Apibrėžimas: Kas yra guolių gedimų dažniai?

Guolių gedimų dažniai (dar vadinami guolių defektų dažniais arba būdingaisiais dažniais) yra specifiniai vibracija dažniai, atsirandantys, kai riedėjimo elementai - rutuliukai arba ritinėliai - guolyje prasilenkia su tokiais defektais, kaip įtrūkimai, įskilimai, įdubos arba paviršiaus nuovargis ant guolio riedėjimo takelių arba pačių riedėjimo elementų. Šie dažniai yra matematiškai nuspėjami pagal guolio vidinę geometriją ir veleno sukimosi greitį, todėl jie yra neįkainojami diagnostiniai rodikliai, padedantys anksti nustatyti guolių defektai.

Šių dažnių supratimas ir atpažinimas per vibracijos analizė leidžia techninės priežiūros darbuotojams nustatyti guolių problemas mėnesiais, o kartais ir metais anksčiau, nei jos išryškėtų dėl temperatūros pakilimo, girdimo triukšmo ar katastrofiško gedimo. Tai leidžia atlikti planinę techninę priežiūrą ir išvengti brangiai kainuojančių neplanuotų prastovų, antrinių velenų ir korpusų pažeidimų bei galimų saugos incidentų.

Kodėl svarbus matematinis nuspėjamumas

Skirtingai nuo daugelio vibracijos šaltinių, kurių dažniai nenuspėjami, guolių gedimų dažnius galima tiksliai apskaičiuoti pagal guolio geometriją. Tai reiškia, kad analitikas gali žinoti tiksliai kokių dažnių ieškoti spektras, pašalinant spėliojimus ir suteikiant galimybę automatizuotoms stebėsenos sistemoms, kurios nuolat stebi šiuos specifinius požymius.

Keturi pagrindiniai gedimų dažniai - išsamiai

Kiekvienam riedėjimo elementų guoliui būdingi keturi būdingi gedimų dažniai. Kiekvienas jų atitinka skirtingą konkretaus guolio komponento defekto tipą. Norint atlikti tikslią diagnostiką, būtina suprasti kiekvieno dažnio fizinį mechanizmą.

1. BPFO - rutuliuko praleidimo dažnis, išorinis žiedas

Svetainė BPFO BPFO parodo riedėjimo elementų judėjimo greitį per fiksuotą išorinės riedėjimo riedėjimo riedėjimo riedėjimo riedėjimo riedmens tašką. Kai išoriniame riedėjimo riedėjimo takelio paviršiuje yra defektas, kiekvienas riedėjimo elementas važiuodamas atsitrenkia į šį defektą ir sukelia pasikartojantį smūgį nuspėjamu dažniu.

Fizinis mechanizmas

Daugumoje guolių išorinė bėgelio juosta (žiedas) yra nejudanti (įsprausta į korpusą). Tai reiškia, kad defektas ant išorinio žiedo išlieka fiksuotoje padėtyje apkrovos zonos atžvilgiu – lanko, per kurį veleno apkrova perduodama per riedėjimo elementus. Kadangi defekto padėtis apkrovos atžvilgiu nesikeičia, smūgio jėga kiekviename riedėjimo elemento praėjime išlieka santykinai pastovi. Dėl to gaunamas švarus, stiprus vibracijos signalas, kurį paprastai lengviausia aptikti kaip guolio defektą.

Diagnostinės charakteristikos

  • Tipinis diapazonas: 3–5 kartų veleno sukimosi dažnis daugumai standartinių guolių
  • Amplitudės nuoseklumas: Santykinai vienoda amplitudė, nes defektas visada yra toje pačioje padėtyje apkrovos zonos atžvilgiu.
  • Šoninių juostų elgsena: Minimalus šoninės juostos tipinėse įrenginiuose; 1× šoninės juostos gali atsirasti, jei išorinis žiedas gali šiek tiek suktis korpuse (laisvas atitikimas)
  • Harmonikų raida: Didėjant defektui, palaipsniui atsiranda 2×, 3×, 4× BPFO harmonikos.
  • Aptikimo paprastumas: Lengviausia aptinkamas iš keturių gedimų tipų dėl pastovios signalo amplitudės.
Praktinis patarimas — išorinio žiedo apkrovos zona

Jei BPFO viršūnė yra, bet silpna, defektas gali būti už pirminės apkrovos zonos ribų. Pakeitus matavimo kryptį (pvz., iš vertikalios į horizontalią) arba pakeitus guolio apkrovą, apkrovos zona gali pasislinkti defekto atžvilgiu, dėl to defektas gali būti geriau matomas spektre.

