Määratlus: Mis on laagrivigade sagedused?

Laagrivigade sagedused (nimetatakse ka laagridefektide sagedusteks või iseloomulikeks sagedusteks) on spetsiifilised vibratsioon sagedused, mis tekivad, kui laagri veeremielemendid — kuulid või rullid — liiguvad üle defektide, näiteks pragude, koorumiste, süvendite või pinnaväsimuse laagrirõngastel või veeremielementide endi pinnal. Need sagedused on laagri sisemise geomeetria ja võlli pöörlemiskiiruse põhjal matemaatiliselt ennustatavad, mistõttu on need hindamatud diagnostilised näitajad, mis võimaldavad varakult tuvastada järgmised probleemid laagri defektid.

Nende sageduste mõistmine ja tuvastamine läbi vibratsioonianalüüs võimaldab hoolduspersonalil avastada laagriprobleemid kuid - mõnikord aastaid - enne, kui need ilmnevad temperatuuri tõusu, kuuldava müra või katastroofilise rikke tõttu. See võimaldab planeeritud hooldust ja hoiab ära kulukaid ootamatuid seisakuid, võllide ja korpuste sekundaarseid kahjustusi ning võimalikke ohutusalaseid õnnetusi.

Miks matemaatiline ennustatavus on oluline

Erinevalt paljudest vibratsiooniallikatest, mis tekitavad ettearvamatuid sagedusi, saab laagri vigade sagedusi täpselt välja arvutada laagri geomeetria põhjal. See tähendab, et analüütik saab teada täpselt milliseid sagedusi tuleks otsida spekter, kõrvaldades sellega oletused ja võimaldades kasutada automatiseeritud seiresüsteeme, mis jälgivad pidevalt just neid konkreetseid tunnuseid.

Neli põhilist veasagedust — põhjalikult

Igal rullaagril on neli iseloomulikku veasagedust. Iga sagedus vastab eri tüüpi defektile konkreetses laagrikomponendis. Iga sageduse taga oleva füüsikalise mehhanismi mõistmine on täpse diagnoosimise seisukohast väga oluline.

1. BPFO - Ball Pass Frequency, Outer Race (palli läbimise sagedus, välimine jooksurada)

The BPFO BPFO kujutab kiirust, millega veeremielemendid läbivad välisjooksu fikseeritud punkti. Kui välise jooksuriba pinnal on defekt, lööb iga veeremielement möödumisel defektiga kokku, tekitades korduva löögi prognoositava sagedusega.

Füüsiline mehhanism

Enamiku laagrite puhul on välimine rõngas paigal (korpusesse pressitud). See tähendab, et välisrõnga defekt jääb koormustsooni suhtes fikseeritud asendisse – kaarele, kus võlli koormus kandub läbi veeremielementide. Kuna defekti asukoht ei muutu koormuse suhtes, jääb löögijõud igas veeremiselemendi läbisõidukohas suhteliselt konstantseks. See tekitab puhta ja tugeva vibratsioonisignaali, mida on üldiselt kõige lihtsam tuvastada.

Diagnostilised omadused

  • Tüüpiline vahemik: 3-5× võlli kiirus enamiku standardsete laagrite puhul
  • Amplituudi järjepidevus: Suhteliselt ühtlane amplituud, sest defekt on alati samas asendis koormustsooni suhtes.
  • Külgriba käitumine: Minimaalne külgribad tavalistes paigaldustes; 1× külgribad võivad tekkida, kui välimine rõngas saab oma pesas veidi pöörata (lõdva istuvusega)
  • Harmooniline areng: Defekti kasvades ilmnevad järk-järgult 2×, 3×, 4× BPFO harmoonikud.
  • Avastamise lihtsus: Neljast veatüübist on kõige lihtsam tuvastada, kuna signaali amplituud on ühtlane.
Praktiline näpunäide - välisvõru koormustsoon

Kui BPFO tipp on olemas, kuid nõrk, võib defekt asuda väljaspool esmast koormustsooni. Mõõtmissuuna muutmine (nt vertikaalsest horisontaalseks) või laagri koormuse muutmine võib koormustsooni defekti suhtes nihutada, muutes selle spektris nähtavamaks.

