συχνότητας σε ταχύτητες 1x και 2x του άξονα. Άλλες αρμονικές (3x, 4x, κ.λπ.) συνήθως απουσιάζουν ή είναι ασήμαντες. Η συνιστώσα 1x ή 2x μπορεί να κυριαρχεί ανάλογα με τον τύπο χαλαρότητας (π.χ., μία κρούση ανά περιστροφή ή δύο κρούσεις ανά περιστροφή).

Βασικό χαρακτηριστικό: Αισθητά υψηλές κορυφές στο 1x ή 2x (ή και τα δύο) σε σχέση με το υπόλοιπο φάσμα, που υποδεικνύουν χαλαρότητα των εδράνων ή της δομής. Η δόνηση είναι ισχυρότερη στην κατακόρυφη κατεύθυνση εάν το μηχάνημα είναι χαλαρά τοποθετημένο. Μία ή δύο κυρίαρχες κορυφές χαμηλής τάξης με μικρό αριθμό αρμονικών υψηλής τάξης είναι χαρακτηριστικές της δομικής ή θεμελιακής χαλαρότητας.

Τι να κάνετε: Απαιτείται ενδελεχής έλεγχος της μονάδας. Ελέγξτε όλες τις προσβάσιμες βίδες στερέωσης (ρουλεμάν, περίβλημα). Επιθεωρήστε το πλαίσιο και τη βάση για ρωγμές. Εάν υπάρχει εσωτερική χαλαρότητα (π.χ., έδρα ρουλεμάν), ενδέχεται να απαιτείται αποσυναρμολόγηση της μονάδας.

3.4. Ελαττώματα ρουλεμάν: Έγκαιρη προειδοποίηση

Φυσική αιτία: Η εμφάνιση ελαττωμάτων (λακκούβες, θρυμματισμοί, φθορά) στις κυλιόμενες επιφάνειες (εσωτερικός δακτύλιος, εξωτερικός δακτύλιος, κυλιόμενα στοιχεία) ή στον κλωβό. Κάθε φορά που ένα κυλιόμενο στοιχείο κυλάει πάνω από ένα ελάττωμα, εμφανίζεται μια σύντομη κρουστική ώθηση. Αυτές οι ωθήσεις επαναλαμβάνονται σε μια συγκεκριμένη συχνότητα που είναι χαρακτηριστική κάθε στοιχείου εδράνου.

Φασματικές Υπογραφές: Τα ελαττώματα των ρουλεμάν εμφανίζονται ως κορυφές σε μη σύγχρονες συχνότητες, δηλαδή σε συχνότητες που δεν είναι ακέραια πολλαπλάσια της συχνότητας περιστροφής (1x). Αυτές οι συχνότητες (BPFO - συχνότητα ελαττώματος εξωτερικού δακτυλίου, BPFI - εσωτερικός δακτύλιος, BSF - κυλινδρικό στοιχείο, FTF - κλωβός) εξαρτώνται από τη γεωμετρία του ρουλεμάν και την ταχύτητα περιστροφής. Για έναν αρχάριο διαγνωστικό, δεν είναι απαραίτητο να υπολογίσει τις ακριβείς τιμές τους. Το κύριο πράγμα είναι να μάθει να αναγνωρίζει την παρουσία τους στο φάσμα.

Ελάττωμα Εξωτερικής Αγώνα

Περιγραφή φάσματος: Το φάσμα των κραδασμών παρουσιάζει μια σειρά από κορυφές που αντιστοιχούν στη συχνότητα του ελαττώματος του εξωτερικού δακτυλίου και στις αρμονικές του. Αυτές οι κορυφές βρίσκονται συνήθως σε υψηλότερες συχνότητες (όχι ακέραια πολλαπλάσια της περιστροφής του άξονα) και υποδεικνύουν κάθε φορά που ένα κυλινδρικό στοιχείο διέρχεται πάνω από το ελάττωμα του εξωτερικού δακτυλίου.

Σύντομη Περιγραφή Φασματικών Στοιχείων: Υπάρχουν πολλαπλές αρμονικές της συχνότητας διέλευσης μπάλας εξωτερικού κυκλώματος (BPFO). Συνήθως, 8-10 αρμονικές BPFO μπορούν να παρατηρηθούν στο φάσμα για ένα έντονο ρήγμα εξωτερικού κυκλώματος. Η απόσταση μεταξύ αυτών των κορυφών είναι ίση με την BPFO (μια χαρακτηριστική συχνότητα που καθορίζεται από τη γεωμετρία και την ταχύτητα του ρουλεμάν).