2. BPFI - rutuliuko pravažiavimo dažnis, vidinis žiedas

Svetainė BPFI BPFI parodo riedėjimo elementų judėjimo greitį per fiksuotą vidinės riedėjimo riedėjimo riedėjimo riedėjimo riedėjimo riedmens tašką. .

Fizinis mechanizmas

Vidinė bėgių juosta yra įpresinta ant veleno ir sukasi kartu su juo. Kiekvienas riedėjimo elementas, praeidamas pro vidinės bėgių juostos paviršiaus dribsnį ar įdubą, ją smūgiuoja, tačiau, skirtingai nuo BPFO, smūgio energija kinta, kai defektas juda per apkrauto ir neapkrauto guolio zonas. Kai defektas yra apkrovos zonoje (horizontalaus veleno guolio apačioje), riedėjimo elementai stipriai prispaudžiami prie abiejų bėgių juostų, todėl smūgis yra stiprus. Kai defektas pasuka į neapkrautą zoną (viršų), riedėjimo elementai vos liečia vidinę bėgių juostą, ir smūgis gali būti labai silpnas arba jo visai nebūti.

Ši amplitudinė moduliacija esant 1× veleno greičiui yra pagrindinis vidinio žiedo defektų požymis ir sukuria būdingas šonines juostas dažnių spektre.

Diagnostinės charakteristikos

  • Tipinis diapazonas: 5–7 kartų veleno greitis (visada didesnis nei BPFO tam pačiam guoliui)
  • Amplitudės moduliacija: Signalo amplitudė moduliuojama veleno sūkių dažniu (1×), kai defektas įeina į apkrovos zoną arba išeina iš jos
  • Šoninių juostų elgsena: Beveik visada aplink BPFI matomos ±1×, ±2× šoninės juostos - tai pagrindinis diagnostinis rodiklis.
  • Aptikimo sunkumai: Sunkiau nei BPFO dėl kintančios amplitudės; ankstyvam aptikimui dažnai reikia atlikti apvalkalo analizę.
  • Dažniausiai pasitaikančios priežastys: Velenas nesuderinimas sukuriančios netolygia įtempį, netinkamą įpresavimą, ašies įlinkio nuovargį
Kritinis skirtumas - BPFI šoninės juostos

1× šalutinių juostų buvimas aplink BPFI dažnai yra diagnostiškai reikšmingesnis nei pati BPFI viršūnė. Ankstyvosios stadijos vidinių bėgelių defektų atveju šalutinės juostos gali būti ryškesnės už pagrindinį BPFI dažnį. Tiriant vidinio bėgelio būklę, visada patikrinkite šalutinių juostų šeimas.

3. BSF — kamuoliuko sukimo dažnis

Svetainė BSF BSF rodo riedėjimo elemento (rutuliuko arba ritinėlio), besisukančio apie savo ašį, sukimosi greitį. Kai riedėjimo elemento paviršiuje yra defektas - įduba, įskilimas ar plokščia vieta - jis sukdamasis veikia tiek vidinį, tiek išorinį riedėjimo takus ir sukuria savitą, bet sudėtingą vibracijos modelį.

Fizinis mechanizmas

Kiekvienas riedėjimo elementas guolyje sukasi apie savo ašį, kai skrieja aplink guolio centrą. Sukimosi greitis priklauso nuo žingsnio skersmens ir rutuliuko skersmens santykio bei veleno greičio. Riedėjimo elemento defektas per vieną rutuliuko apsisukimą vieną kartą atsitrenkia į išorinį žiedą, kai jis nukreiptas į išorę, ir į vidinį žiedą vieną kartą per vieną rutuliuko apsisukimą, kai jis nukreiptas į vidų. Tai sukelia smūgius 2× BSF (du smūgiai per vieną defektinio elemento apsisukimą). Be to, kadangi defektinis riedėjimo elementas guolyje yra pernešamas narveliu, jo signalas moduliuojamas narvelio dažniu (FTF).