2. BPFI — Ball Pass Frequency, Inner Race (palli läbimise sagedus, sisemine jooksurada)

The BPFI BPFI tähistab kiirust, millega veeremielemendid läbivad sisemise jooksu fikseeritud punkti. Kuna sisemine jooksuosa pöörleb koos võlliga, liigub sisemise jooksuosa defekt iga pöörde ajal koormustsoonist sisse ja välja - see on oluline erinevus välise jooksuosa defektidest.

Füüsiline mehhanism

Sisemine jooksuratas on pressitud võllile ja pöörleb koos sellega. Iga veeremielement tabab sisemise jooksu pinnal olevat lõhet või süvendit, kuid erinevalt BPFO-st varieerub löögienergia, kui defekt läbib laagri koormatud ja koormamata tsooni. Kui defekt on koormustsoonis (horisontaalse võlli laagri põhjas), surutakse veeremielemendid kindlalt vastu mõlemat rõngast ja löök on tugev. Kui defekt pöörleb koormamata tsooni (ülemine osa), puutuvad veeremielemendid vaevu kokku sisemise rõngaga ja mõju võib olla väga nõrk või puududa.

See amplituudmodulatsioon 1× võlli kiirusel on siserõnga defektide iseloomulik tunnus ja tekitab sagedusspektris iseloomulikke külgribasid.

Diagnostilised omadused

  • Tüüpiline vahemik: 5–7× võlli kiirus (alati suurem kui BPFO sama laagri puhul)
  • Amplituudmodulatsioon: Signaali amplituud moduleeritakse võlli kiirusega (1×), kui defekt siseneb/väljub koormustsoonist.
  • Külgriba käitumine: Peaaegu alati näitab ±1×, ±2× külgribasid BPFI ümber - see on peamine diagnostiline näitaja.
  • Avastamise raskus: Raskem kui BPFO, sest amplituud on varieeruv; varaseks avastamiseks on sageli vaja ümbrikuanalüüsi.
  • Tavalised põhjused: Võll joondusviga ebavõrdse pinge tekkimine, ebaõige pressühendus, võlli paindeväsimine
Kriitiline eristamine - BPFI külgmised ribad.

1× külgribade olemasolu BPFI ümber on sageli diagnostiliselt olulisem kui BPFI tipp ise. Varajases staadiumis sisemise jooksu defektide korral võivad kõrvalribad olla silmatorkavamad kui BPFI põhisagedus. Sisejooksu tingimuste uurimisel tuleb alati kontrollida külgribade perekondi.

3. BSF – kuuli pöörlemissagedus

The BSF BSF tähistab oma telje ümber pöörleva veeremielemendi (kuul või rull) pöörlemiskiirust. Kui veeremielemendi pinnal on defekt - auk, lõhe või lame koht -, mõjutab see pöörlemisel nii sisemist kui ka välimist jooksurada, tekitades iseloomuliku, kuid keerulise vibratsioonimustri.

Füüsiline mehhanism

Laagri iga veeremielement pöörleb oma telje ümber, liikudes samal ajal laagri keskpunkti ümber. Pöörlemissagedus sõltub sammu läbimõõdu ja kuuli läbimõõdu suhtest ning võlli kiirusest. Veeremiselemendi defekt lööb välisrõngale üks kord kuuli pöörde kohta, kui see on suunatud väljapoole, ja siserõngale üks kord kuuli pöörde kohta, kui see on suunatud sissepoole. See tekitab löögid 2× BSF sagedusega (kaks lööki defektse elemendi ühe pöörde kohta). Lisaks sellele, kuna defektne veeremielement kandub laagris puuriga ringi, on selle signaal moduleeritud puurisagedusel (FTF).

