Dijagnosticiranje nedostataka ležaja

1. Priroda nedostataka ležaja

Kotrljajući ležajevi su osnovne komponente u većini rotirajućih strojeva, ali su i česta točka kvara. Tipičan ležaj sastoji se od vanjskog prstena, unutarnjeg prstena, skupa kuglica ili valjaka i kaveza za održavanje njihovog razmaka. "Defekt" je mikroskopska ili makroskopska mana, poput pukotine, odlomka ili udubljenja, na jednoj od ovih površina.

Dok kotrljajući element prelazi preko defekta, generira mali, visokofrekventni udar ili "klik". Iako je pojedinačni udar niske energije, ovi udari se ponavljaju. Analiza vibracija izuzetno je učinkovit u otkrivanju ovih ponavljajućih, periodičnih udara mnogo prije nego što se ležaj počne pregrijavati ili proizvoditi čujnu buku.

2. Četiri temeljne frekvencije kvara

Ključ za dijagnosticiranje nedostataka ležaja je poznavanje da će se za danu geometriju ležaja i brzinu vrtnje udari pojaviti na vrlo specifičnim, predvidljivim frekvencijama. One su poznate kao temeljne frekvencije kvara:

• BPFO (Učestalost dodavanja lopte, vanjski trk): Brzina kojom kotrljajući elementi prolaze jednu točku na vanjskom prstenu. Ovo je najčešća učestalost kvarova ležaja.
• BPFI (Učestalost dodavanja lopte, unutarnji trk): Brzina kojom kotrljajući elementi prolaze jednu točku na unutarnjem kolutu. Budući da se unutarnji kolut rotira, ova je frekvencija veća od BPFO-a.
• BSF (Frekvencija rotacije loptice): Frekvencija kojom se kotrljajući element okreće oko vlastite osi.
• FTF (Osnovna frekvencija vlakova): Frekvencija rotacije kaveza ležaja. To je vrlo niska frekvencija, obično manja od 0,5 puta veća od brzina trčanja.

Ove frekvencije mogu se izračunati na temelju dimenzija ležaja (kao što su promjer koraka i promjer kuglice) i brzine rotacije osovine. Softver za analizu vibracija obično uključuje veliku bazu podataka o ležajevima i može automatski izračunati ove frekvencije.

3. Kako se defekti ležaja pojavljuju u spektru

Kada je prisutan defekt ležaja, njegova učestalost kvara će se pojaviti u FFT spectrum u karakterističnom obrascu:

• Visokofrekventni vrhovi: Sama frekvencija kvara (npr. BPFO) pojavit će se kao vrh u visokofrekventnom području spektra.
• Harmonici: Često će postojati nekoliko harmonika (višekratnika) frekvencije kvara.
• Bočni pojasevi: Ovo je kritični dijagnostički marker. Vrh frekvencije kvara ležaja često će imati bočne pojaseve razmaknute na 1X brzini rada. Na primjer, vrh BPFO-a s 1X bočnim pojasevima klasičan je znak defekta vanjskog prstena. Defekt unutarnjeg prstena (BPFI) gotovo uvijek ima 1X bočne pojaseve jer se defekt okreće unutar i izvan zone opterećenja stroja.

U ranim fazama, ovi vrhovi mogu biti skriveni u šumnom sloju spektra. Zbog toga se za detekciju često koriste specijalizirane tehnike.

4. Analiza omotnice za rano otkrivanje

Analiza omotnice (također se naziva demodulacija) je najmoćnija tehnika za otkrivanje nedostataka ležajeva u ranoj fazi. To je metoda obrade signala koja filtrira niskofrekventne, visokoenergetske vibracije (od neravnoteže itd.) i fokusira se samo na visokofrekventne, niskoenergetske utjecaje generirane nedostatkom ležaja.

Spektar ovojnice je vrlo „čist“ i jasno pokazuje frekvencije kvara ležaja i njihove harmonike, što omogućuje detekciju mjesecima ili čak godinama prije nego što bi ležaj inače otkazao.

← Natrag na glavni indeks