Βασικό χαρακτηριστικό: Μια ξεχωριστή ακολουθία κορυφών στο BPFO και οι διαδοχικές αρμονικές του είναι η χαρακτηριστική ένδειξη. Η παρουσία πολυάριθμων ομοιόμορφα κατανεμημένων κορυφών υψηλής συχνότητας (BPFO, 2xBPFO, 3xBPFO, ...) υποδεικνύει σαφώς ένα ελάττωμα στο εξωτερικό ρουλεμάν.

Ελάττωμα Εσωτερικής Φυλής

Περιγραφή φάσματος: Το φάσμα για ένα ρήγμα εσωτερικού αυλακιού δείχνει αρκετές εμφανείς κορυφές στη συχνότητα του ελαττώματος εσωτερικού αυλακιού και στις αρμονικές του. Επιπλέον, καθεμία από αυτές τις κορυφές συχνότητας σφάλματος συνήθως συνοδεύεται από κορυφές πλευρικής ζώνης που κατανέμονται στη συχνότητα ταχύτητας λειτουργίας (1x).

Σύντομη Περιγραφή Φασματικών Στοιχείων: Περιέχει πολλαπλές αρμονικές της εσωτερικής συχνότητας διέλευσης μπάλας (BPFI), συχνά της τάξης των 8-10 αρμονικών. Χαρακτηριστικά, αυτές οι κορυφές BPFI διαμορφώνονται από πλευρικές ζώνες στις ±1x RPM — που σημαίνει ότι δίπλα σε κάθε αρμονική BPFI, εμφανίζονται μικρότερες πλευρικές κορυφές, χωρισμένες από την κύρια κορυφή κατά ποσότητα ίση με τη συχνότητα περιστροφής του άξονα.

Βασικό χαρακτηριστικό: Το ενδεικτικό σημάδι είναι η παρουσία αρμονικών συχνότητας ελαττώματος εσωτερικού δακτυλίου (BPFI) με μοτίβο πλευρικής ζώνης. Οι πλευρικές ζώνες που απέχουν στην ταχύτητα του άξονα γύρω από τις αρμονικές BPFI υποδεικνύουν ότι το ελάττωμα εσωτερικού δακτυλίου φορτίζεται μία φορά ανά περιστροφή, επιβεβαιώνοντας ένα πρόβλημα εσωτερικού δακτυλίου και όχι εξωτερικού δακτυλίου.

Ελάττωμα Στοιχείου Κυλιόμενης Σφαίρας (Μπάλα/Κύλινδρος)

Περιγραφή φάσματος: Ένα ελάττωμα κυλιόμενου στοιχείου (σφαίρας ή κυλίνδρου) προκαλεί δόνηση στη συχνότητα περιστροφής του κυλιόμενου στοιχείου και στις αρμονικές του. Το φάσμα θα δείξει μια σειρά από κορυφές που δεν είναι ακέραια πολλαπλάσια της ταχύτητας του άξονα, αλλά μάλλον πολλαπλάσια της συχνότητας περιστροφής της σφαίρας/κυλίνδρου (BSF). Μία από αυτές τις αρμονικές κορυφές είναι συχνά σημαντικά μεγαλύτερη από τις άλλες, αντανακλώντας τον αριθμό των κυλιόμενων στοιχείων που έχουν υποστεί ζημιά.

Σύντομη Περιγραφή Φασματικών Στοιχείων: Κορυφές στη συχνότητα ελαττώματος του θεμελιώδους στοιχείου κύλισης (BSF) και στις αρμονικές του. Για παράδειγμα, θα εμφανιστούν BSF, 2xBSF, 3xBSF, κ.λπ. Αξίζει να σημειωθεί ότι το μοτίβο πλάτους αυτών των κορυφών μπορεί να υποδεικνύει τον αριθμό των κατεστραμμένων στοιχείων — π.χ., εάν η δεύτερη αρμονική είναι η μεγαλύτερη, μπορεί να υποδηλώνει ότι δύο μπάλες/κύλινδροι έχουν θρυμματιστεί. Συχνά, αυτό συνοδεύεται από κάποια δόνηση στις συχνότητες σφάλματος αγώνα, καθώς η ζημιά του στοιχείου κύλισης οδηγεί συνήθως και σε ζημιά αγώνα.