Diagnostilised omadused

  • Tüüpiline vahemik: 1,5-3× võlli kiirus
  • Signatuurisagedus: Sageli esineb 2× BSF, mitte 1× BSF (kahekordne löök ühe pöörde kohta).
  • Külgriba käitumine: Külgribad FTF (puurisagedus) vahekaugusega BSF-i tippude ümber
  • Avastamise raskus: Kõige raskemini avastatav laagriviga; veeremiselemendid võivad arendada lamedaid kohti, mis "iseparanevad" uuesti lihvides, põhjustades vahelduvaid sümptomeid.
  • Esinemissagedus: Harvemini esinevad kui rõngadefektid; sageli on tegemist tootmis- või saastumisprobleemiga.

4. FTF — puuriku põhisagedus

The FTF FTF tähistab laagrikorvi (mida nimetatakse ka hoidjaks või eraldajaks) pöörlemiskiirust. Hülss hoiab veeremielemente õiges vahekauguses ümber laagri ja pöörleb murdosa võlli kiirusest.

Füüsiline mehhanism

Häkk pöörleb kiirusega 0 ja võlli kiiruse vahel - tavaliselt umbes 0,35-0,45 × võlli kiirus. Häkkide rikked tekitavad alamsünkroonseid vibratsioone, mis võivad olla ebakorrapärased ja mida on raske eristada teistest madalsageduslikest allikatest. Hülsi probleemid tulenevad tavaliselt ebapiisavast määrimisest, mis põhjustab hülsi lohisemist jooksvate elementide või jooksurataste vastu, tekitades kulumist, deformeerumist või pragunemist.

Diagnostilised omadused

  • Tüüpiline vahemik: 0,35–0,45× võlli kiirus (alasünkroonne)
  • Signaali iseloom: Sageli ebakorrapärane ja mittekordumatu, mistõttu on seda raskem tuvastada tavalise FFT keskmistamise abil.
  • Modulatsioon: Võib moduleerida teisi laagrisagedusi - otsige FTF külgribasid BPFO või BPFI ümbruses.
  • Tuvastamine: Parim viis tuvastamiseks on aja lainekuju analüüs koos ümbrise analüüsiga; võib esineda ka võlli orbiidi mustrites
  • Riski tase: Puuri rikked võivad olla katastroofilised, sest puuri killud võivad laagrit ummistada, põhjustades äkilise kinnijäämise.
Häkkide rikke hoiatus

Erinevalt rõngasvigadest, mis arenevad järk-järgult, võivad puurivigad muutuda kiiresti väiksematest vigadest katastroofilisteks. Kui tuvastatakse FTF-aktiivsus, eriti kui see on ebakorrapärase või lairibalise iseloomuga, on tungivalt soovitatav suurendada seiresagedust. Puuritükk võib põhjustada laagri äkilist kinnijäämist, mis võib põhjustada võllikahjustusi, seadmete purunemist ja ohutusriski.

Valemi muutujate ja arvutuste selgitused

Vigade esinemissageduse valemites kasutatakse laagri sisemisi geomeetrilisi parameetreid. Need mõõtmed määravad kindlaks võlli pöörlemise ja iga laagrikomponendi liikumise vahelise seose:

Muutuv Nimi Kirjeldus Ühikud
N Veerevate elementide arv Laagris olevate kuulide või rullide koguarv —
n Võlli pöörlemissagedus Sisemise jooksu/võlli pöörlemiskiirus Hz või RPM
Bd Kuuli / rulli läbimõõt Ühe veerreelemendi läbimõõt mm või tollid
Osaline Jaotusläbimõõt Kõigi veeremielementide keskpunkte läbiva ringi läbimõõt mm või tollid
β Kontaktnurk Kuulirõnga kokkupuutepunkte ühendava joone ja laagri radiaaltasapinna vaheline nurk. 0° süvasoone puhul, 15–40° nurkkontakti ja koonusrulli puhul. kraadi
Kust leida laagrite geomeetrilisi andmeid

Enamik vibratsioonianalüüsi tarkvara sisaldab laagrite andmebaase, mis sisaldavad eelnevalt arvutatud parameetreid kümnete tuhandete laagrimudelite jaoks kõigilt suurematelt tootjatelt (SKF, FAG, NSK, NTN, Timken jne). Alternatiivselt pakuvad tootjate kataloogid ja veebipõhised tööriistad Bd, Pd, N ja β iga laagrimärgistuse jaoks. Väga vanade või haruldaste laagrite puhul saab parameetrid hinnata mõõdetud välisläbimõõdu, sisemise ava ja laagri laiuse alusel.

