Laakerivikojen diagnosointi

1. Laakerivikojen luonne

Vierintälaakerit ovat useimpien pyörivien koneiden peruskomponentteja, mutta ne ovat myös yleinen vikaantumiskohde. Tyypillinen laakeri koostuu ulkokehästä, sisäkehästä, kuula- tai rullasarjasta ja niiden välisen etäisyyden ylläpitävästä häkistä. "Vika" on mikroskooppinen tai makroskooppinen vika, kuten halkeama, lohkeama tai kuoppa, jollakin näistä pinnoista.

Kun vierintäelementti kulkee vian yli, se tuottaa pienen, korkeataajuisen iskun eli "naksahduksen". Vaikka yksittäinen isku on pienienerginen, nämä iskut toistuvat. Tärinäanalyysi on poikkeuksellisen tehokas havaitsemaan nämä toistuvat, säännölliset iskut kauan ennen kuin laakeri alkaa ylikuumentua tai pitää kuuluvaa ääntä.

2. Neljä perusvikataajuutta

Laakerivikojen diagnosoinnin avain on tietää, että tietyllä laakerigeometrialla ja pyörimisnopeudella iskut esiintyvät hyvin tietyillä, ennustettavissa olevilla taajuuksilla. Näitä kutsutaan perusvikataajuuksiksi:

• BPFO (pallon syöttötaajuus, ulkokenttä): Nopeus, jolla vierintäelementit ohittavat ulkokehän yksittäisen pisteen. Tämä on yleisin laakerivikojen esiintymistiheys.
• BPFI (pallonsyöttötiheys, sisäkilpailu): Nopeus, jolla vierintäelementit ohittavat sisärenkaan yhden pisteen. Koska sisärengas pyörii, tämä taajuus on korkeampi kuin BPFO.
• BSF (pallon pyörimistaajuus): Taajuus, jolla vierintäelementti pyörii oman akselinsa ympäri.
• FTF (perusjunataajuus): Laakerihäkin pyörimistaajuus. Tämä on hyvin matala taajuus, tyypillisesti alle 0,5 kertaa juoksunopeus.

Nämä taajuudet voidaan laskea laakerin mittojen (kuten jakovälin ja kuulan halkaisijan) ja akselin pyörimisnopeuden perusteella. Värähtelyanalyysiohjelmisto sisältää tyypillisesti suuren laakeritietokannan ja voi laskea nämä taajuudet automaattisesti.

3. Miten laakeriviat näkyvät spektrissä

Kun laakerissa on vika, sen vikataajuus näkyy FFT-spektri tyypillisessä kaavassa:

• Korkean taajuuden huiput: Itse vikataajuus (esim. BPFO) näkyy huippuna spektrin korkeataajuusalueella.
• Harmoniat: Vikataajuudessa on usein useita harmonisia (moninkertaisia).
• Sivunauhat: Tämä on kriittinen diagnostiikkamerkki. Laakerivian taajuushuipun sivunauhat ovat usein 1X nopeudella vaihtelevia. Esimerkiksi BPFO-huippu, jossa on 1X sivunauhat, on klassinen merkki ulomman laakerikupin viasta. Sisäisen laakerikupin vialla (BPFI) on lähes aina 1X sivunauhat, koska vika pyörii koneen kuormitusalueelle ja sieltä pois.

Alkuvaiheessa nämä piikit voivat olla hautautuneet spektrin kohinapohjaan. Siksi havaitsemiseen käytetään usein erikoistuneita tekniikoita.

4. Kirjekuorianalyysi varhaiseen havaitsemiseen

Kirjekuorianalyysi (jota kutsutaan myös demoduloinniksi) on tehokkain tekniikka laakerivikojen havaitsemiseen varhaisessa vaiheessa. Se on signaalinkäsittelymenetelmä, joka suodattaa pois matalataajuisen, korkeaenergisen värähtelyn (esim. epätasapainosta johtuvan) ja keskittyy vain laakerivian aiheuttamiin korkeataajuisiin, matalaenergisiin iskuihin.

Vaippakäyräspektri on erittäin ”puhdas” ja näyttää selvästi laakerivikojen taajuudet ja niiden harmoniset yliaallot, mikä mahdollistaa havaitsemisen kuukausia tai jopa vuosia ennen kuin laakeri muuten pettäisi.

← Takaisin päähakemistoon