Βασικό χαρακτηριστικό: Η παρουσία μιας σειράς κορυφών που απέχουν μεταξύ τους από τη συχνότητα περιστροφής του ρουλεμάν (BSF) και όχι από τη συχνότητα περιστροφής του άξονα υποδηλώνει ένα ελάττωμα του κυλιόμενου στοιχείου. Ένα ιδιαίτερα υψηλό πλάτος της N-οστής αρμονικής της BSF συχνά υποδηλώνει ότι N στοιχεία έχουν υποστεί ζημιά (π.χ., μια πολύ υψηλή κορυφή 2xBSF μπορεί να υποδηλώνει δύο μπάλες με ελαττώματα).

Ελάττωμα κλωβού (κλωβός ρουλεμάν / FTF)

Περιγραφή φάσματος: Ένα ελάττωμα κλωβού (διαχωριστή) σε ένα ρουλεμάν προκαλεί δόνηση στη συχνότητα περιστροφής του κλωβού - τη Θεμελιώδη Συχνότητα Σύρματος (FTF) - και τις αρμονικές της. Αυτές οι συχνότητες είναι συνήθως υποσύγχρονες (κάτω από την ταχύτητα του άξονα). Το φάσμα θα εμφανίσει κορυφές σε FTF, 2xFTF, 3xFTF, κ.λπ., και συχνά κάποια αλληλεπίδραση με άλλες συχνότητες ρουλεμάν λόγω διαμόρφωσης.

Σύντομη Περιγραφή Φασματικών Στοιχείων: Κορυφές χαμηλής συχνότητας που αντιστοιχούν στη συχνότητα περιστροφής του κλωβού (FTF) και σε ακέραια πολλαπλάσια αυτής. Για παράδειγμα, εάν FTF ≈ 0,4x την ταχύτητα του άξονα, μπορεί να δείτε κορυφές στα ~0,4x, ~0,8x, ~1,2x κ.λπ. Σε πολλές περιπτώσεις, ένα ελάττωμα του κλωβού συνυπάρχει με ελαττώματα αλληλοσύνδεσης, επομένως το FTF μπορεί να διαμορφώνει σήματα ελαττωμάτων αλληλοσύνδεσης, παράγοντας συχνότητες αθροίσματος/διαφοράς (πλευρικές ζώνες γύρω από τις συχνότητες αλληλοσύνδεσης).

Βασικό χαρακτηριστικό: Μία ή περισσότερες υποαρμονικές κορυφές (κάτω από 1x) που ευθυγραμμίζονται με τον ρυθμό περιστροφής του κλωβού ρουλεμάν (FTF) υποδεικνύουν πρόβλημα στο κλωβό. Αυτό εμφανίζεται συχνά μαζί με άλλες ενδείξεις σφάλματος στο ρουλεμάν. Η βασική ένδειξη είναι η παρουσία FTF και των αρμονικών του στο φάσμα, κάτι που είναι κατά τα άλλα ασυνήθιστο, εκτός εάν ο κλωβός παρουσιάζει βλάβη.

Τι να κάνετε: Η εμφάνιση συχνοτήτων ρουλεμάν αποτελεί πρόσκληση για δράση. Είναι απαραίτητο να εντατικοποιηθεί η παρακολούθηση αυτής της μονάδας, να ελεγχθεί η κατάσταση λίπανσης και να ξεκινήσει ο σχεδιασμός αντικατάστασης ρουλεμάν το συντομότερο δυνατό.

3.5. Βλάβες στα γρανάζια

Εκκεντρότητα γραναζιών / Καμπυλωμένος άξονας

Περιγραφή φάσματος: Αυτό το σφάλμα προκαλεί διαμόρφωση της δόνησης του πλέγματος του γραναζιού. Στο φάσμα, η κορυφή της συχνότητας πλέγματος του γραναζιού (GMF) περιβάλλεται από κορυφές πλευρικής ζώνης που κατανέμονται στη συχνότητα περιστροφής του άξονα του γραναζιού (1x RPM γραναζιού). Συχνά, η δόνηση 1x της ταχύτητας λειτουργίας του ίδιου του γραναζιού αυξάνεται επίσης λόγω του φαινομένου της εκκεντρότητας που μοιάζει με ανισορροπία.