Lihtsustatud hindamisreeglid

Kui täpne laagri geomeetria ei ole kättesaadav, siis töötavad need ligikaudsed arvutused üsna hästi enamiku standardsete sügavsooneliste kuullaagrite puhul, mille kontaktnurk on ≈ 0°:

  • BPFO ≈ 0,4 × N × võlli kiirus — usaldusväärne ±5% piires enamiku laagrite puhul
  • BPFI ≈ 0,6 × N × võlli kiirus — usaldusväärne ±5% piires
  • FTF ≈ 0,4 × võlli pöörlemiskiirus — usaldusväärne ±10% piires
  • BSF varieerub ilma geomeetriata liiga lai hindamiseks

Need ligikaudsed arvutused on kasulikud kohapealse diagnostika puhul, kui laagriandmebaas ei ole kättesaadav, kuid ametlike analüüsiaruannete ja trendiprogrammide puhul tuleks alati kasutada täpseid arvutusi.

Kuidas rikkesagedused vibratsioonispektrites ilmnevad

Täpseks diagnoosimiseks on oluline mõista, kuidas laagri defektid sagedusalas avalduvad. Spektrimuster muutub oluliselt, kui defekt liigub oma elutsükli jooksul edasi.

Põhiline spektraalne välimus

Kui laagris tekib lokaalne defekt (lõhe, pragu või süvend), tekitab iga veeremielemendi läbimine üle defekti lühiajalise löögi. See löök ergutab laagri loomulikke resonantssagedusi (tavaliselt vahemikus 1–30 kHz), tekitades moduleeritud kõrgsagedusliku signaali. Sagedusspektris ilmneb see järgmiselt:

  • Esmane tipp: Selge piik arvutatud vea sagedusel
  • Harmoonilised: Täiendavad piigid 2×, 3×, 4× vea sagedusel, mille arv kasvab defekti suurenedes.
  • Külgribad: Rikkesagedust ääristavad satelliidi piigid, mis paiknevad moduleeriva sageduse intervallidega.
  • Amplituudi kasv: Rikkesageduse amplituudi järkjärguline suurenemine defekti pindala suurenemisel

Külgriba mustrid — peamised diagnostilised signatuurid

Külgribad on sekundaarsed piigid, mis tekivad esmase rikke sageduse ümber vahekaugustega, mis on määratud moduleeriva mehhanismi poolt. Need annavad olulist teavet selle kohta, milline laagrikomponent on vigane:

  • Sisemise rõnga defektid: BPFI tippväärtus koos külgribadega ±1×, ±2×, ±3× võllikiirusel. See on põhjustatud sellest, et defekt pöörleb läbi koormustsooni üks kord võlli pöörde kohta, moduleerides löögienergiat.
  • Välisrõnga defektid: BPFO tipp tavaliselt ilma külgribadeta tavaliselt paigaldatud laagrites. Kui BPFO ümbruses ilmnevad 1× võlli kiiruse juures külgribad, võib see tähendada, et välisrõngas võib oma korpuses veidi pöörelda (lahtine paigaldus).
  • Veereva elemendi defektid: BSF piigid (sageli 2× BSF), mille külgribade vahe on FTF (puurisagedus). Puur kannab defektset elementi ümber laagri, mistõttu defekti asukoht koormustsooni suhtes muutub puuri pöörlemissageduse järgi.
  • Puuri defektid: FTF-piik, sageli koos harmoonikatega, võib näidata ebakorrapäraseid amplituudikõikumisi. Puuri sageduse külgribad BPFO või BPFI ümber võivad viidata puuriga seotud probleemidele, mis mõjutavad veeremielementide vahekaugust.

