تشخیص عیوب یاتاقان

۱. ماهیت عیوب یاتاقان

یاتاقان‌های غلتشی اجزای اساسی در اکثر ماشین‌آلات دوار هستند، اما همچنین نقطه مشترکی برای خرابی می‌باشند. یک یاتاقان معمولی شامل یک حلقه بیرونی، یک حلقه داخلی، مجموعه‌ای از ساچمه‌ها یا غلتک‌ها و یک قفس برای حفظ فاصله آنها است. "عیب" یک نقص میکروسکوپی یا ماکروسکوپی، مانند ترک، پوسته پوسته شدن یا حفره، در یکی از این سطوح است.

هنگامی که یک عنصر غلتشی از روی یک نقص عبور می‌کند، یک ضربه کوچک با فرکانس بالا یا "کلیک" ایجاد می‌کند. در حالی که یک ضربه انرژی کمی دارد، این ضربات به صورت مکرر رخ می‌دهند. تحلیل ارتعاش مدت‌ها قبل از اینکه یاتاقان شروع به گرم شدن بیش از حد یا ایجاد سر و صدای قابل شنیدن کند، در تشخیص این ضربات تکراری و دوره‌ای فوق‌العاده مؤثر است.

۲. چهار فرکانس خطای اساسی

کلید تشخیص عیوب یاتاقان، دانستن این نکته است که برای یک هندسه یاتاقان و سرعت دورانی مشخص، ضربات در فرکانس‌های بسیار خاص و قابل پیش‌بینی رخ می‌دهند. این فرکانس‌ها به عنوان فرکانس‌های اساسی خطا شناخته می‌شوند:

• BPFO (فرکانس پاس توپ، مسیر بیرونی): نرخی که در آن اجزای غلتشی از یک نقطه روی حلقه بیرونی عبور می‌کنند. این رایج‌ترین فرکانس نقص یاتاقان است.
• BPFI (فراوانی پاس توپ، مسابقه داخلی): نرخی که در آن عناصر غلتشی از یک نقطه روی حلقه داخلی عبور می‌کنند. از آنجایی که حلقه داخلی در حال چرخش است، این فرکانس بالاتر از BPFO است.
• BSF (فرکانس چرخش توپ): فرکانسی که یک عنصر غلتشی با آن به دور محور خود می‌چرخد.
• FTF (فرکانس قطار اساسی): فرکانس چرخشی قفس یاتاقان. این فرکانس بسیار پایین است، معمولاً کمتر از 0.5 برابر فرکانس سرعت دویدن.

این فرکانس‌ها را می‌توان بر اساس ابعاد یاتاقان (مانند قطر گام و قطر ساچمه) و سرعت چرخش شفت محاسبه کرد. نرم‌افزار تحلیل ارتعاش معمولاً شامل یک پایگاه داده بزرگ از یاتاقان‌ها است و می‌تواند این فرکانس‌ها را به طور خودکار محاسبه کند.

۳. چگونگی ظاهر شدن عیوب یاتاقان در طیف

وقتی عیبی در یاتاقان وجود داشته باشد، فرکانس خطای آن در ... ظاهر می‌شود. FFT spectrum در یک الگوی مشخص:

• پیک‌های فرکانس بالا: خود فرکانس خطا (مثلاً BPFO) به صورت یک پیک در محدوده فرکانس بالای طیف ظاهر خواهد شد.
• هارمونیک‌ها: اغلب چندین هارمونیک (مضرب) از فرکانس خطا وجود خواهد داشت.
• باندهای کناری: این یک نشانگر تشخیصی حیاتی است. پیک فرکانس خطای یاتاقان اغلب دارای باندهای جانبی با فاصله ۱ برابر سرعت کارکرد است. به عنوان مثال، یک پیک BPFO با باندهای جانبی ۱ برابر، نشانه کلاسیک نقص حلقه بیرونی است. نقص حلقه داخلی (BPFI) تقریباً همیشه دارای باندهای جانبی ۱ برابر است زیرا نقص در حال چرخش به داخل و خارج از ناحیه بار دستگاه است.

در مراحل اولیه، این پیک‌ها ممکن است در نویز کف طیف پنهان شده باشند. به همین دلیل است که اغلب از تکنیک‌های تخصصی برای تشخیص استفاده می‌شود.

4. تحلیل پوششی برای تشخیص زودهنگام

تحلیل پوششی (که دمدولاسیون نیز نامیده می‌شود) قدرتمندترین تکنیک برای تشخیص عیوب اولیه یاتاقان است. این یک روش پردازش سیگنال است که ارتعاشات با فرکانس پایین و انرژی بالا (ناشی از عدم تعادل و غیره) را فیلتر می‌کند و فقط بر روی ضربات با فرکانس بالا و انرژی پایین ایجاد شده توسط عیب یاتاقان تمرکز می‌کند.

طیف پوششی بسیار «تمیز» است و فرکانس‌های خطای یاتاقان و هارمونیک‌های آنها را به وضوح نشان می‌دهد و امکان تشخیص را ماه‌ها یا حتی سال‌ها قبل از خرابی یاتاقان فراهم می‌کند.

← بازگشت به فهرست اصلی