Σύντομη Περιγραφή Φασματικών Στοιχείων: Αξιοσημείωτη αύξηση του πλάτους στη συχνότητα πλέγματος του γραναζιού και στις χαμηλότερες αρμονικές του (π.χ., 1x, 2x, 3x GMF). Εμφανίζονται σαφείς πλευρικές ζώνες γύρω από το GMF (και μερικές φορές γύρω από τις αρμονικές του) σε διαστήματα ίσα με 1x τον ρυθμό περιστροφής του επηρεαζόμενου γραναζιού. Η παρουσία αυτών των πλευρικών ζωνών υποδηλώνει διαμόρφωση πλάτους της συχνότητας πλέγματος από την περιστροφή του γραναζιού.

Βασικό χαρακτηριστικό: Η συχνότητα εμπλοκής των γραναζιών με έντονες πλευρικές ζώνες στη συχνότητα γραναζιών 1x είναι το χαρακτηριστικό σήμα. Αυτό το μοτίβο πλευρικών ζωνών (κορυφές σε ίση απόσταση γύρω από την GMF από την ταχύτητα λειτουργίας) υποδηλώνει έντονα εκκεντρότητα του γραναζιού ή λυγισμένο άξονα γραναζιού. Επιπλέον, η βασική (1x) δόνηση του γραναζιού μπορεί να είναι υψηλότερη από την κανονική.

Φθορά ή ζημιά των δοντιών του γραναζιού

Περιγραφή φάσματος: Τα σφάλματα των δοντιών του γραναζιού (όπως φθαρμένα ή σπασμένα δόντια) προκαλούν αύξηση των κραδασμών στη συχνότητα του πλέγματος του γραναζιού και στις αρμονικές του. Το φάσμα συχνά εμφανίζει πολλαπλές κορυφές GMF (1xGMF, 2xGMF, κ.λπ.) υψηλού πλάτους. Επιπλέον, εμφανίζονται πολυάριθμες συχνότητες πλευρικής ζώνης γύρω από αυτές τις κορυφές GMF, σε απόσταση από τη συχνότητα περιστροφής του άξονα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί επίσης να παρατηρηθεί διέγερση των φυσικών συχνοτήτων του γραναζιού (συντονισμοί) με πλευρικές ζώνες.

Σύντομη Περιγραφή Φασματικών Στοιχείων: Αυξημένες κορυφές στη συχνότητα εμπλοκής του γραναζιού (συχνότητα εμπλοκής δοντιών) και στις αρμονικές του (για παράδειγμα, 2xGMF). Γύρω από κάθε κύρια αρμονική GMF, υπάρχουν κορυφές πλευρικών ζωνών που χωρίζονται από την ταχύτητα λειτουργίας 1x. Ο αριθμός και το μέγεθος των πλευρικών ζωνών γύρω από τα στοιχεία GMF 1x, 2x, 3x τείνουν να αυξάνονται με τη σοβαρότητα της βλάβης των δοντιών. Σε σοβαρές περιπτώσεις, ενδέχεται να εμφανιστούν πρόσθετες κορυφές που αντιστοιχούν στις συχνότητες συντονισμού του γραναζιού (με τις δικές τους πλευρικές ζώνες).

Βασικό χαρακτηριστικό: Πολλαπλές αρμονικές συχνότητας πλέγματος γραναζιών υψηλού πλάτους που συνοδεύονται από πυκνά μοτίβα πλευρικής ζώνης είναι το σήμα κατατεθέν. Αυτό υποδηλώνει ακανόνιστη διέλευση δοντιού λόγω φθοράς ή σπασμένου δοντιού. Ένα πολύ φθαρμένο ή κατεστραμμένο γρανάζι θα εμφανίζει εκτεταμένες πλευρικές ζώνες (σε διαστήματα ταχύτητας 1x του γραναζιού) γύρω από τις κορυφές συχνότητας πλέγματος, διακρίνοντάς το από ένα υγιές γρανάζι (το οποίο θα είχε ένα καθαρότερο φάσμα συγκεντρωμένο στο GMF).

Τι να κάνετε: Η εμφάνιση συχνοτήτων που σχετίζονται με τα γρανάζια απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή. Συνιστάται να ελέγχετε την κατάσταση λαδιού στο κιβώτιο ταχυτήτων για μεταλλικά σωματίδια και να προγραμματίζετε μια επιθεώρηση του κιβωτίου ταχυτήτων για να αξιολογήσετε τη φθορά ή τη ζημιά των δοντιών.