Defektide arengustaadiumid

Laagrivead läbivad äratuntavad etapid, millest igaühel on iseloomulikud spektrimustrid:

1. etapp — pinnaalune
Mikropraod laagri jooksurajapinna all. Avastatavad ainult ultrahelipiirkonnas (250 kHz+), kasutades spetsiaalseid tehnikaid, nagu löökimpulsi meetod või kõrgsageduslik ümbrikuanalüüs. Tavaline FFT ei näita midagi.
2. etapp - kerge defekt
Surface killumine algab. Rikke sagedused ilmuvad ümbriku spekter 1–2 harmoonilise komponendiga. Tavaline FFT võib näidata väga nõrku piike. Võivad tekkida laagri korpuse loomulikud resonantssagedused.
3. etapp - kindel defekt
Koorumiskahjustus on märkimisväärselt kasvanud. Selged vea sageduse piigid koos mitmete harmooniliste ja külgribade perekondadega, mis on nähtavad standardses FFT-s. Müra tase hakkab tõusma. See on optimaalne asendamisperiood.
4. etapp – raske / elu lõpufaas
Ulatuslikud kahjustused. Spekter on kaootiline, kõrge lairibaenergia, juhuslikud piigid ja kõrgendatud mürapõhi. Diskreetsed veasagedused võivad tegelikult väheneda, kuna defektide geomeetria muutub juhuslikuks. Vajalik kohene asendamine.

Tuvastustehnikad - lihtsast kuni täiustatud tehnikani

Standardne FFT-analüüs

The Kiire Fourier' teisendus on vibratsioonispektri analüüsi põhiline vahend. Laagrite diagnostika puhul hõlmab menetlus toorvibratsioonisignaali FFT arvutamist ja selle kontrollimist tippude leidmiseks arvutatud laagrivigade sagedustel.

Standardne FFT-analüüs on tõhus mõõdukate ja edasijõudnud defektide puhul (staadiumid 2–4), kus veasageduse energia on piisavalt tugev, et eristuda müra ja muude vibratsiooniallikate seast. Siiski on sellel olulised piirangud varajase avastamise puhul, sest laagrivigade signaalid on tavaliselt madala energiaga, kõrgsageduslikud löögid, mida võivad varjata tugevamad madalasageduslikud vibratsioonid, mis tulenevad tasakaalustamatusest, mittejoondusest ja muudest allikatest.

Ümbriku analüüs (demodulatsioon) — kuldstandard

Ümbriku analüüs (mida nimetatakse ka kõrgsagedusdemodulatsiooniks või HFD) on kõige tõhusam meetod laagri defektide varajaseks avastamiseks. See toimib laagrimõjude füüsikalist olemust ära kasutades:

  • Step 1 — Ribapääsfilter: Toores vibratsioonisignaal filtreeritakse, et isoleerida kõrgsagedusala (tavaliselt 500 Hz - 20 kHz), kus laagri löögid tekitavad struktuuriresonantse. See eemaldab domineeriva madalsagedusliku vibratsiooni, mis tuleneb tasakaalustamatusest, paigutusvigadest jne.
  • 2. samm - parandamine: Filtreeritud signaal rektifitseeritakse (absoluutväärtus) või läbib Hilbert-transformatsiooni, et eraldada amplituudi ümbris.
  • 3. samm - ümbrik FFT: Hümbriksignaali FFT näitab löökide kordumissagedust, mis vastab otseselt laagrivigade sagedustele.

Ümbriku analüüs võimaldab avastada laagrite rikkeid 6–12 kuud varem kui tavapärased FFT-meetodid, mistõttu on see eelistatud meetod ennustav hooldus programmid. Enamikul tänapäevastel vibratsioonianalüsaatoritel on see funktsioon standardvarustuses.

