Memahami Energi Lonjakan
Definisi: Apa itu Spike Energy?
Energi lonjakan (juga disebut energi dampak atau energi pulsa kejut) adalah getaran parameter pengukuran yang mengukur kandungan energi dari peristiwa dampak frekuensi tinggi, terutama yang dihasilkan oleh elemen bergulir cacat bantalan. Energi lonjakan diukur dengan mendeteksi respons akselerasi frekuensi tinggi puncak saat elemen gelinding menabrak cacat pada lintasan bantalan, memberikan indikator peringatan dini kerusakan bantalan yang lebih sensitif daripada tingkat getaran keseluruhan atau bahkan analisis frekuensi standar.
Teknik energi lonjakan, terkait dengan Metode Pulsa Kejut (SPM), berfokus pada lonjakan akselerasi singkat beramplitudo tinggi yang tercipta saat bola atau rol menghantam serpihan, retakan, atau lubang, yang memungkinkan deteksi cacat bantalan beberapa bulan lebih awal daripada metode pemantauan getaran konvensional.
Dasar Fisik
Pembangkitan Dampak pada Bantalan
Ketika elemen gelinding menabrak cacat bantalan:
- Terjadi benturan singkat dan berkekuatan tinggi (durasi mikrodetik)
- Dampak membangkitkan resonansi frekuensi tinggi dalam struktur bantalan (biasanya 5-40 kHz)
- Dering frekuensi tinggi tercipta
- Energi terkonsentrasi pada lonjakan durasi pendek
- Energi lonjakan mengukur kandungan energi tumbukan ini
Mengapa Fokus Frekuensi Tinggi?
- Dampak bantalan menghasilkan energi terutama pada frekuensi tinggi
- Getaran frekuensi rendah (ketidakseimbangan, dll.) tidak menyebabkan lonjakan
- Pengukuran frekuensi tinggi mengisolasi peristiwa yang dihasilkan oleh bantalan
- Rasio sinyal-ke-noise yang lebih baik untuk cacat bantalan
Metode Pengukuran
Instrumentasi
- Akselerometer Frekuensi Tinggi: Sensor bandwidth lebar (>30 kHz)
- Sensor Resonansi: Beberapa sistem menggunakan resonansi akselerometer (~32 kHz) untuk memperkuat dampak
- Filter Lolos Pita: Biasanya 5-40 kHz untuk mengisolasi frekuensi benturan
- Detektor Puncak: Menangkap akselerasi maksimum dalam setiap benturan
- Perhitungan Energi: Integral percepatan kuadrat terhadap durasi tumbukan
Unit dan Skala
- Dinyatakan dalam dB (desibel) relatif terhadap tingkat referensi
- Skala tipikal: 0-60 dB
- Kadang-kadang dinyatakan sebagai gSE (energi lonjakan dalam satuan g)
- Skala logaritmik mengakomodasi rentang dinamis yang lebar
Kriteria Interpretasi dan Tingkat Keparahan
Tingkat Keparahan Umum
Kondisi Baik (< 20 dB)
- Energi benturan minimal
- Bearing dalam kondisi baik
- Pelumasan normal
- Tidak diperlukan tindakan korektif
Kondisi Cukup (20-35 dB)
- Beberapa aktivitas dampak terdeteksi
- Keausan bantalan tahap awal atau permulaan kerusakan
- Pantau lebih sering
- Rencanakan pemeliharaan dalam 3-6 bulan
Kondisi Buruk (35-50 dB)
- Energi dampak yang signifikan
- Cacat bantalan aktif hadir
- Tingkatkan pemantauan menjadi mingguan/harian
- Rencanakan penggantian dalam beberapa minggu
Kondisi Kritis (> 50 dB)
- Energi benturan sangat tinggi
- Kerusakan bantalan tingkat lanjut
- Disarankan untuk segera menggantinya
- Risiko kegagalan mendadak
Tahapan Kehidupan Bantalan dan Energi Lonjakan
- Bearing Baru: Energi lonjakan rendah (10-15 dB)
- Keausan Normal: Peningkatan bertahap (15-25 dB)
- Inisiasi Cacat: Energi lonjakan mulai meningkat (25-35 dB)
- Cacat Aktif: Peningkatan cepat (35-50 dB)
- Kegagalan Lanjutan: Sangat tinggi (> 50 dB) kemudian dapat menurun seiring dengan hancurnya bantalan
Keuntungan
Deteksi Dini
- Mendeteksi cacat bantalan 6-18 bulan sebelum metode FFT
- Sensitif terhadap serpihan mikro dan kerusakan awal
- Bangkit lebih awal dalam pengembangan cacat
- Memberikan waktu tunggu maksimum untuk perencanaan pemeliharaan
Kesederhanaan
- Nilai numerik tunggal (dB)
- Mudah untuk menjadi tren seiring waktu
- Alarm berbasis ambang batas sederhana
- Pelatihan minimal diperlukan untuk pengumpulan data
Efektivitas Kecepatan Rendah
- Bekerja dengan baik pada kecepatan rendah di mana pengukuran kecepatan lemah
- Dampak masih menghasilkan lonjakan frekuensi tinggi terlepas dari kecepatan poros
- Cocok untuk peralatan kecepatan rendah (< 500 RPM)
Keterbatasan
Khusus Bearing
- Terutama mendeteksi cacat bantalan
- Tidak diagnostik untuk ketidakseimbangan, ketidaksejajaran, atau sebagian besar kesalahan lainnya
- Harus dilengkapi dengan teknik lain untuk pemantauan yang komprehensif
Tidak Ada Identifikasi Kesalahan
- Menunjukkan masalah bantalan tetapi tidak menentukan komponen mana (balapan luar, lomba lari dalam, dsb.)
- Memerlukan analisis spektral untuk identifikasi kesalahan spesifik
- Angka tunggal tidak memiliki detail diagnostik
Sensor dan Sensitivitas Pemasangan
- Membutuhkan sensor frekuensi tinggi yang baik
- Metode pemasangan sangat penting (dudukan stud terbaik, magnet dapat diterima, genggaman tangan buruk)
- Jalur transmisi memengaruhi pembacaan
Aplikasi Praktis
Pemantauan Berbasis Rute
- Pengukuran energi lonjakan cepat di setiap bantalan
- Mengidentifikasi bantalan dengan pembacaan tinggi
- Bendera untuk analisis FFT atau amplop terperinci
- Penyaringan banyak bantalan yang efisien
Sedang tren
- Plot lonjakan energi vs. waktu
- Cari tren naik
- Peningkatan yang cepat menunjukkan percepatan kerusakan
- Memicu analisis atau pemeliharaan terperinci
Komplementer dengan Metode Lain
- Gunakan energi lonjakan untuk penyaringan dan tren
- Saat ditinggikan, lakukan analisis amplop untuk identifikasi kesalahan spesifik
- Gabungkan dengan faktor puncak dan kurtosis untuk penilaian bantalan yang komprehensif
Energi spike merupakan indikator kondisi bearing yang berharga, memberikan peringatan dini akan perkembangan cacat melalui pengukuran nilai tunggal yang sederhana. Meskipun kurang detail diagnostik seperti analisis frekuensi, energi spike yang sederhana, kemampuan deteksi dini, dan efektivitasnya pada kecepatan rendah menjadikannya komponen yang berguna dalam program pemantauan bearing yang komprehensif, terutama untuk menyaring sejumlah besar bearing dan memicu analisis yang lebih detail ketika masalah terdeteksi.