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι σε πραγματικές συνθήκες, τα μηχανήματα σπάνια υποφέρουν από ένα μόνο σφάλμα. Πολύ συχνά, το φάσμα είναι ένας συνδυασμός ενδείξεων διαφόρων ελαττωμάτων, όπως η ανισορροπία και η κακή ευθυγράμμιση. Αυτό μπορεί να προκαλέσει σύγχυση σε έναν αρχάριο διαγνωστικό. Σε τέτοιες περιπτώσεις, ισχύει ένας απλός κανόνας: αντιμετωπίστε πρώτα το πρόβλημα που αντιστοιχεί στην κορυφή με το μεγαλύτερο πλάτος. Συχνά, ένα σοβαρό σφάλμα (π.χ., σοβαρή κακή ευθυγράμμιση) προκαλεί δευτερογενή προβλήματα, όπως αυξημένη φθορά ρουλεμάν ή χαλάρωση των συνδετήρων. Εξαλείφοντας την αιτία, μπορείτε να μειώσετε σημαντικά την εμφάνιση δευτερογενών ελαττωμάτων.

Ενότητα 4: Πρακτικές συστάσεις και επόμενα βήματα

Έχοντας κατακτήσει τα βασικά της ερμηνείας φάσματος, έχετε κάνει το πρώτο και πιο σημαντικό βήμα. Τώρα είναι απαραίτητο να ενσωματώσετε αυτή τη γνώση στην καθημερινή σας πρακτική συντήρησης. Αυτή η ενότητα είναι αφιερωμένη στο πώς να περάσετε από τις εφάπαξ μετρήσεις σε μια συστηματική προσέγγιση και στο πώς να χρησιμοποιήσετε τα δεδομένα που έχετε λάβει για να λάβετε τεκμηριωμένες αποφάσεις.

4.1. Από τη μεμονωμένη μέτρηση στην παρακολούθηση: Η δύναμη των τάσεων

Ένα μόνο φάσμα είναι απλώς ένα «στιγμιότυπο» της κατάστασης του μηχανήματος σε μια δεδομένη χρονική στιγμή. Μπορεί να είναι πολύ κατατοπιστικό, αλλά η πραγματική του αξία αποκαλύπτεται όταν συγκρίνεται με προηγούμενες μετρήσεις. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται παρακολούθηση κατάστασης ή ανάλυση τάσεων.

Η ιδέα είναι πολύ απλή: αντί να κρίνετε την κατάσταση του μηχανήματος με βάση τις απόλυτες τιμές κραδασμών ("καλές" ή "κακές"), παρακολουθείτε πώς αλλάζουν αυτές οι τιμές με την πάροδο του χρόνου. Μια αργή, σταδιακή αύξηση του πλάτους σε μια συγκεκριμένη συχνότητα υποδηλώνει συστηματική φθορά, ενώ ένα ξαφνικό άλμα είναι ένα σήμα συναγερμού που υποδεικνύει την ταχεία ανάπτυξη ενός ελαττώματος.

Πρακτική συμβουλή:

• Δημιουργήστε ένα βασικό φάσμα: Διεξάγετε μια λεπτομερή μέτρηση σε νέο, πρόσφατα επισκευασμένο ή γνωστό σε καλή κατάσταση εξοπλισμό. Αποθηκεύστε αυτά τα δεδομένα (φάσματα και αριθμητικές τιμές) στο αρχείο του προγράμματος Balanset-1A. Αυτό είναι το "σημείο αναφοράς για την υγεία" σας για αυτό το μηχάνημα.
• Καθορισμός περιοδικότητας: Προσδιορίστε πόσο συχνά θα εκτελείτε μετρήσεις ελέγχου. Για εξοπλισμό κρίσιμης σημασίας, αυτό μπορεί να είναι μία φορά κάθε δύο εβδομάδες. για βοηθητικό εξοπλισμό, μία φορά το μήνα ή το τρίμηνο.
• Εξασφαλίστε την επαναληψιμότητα: Κάθε φορά, πραγματοποιείτε μετρήσεις στα ίδια σημεία, στις ίδιες κατευθύνσεις και, εάν είναι δυνατόν, υπό τις ίδιες συνθήκες λειτουργίας του μηχανήματος (φορτίο, θερμοκρασία).
• Σύγκριση και ανάλυση: Μετά από κάθε νέα μέτρηση, συγκρίνετε το φάσμα που λαμβάνεται με την γραμμή βάσης και τις προηγούμενες. Δώστε προσοχή όχι μόνο στην εμφάνιση νέων κορυφών αλλά και στην αύξηση του πλάτους των υπαρχόντων. Μια απότομη αύξηση του πλάτους οποιασδήποτε κορυφής (π.χ., δύο φορές σε σύγκριση με την προηγούμενη μέτρηση) αποτελεί αξιόπιστο σήμα για ένα αναπτυσσόμενο ελάττωμα, ακόμη και αν η απόλυτη τιμή δόνησης εξακολουθεί να βρίσκεται εντός αποδεκτών ορίων σύμφωνα με τα πρότυπα ISO.