Ajadomeeni tehnikad

  • Löökimpulsi meetod (SPM): Mõõdab mehaaniliste lööklainete intensiivsust, mis tekivad metalli ja metalli kokkupõrke tagajärjel veeremilaagrites. Kasutatakse resonantsandurit (tavaliselt 32 kHz), et tuvastada pinnadefektidest tulenevaid lühiajalisi, suure energiaga lööke. Esitab dBsv (detsibellide löögiväärtus) koos normaliseeritud dBn ja dBc väärtustega, mida võrreldakse uute ja kahjustatud laagrite läviväärtustega.
  • Haripunkti tegur: Vibratsiooni tippamplituudi ja RMS-amplituudi suhe. Tervel laagril on tipptegur umbes 3; kui pinnadefektide tõttu algab kokkupõrge, suurenevad tippväärtused, samal ajal kui RMS jääb suhteliselt konstantseks, mis tõstab tippteguri 5-7 või kõrgemale. Märkus: hilisema rikke korral suurenevad nii tipp- kui ka RMS väärtused ning tipptegur võib langeda tagasi normaalse väärtuse suunas - see võib olla ettevaatamatute analüütikute jaoks potentsiaalne lõks.
  • Ekstsess: Vibratsioonisignaali jaotuse "tippude" statistiline mõõt. Normaalse (Gaussi) signaali kurtoos = 3. Varajased laagrivead tekitavad teravaid mõjusid, mis suurendavad kurtoosi 4–8 või kõrgemaks, mis teeb sellest tundliku varajase näitaja. Sarnaselt tipptegurile võib kurtoos hilisema rikke korral väheneda, kuna signaal muutub lairibiliseks.

Täiustatud tehnikad

  • Spektraalne kurtoos: Kaardistab kurtoosi väärtused sagedusribade lõikes, et tuvastada optimaalne demodulatsiooniriba ümbrisanalüüsi jaoks, asendades filtri valikul tehtava arvamise.
  • Minimaalse entroopia dekonvolutsioon (MED): Signaalitöötlustehnika, mis suurendab vibratsiooniandmete impulsiivsust, parandades laagrivigade perioodiliste löökide tuvastamist mürarikkast signaalist.
  • Tsüklostatsionaarne analüüs: Kasutab ära laagrivigade signaalide teise astme tsüklostatsionaarseid omadusi (juhusliku müra perioodiline modulatsioon), mis võimaldab paremat avastamist väga varajases defektistaadiumis.
  • Laineanalüüs: Aja-sageduse dekompositsioon, mis võimaldab isoleerida mööduvaid laagrimõjusid samaaegselt nii ajas kui ka sageduses, mis on kasulik juhul, kui tavapärased meetodid ei ole tulemuslikud.

Praktiline rakendamine - samm-sammuline diagnostiline protseduur

Identifitseeri laager

Määrake laagri mudelinumber ja täpne asukoht. Kontrollige seadmete jooniseid, laagrikorpuse märgistusi või hooldusdokumente. Mudeli number on oluline õige rikesageduse arvutamiseks.

Arvutage vea sagedused

Kasutage laagrigeomeetria parameetreid (N, Bd, Pd, β) ja praegust võlli pöörlemiskiirust, et arvutada BPFO, BPFI, BSF ja FTF. Kasutage ülaltoodud kalkulaatorit, laagriandmebaasi tarkvara või otse valemeid. Märkus: võlli pöörlemiskiirus võib varieeruda - võimalusel mõõtke tegelikku pöörlemiskiirust.

Vibratsiooniandmete kogumine

Paigaldage kiirendusmõõtur laagrikorpusel võimalikult lähedal koormustsoonile. Mõõtke kiirendust kõigis kolmes teljes. Kasutage proovivõtusagedust, mis on vähemalt 10× suurem kui kõrgeim huvipakkuv sagedus (ümriku analüüsi puhul võetakse proovid sagedusel 40–100 kHz). Veenduge, et masin töötab tavalise töökoormuse ja -kiirusega.

Analüüsige spektrit

Uurige nii standardse FFT-spektri kui ka ümbrisspektri tippe arvutatud rikesagedustel. Otsige BPFO, BPFI, BSF ja FTF ning nende harmoonikuid. Kasutage kursori näitu, et kontrollida, kas sagedused jäävad arvutatud väärtustest ±2% piiresse (arvestage väikeste kiiruse kõikumistega). Kasutage näiteks sellist kaasaskantavat analüsaatorit nagu Balanset-1A võimaldab teil salvestada spektri otse seadmel kohapeal ja kuvada selle peale arvutatud rikke sagedused, nii et tekkivat laagri defekti on võimalik kindlaks teha ilma rootorit töökotta saatmata.

Kinnitage diagnoosi külgmiste ribade abil

Kontrollida, kas külgribade mustrid vastavad tuvastatud defektitüübile. BPFI peaks näitama 1× külgribasid; BSF peaks näitama FTF külgribasid. Korrektsete külgribade olemasolu kinnitab diagnoosi ja eristab laagrisagedused muudest juhuslikest piikidest.

Hinnake raskusastet

Hinnake defektide staadiumit amplituudi, harmooniate arvu, külgribade arengu, müra taseme tõusu ja võrdluse põhjal algandmete/ajalooliste andmetega. Klassifitseerige etappideks 1–4, kasutades eespool esitatud raskusastme juhendit.

Plaani hooldusmeede

Tuginedes raskusastme hinnangule ja seadme kriitilisusele, planeerige laagrite vahetus järgmise vaba hooldusaja jooksul. Staadiumid 1–2 võimaldavad pikemat jälgimist; 3. staadium nõuab lähiajalist planeerimist; 4. staadium nõuab viivitamatut tähelepanu. Dokumenteerige leiud suundumuste jälgimise eesmärgil.

Lahendatud näide – täielik diagnoos

Juhtum: 22 kW elektrimootor - SKF 6308 laager ajamipoolses otsas

Masin: 22 kW, 4-pooluseline, 50 Hz induktsioonmootor, mis ajab tsentrifugaalpumpa. Töökiirus: 1470 pööret minutis (24,5 Hz). Ajamipoolne laager: SKF 6308 süvauuruline kuullaager.

Laagriandmed: N = 8 kuuli, Bd = 15,875 mm, Pd = 58,5 mm, β = 0°. Bd/Pd suhe = 0,2714.

Arvutatud sagedused:

  • BPFO = (8 × 24,5 / 2) × (1 + 0,2714) = 98,0 × 1,2714 = 124,6 Hz
  • BPFI = (8 × 24,5 / 2) × (1 - 0,2714) = 98,0 × 0,7286 = 71,4 Hz - Oota, see ei tundu õige. Arvutame korralikult ümber:

Märkus: BPFI kasutab (1 - Bd/Pd), BPFO aga (1 + Bd/Pd). BPFI peaks alati olema suurem kui BPFO. Vaadates standardvalemeid, on kanoonilistes valemites, kus välisring on fikseeritud:

  • BPFO = (N/2) × n × (1 - Bd/Pd × cos β) = 4 × 24,5 × (1 - 0,2714) = 98,0 × 0,7286 = 71,4 Hz
  • BPFI = (N/2) × n × (1 + Bd/Pd × cos β) = 4 × 24,5 × (1 + 0,2714) = 98,0 × 1,2714 = 124,6 Hz
  • BSF = (Pd/(2×Bd)) × n × [1 - (Bd/Pd)² × cos² β] = (58,5/31,75) × 24,5 × [1 - 0,0737] = 1,8425 × 24,5 × 0,9263 = 41,8 Hz
  • FTF = (n/2) × (1 - Bd/Pd × cos β) = 12,25 × 0,7286 = 8,9 Hz

Mõõtmistulemused (ümbrikspekter): Silmapaistev tipp 124,3 Hz juures (vastab BPFI-le 0,2% piires) koos harmoonilistega 248,7 Hz ja 373,1 Hz juures. Kõrvalsageduse piigid 99,8 Hz ja 148,8 Hz (±24,5 Hz = ±1× võlli kiirus ümber BPFI).

Diagnoos: Siserõnga defekt kinnitust leidnud — BPFI põhisagedus 1× külgribadega on klassikaline tunnus. 2 harmoonika olemasolu, kuid selge külgribastruktuur viitab defekti 2.–3. staadiumi kulgemisele.