4.2. Πότε πρέπει να γίνεται εξισορρόπηση και πότε να αναζητείται άλλη αιτία;

Ο απώτερος στόχος της διαγνωστικής δεν είναι απλώς η εύρεση ενός ελαττώματος, αλλά η λήψη της σωστής απόφασης σχετικά με τις απαραίτητες ενέργειες. Με βάση την ανάλυση φάσματος, μπορεί να δημιουργηθεί ένας απλός και αποτελεσματικός αλγόριθμος λήψης αποφάσεων.

Αλγόριθμος Δράσης βασισμένος στην Ανάλυση Φάσματος:

1. Αποκτήστε ένα φάσμα υψηλής ποιότητας χρησιμοποιώντας το Balanset-1A, κατά προτίμηση σε λειτουργία "Διαγράμματα" (F8), λαμβάνοντας μετρήσεις τόσο σε ακτινική όσο και σε αξονική κατεύθυνση.
2. Προσδιορίστε την κορυφή με το μεγαλύτερο πλάτος. Υποδεικνύει το κυρίαρχο πρόβλημα που πρέπει να αντιμετωπιστεί πρώτο.
3. Προσδιορίστε τον τύπο του σφάλματος από τη συχνότητα αυτής της κορυφής:
   • Αν η κορυφή 1x κυριαρχεί: Η πιο πιθανή αιτία είναι η ανισορροπία.
     Δράση: Εκτελέστε μια διαδικασία δυναμικής εξισορρόπησης χρησιμοποιώντας τη λειτουργικότητα της συσκευής Balanset-1A.
   • Εάν η κορυφή 2x κυριαρχεί (ειδικά εάν είναι υψηλή στην αξονική κατεύθυνση): Η πιο πιθανή αιτία είναι η κακή ευθυγράμμιση του άξονα.
     Δράση: Η ζυγοστάθμιση είναι αναποτελεσματική. Είναι απαραίτητο να σταματήσετε τη μονάδα και να εκτελέσετε ευθυγράμμιση του άξονα.
   • Αν παρατηρηθεί ένα «δάσος» πολλών αρμονικών (1x, 2x, 3x,...): Η πιο πιθανή αιτία είναι η μηχανική χαλαρότητα.
     Δράση: Διεξάγετε οπτική επιθεώρηση. Ελέγξτε και σφίξτε όλες τις βίδες στερέωσης. Επιθεωρήστε το πλαίσιο και τη βάση για ρωγμές.
   • Εάν οι μη σύγχρονες κορυφές κυριαρχούν στην περιοχή μεσαίων ή υψηλών συχνοτήτων: Η πιο πιθανή αιτία είναι ένα ελάττωμα στο ρουλεμάν.
     Δράση: Ελέγξτε τη λίπανση στη μονάδα ρουλεμάν. Ξεκινήστε τον προγραμματισμό αντικατάστασης ρουλεμάν. Αυξήστε τη συχνότητα παρακολούθησης αυτής της μονάδας για να παρακολουθείτε τον ρυθμό ανάπτυξης ελαττωμάτων.
   • Εάν η συχνότητα πλέγματος γραναζιών (GMF) με πλευρικές ζώνες υπερισχύει: Η πιο πιθανή αιτία είναι ένα ελάττωμα στο γρανάζι.
     Δράση: Ελέγξτε την κατάσταση λαδιού στο κιβώτιο ταχυτήτων. Προγραμματίστε μια επιθεώρηση του κιβωτίου ταχυτήτων για να αξιολογήσετε τη φθορά ή τη ζημιά των δοντιών.

Αυτός ο απλός αλγόριθμος επιτρέπει τη μετάβαση από την αφηρημένη ανάλυση σε συγκεκριμένες, στοχευμένες ενέργειες συντήρησης, που είναι ο απώτερος στόχος κάθε διαγνωστικής εργασίας.

Συμπέρασμα

Η συσκευή Balanset-1A, η οποία σχεδιάστηκε αρχικά ως εξειδικευμένο εργαλείο για την εξισορρόπηση, έχει σημαντικά μεγαλύτερες δυνατότητες. Η δυνατότητα λήψης και εμφάνισης φασμάτων κραδασμών την μετατρέπει σε έναν ισχυρό αναλυτή κραδασμών εισαγωγικού επιπέδου. Αυτό το άρθρο προοριζόταν να αποτελέσει μια γέφυρα μεταξύ των λειτουργικών δυνατοτήτων της συσκευής που περιγράφεται στο εγχειρίδιο και των βασικών γνώσεων που είναι απαραίτητες για την ερμηνεία των δεδομένων που λαμβάνονται από τις συνεδρίες ανάλυσης κραδασμών.

Η τελειοποίηση βασικών δεξιοτήτων ανάλυσης φάσματος δεν αφορά μόνο τη μελέτη της θεωρίας, αλλά και την απόκτηση ενός πρακτικού εργαλείου για την αύξηση της αποτελεσματικότητας της εργασίας σας. Η κατανόηση του πώς διάφορα σφάλματα — ανισορροπία, κακή ευθυγράμμιση, χαλαρότητα και ελαττώματα ρουλεμάν — εκδηλώνονται ως μοναδικά «δακτυλικά αποτυπώματα» στο φάσμα των κραδασμών σάς επιτρέπει να κοιτάξετε μέσα σε ένα μηχάνημα που λειτουργεί χωρίς να το αποσυναρμολογήσετε.

Βασικά συμπεράσματα από αυτόν τον οδηγό:

• Η δόνηση είναι πληροφορία. Κάθε κορυφή στο φάσμα φέρει πληροφορίες σχετικά με μια συγκεκριμένη διεργασία που συμβαίνει στον μηχανισμό.
• Το FFT είναι ο μεταφραστής σας. Ο Γρήγορος Μετασχηματισμός Φουριέ μεταφράζει την πολύπλοκη και χαοτική γλώσσα της δόνησης στην απλή και κατανοητή γλώσσα των συχνοτήτων και των πλατών.
• Η διάγνωση είναι η αναγνώριση προτύπων. Μαθαίνοντας να αναγνωρίζετε χαρακτηριστικά φασματικά μοτίβα για σημαντικά ελαττώματα, μπορείτε να προσδιορίσετε γρήγορα και με ακρίβεια τη βασική αιτία της αυξημένης δόνησης.
• Οι τάσεις είναι πιο σημαντικές από τις απόλυτες τιμές. Η τακτική παρακολούθηση και η σύγκριση των τρεχόντων δεδομένων με τα βασικά δεδομένα αποτελούν τη βάση μιας προγνωστικής προσέγγισης, επιτρέποντας τον εντοπισμό προβλημάτων στο αρχικό στάδιο.

Η πορεία για να γίνετε ένας σίγουρος και ικανός αναλυτής κραδασμών απαιτεί χρόνο και εξάσκηση. Μην φοβάστε να πειραματιστείτε, να συλλέξετε δεδομένα από διάφορους εξοπλισμούς και να δημιουργήσετε τη δική σας βιβλιοθήκη «φασμάτων υγείας» και «φασμάτων ασθενειών». Αυτός ο οδηγός σας παρέχει έναν χάρτη και μια πυξίδα. Χρησιμοποιήστε το Balanset-1A όχι μόνο για να «θεραπεύσετε» τα συμπτώματα μέσω της εξισορρόπησης, αλλά και για να κάνετε μια ακριβή «διάγνωση». Αυτή η προσέγγιση θα σας επιτρέψει να αυξήσετε σημαντικά την αξιοπιστία του εξοπλισμού σας, να μειώσετε τον αριθμό των έκτακτων διακοπών λειτουργίας και να μεταβείτε σε ένα ποιοτικά νέο επίπεδο συντήρησης.