Soovitatav tegevus: Planeerige laagri vahetus 2–4 nädala jooksul. Jätkake iganädalast jälgimist kuni asendamiseni. Kontrollige eemaldatud laagrit algpõhjuse tuvastamiseks (vale joondamine? vale sobivus? määrimine?). Kontrollige joondamist ja sobivust uuesti paigaldamise ajal.

Ennustava hoolduse olulisus

Laagririkete sagedused on pöörlevate seadmete tõhusate ennetavate hooldusprogrammide nurgakivi. Nende mõju hooldusstrateegiale on sügav:

  • Varajane hoiatus — 6 kuni 24 kuud ette: Ümbrise analüüs võimaldab avastada laagri defektid juba pinnaväsimuse varajases staadiumis, andes kuid või isegi aastaid ette hoiatuse. See välistab täielikult üllatusrikked ja võimaldab strateegilisi hankeid, personali ja hooldustegevuste planeerimist.
  • Konkreetse komponendi diagnoosimine: Erinevalt üldisest vibratsioonitaseme jälgimisest, mis võib ainult öelda "midagi on valesti", tuvastab veasageduse analüüs täpselt, milline laagrikomponent on kahjustatud - välisrõngas, sisemine rõngas, veeremielement või puur. Selline spetsiifilisus võimaldab täpset remondi ulatust ja varuosade tellimist.
  • Trendide jälgimine ja järelejäänud eluea prognoosimine: Jälgides rikesageduste amplituude aja jooksul, saavad analüütikud kindlaks teha rikete halvenemise kiiruse ja ennustada, millal laager jõuab eluea lõppu. Selline suundumuse jälgimise võimekus võimaldab õigeaegset asendamist — mitte liiga vara (laagri järelejäänud eluiga raisatakse) ja mitte liiga hilja (riskides rikke tekkimisega).
  • Põhjuste analüüs: Laagrivigade muster kogu masinapargis näitab süsteemseid probleeme. Sagedased välise jooksu defektid võivad viidata saastumisele; sisemise jooksu defektid võivad viidata võlli joondamisveale; veeremielementide defektid võivad viidata tarnijalt saadud kehvale partiile.
  • Sekundaarse kahju ennetamine: Riknenud laager võib hävitada võllkaela, kahjustada korpuse puurauku, rikkuda tihenduspindu, reostada määrdesüsteeme ja isegi põhjustada tulekahju või plahvatuse ohtlikes keskkondades. Varajane avastamine ja plaanipärane väljavahetamine hoiab ära kõik sekundaarkahjustused.
  • Dokumenteeritud kulude kokkuhoid: Uuringud näitavad järjekindlalt, et vibratsioonianalüüsil põhinev ennustav hooldus annab 10:1 või kõrgema kulude ja tulude suhte võrreldes reaktiivse hooldusega (rikkeni töötamine). Kriitiliste seadmete puhul on kokkuhoid veelgi suurem, kui arvestada ka tootmiskaotused, mis tulenevad planeerimata seisakutest.
Tööstuse parimad tavad

Juhtivad hooldusprogrammid kombineerivad rutiinset vibratsiooniandmete kogumist (enamiku seadmete puhul kord kuus või kord kvartalis) automaatse häiresüsteemiga, mis jälgib pidevalt kriitilisi masinaid. Laagrivigade sagedused tuleks konfigureerida häireparameetritena pidevseire süsteemides, kusjuures häirepiirid tuleks määrata ajalooliste baasväärtuste alusel. Selline kahetasandiline lähenemisviis püüab kinni nii järkjärgulist halvenemist kui ka äkki tekkivaid defekte.

Laagrivigade sagedused on üks võimsamaid ja kõige paremini tõestatud diagnostikavahendeid vibratsioonianalüüsis. Nende matemaatiline prognoositavus koos kaasaegse ümbrikanalüüsi ja automatiseeritud seiretehnoloogiaga võimaldab laagrivigade usaldusväärset varajast avastamist. Nende mõistete valdamine on oluline kõigile, kes tegelevad seisundi jälgimise, töökindluse tagamise või pöörlevate seadmete ennetava hooldusega.

← Tagasi sõnastiku indeksisse