Diagnostinės charakteristikos

  • Tipinis diapazonas: 1,5-3× veleno greitis
  • Charakteristinis dažnis: Dažnai pasirodo kaip 2× BSF, o ne 1× BSF (dvigubas smūgis per apsisukimą)
  • Šoninių juostų elgsena: Šoninės juostos FTF (narvelio dažnio) atstumu aplink BSF viršūnes
  • Aptikimo sunkumai: Sunkiausiai nustatomas guolio defektas; riedėjimo elementuose gali susidaryti plokšti plotai, kurie "savaime užgyja" pakartotinai poliruojant, todėl simptomai pasireiškia su pertrūkiais.
  • Pasireiškimo dažnis: Rečiau nei bėgimo takelio defektai; dažnai tai gamybos ar užterštumo problema.

4. FTF – pagrindinis narvelio dažnis

Svetainė FTF FTF rodo guolio narvelio (dar vadinamo laikikliu arba separatoriumi) sukimosi greitį. Narvelis laiko riedėjimo elementus tinkamu atstumu aplink guolį ir sukasi veleno greičio dalimi.

Fizinis mechanizmas

Narvelis sukasi greičiu nuo 0 iki veleno greičio – paprastai maždaug 0,35–0,45× veleno greičio. Dėl narvelio gedimų atsiranda subsinchroninė vibracija, kuri gali būti nepastovi ir kurią sunku atskirti nuo kitų žemo dažnio šaltinių. Narvelio problemos paprastai kyla dėl netinkamo tepimo, dėl kurio narvelis trinasi į riedėjimo elementus arba riedėjimo takus, todėl susidėvi, deformuojasi arba įtrūksta.

Diagnostinės charakteristikos

  • Tipinis diapazonas: 0,35-0,45× veleno greitis (subsinchroninis)
  • Signalo pobūdis: Dažnai nepastovūs ir nesikartojantys, todėl juos sunkiau aptikti taikant standartinį FFT vidurkinimą.
  • Moduliacija: Gali moduliuoti kitus guolio dažnius – ieškokite FTF šoninių juostų aplink BPFO arba BPFI
  • Aptikimas: Geriausia aptinkama naudojant laiko bangos forma analizė kartu su apvalkalo analize; taip pat gali pasireikšti veleno orbitos modeliuose
  • Rizikos lygis: Narvelio gedimai gali būti katastrofiški, nes narvelio fragmentai gali užstrigti guolyje ir sukelti staigų užstrigimą.
Įspėjimas apie narvo gedimą

Skirtingai nuo lenktynių defektų, kurie vystosi palaipsniui, narvo gedimai gali greitai išaugti nuo nedidelių iki katastrofiškų. Jei aptinkamas FTF aktyvumas, ypač su nepastoviomis ar plačiajuostėmis charakteristikomis, primygtinai rekomenduojama dažniau atlikti stebėseną. Narvelio fragmentai gali sukelti staigų guolio užstrigimą, dėl kurio gali būti pažeistas velenas, sugadinta įranga ir kilti pavojus saugai.

Formulės kintamieji ir skaičiavimai: paaiškinimas

Gedimų dažnio formulėse naudojami vidiniai geometriniai guolio parametrai. Šie matmenys apibrėžia santykį tarp veleno sukimosi ir kiekvieno guolio komponento judėjimo:

Kintamas Pavadinimas Aprašymas Vienetai
N Riedėjimo elementų skaičius Bendras rutuliukų arba ritinėlių skaičius guolyje —
n Veleno sukimosi dažnis Vidinio žiedo / veleno sukimosi greitis Hz arba RPM
Bd Rutuliuko / ritinėlio skersmuo Vieno riedėjimo elemento skersmuo mm arba coliai
Dienos metu Žingsnio skersmuo Apskritimo, einančio per visų riedėjimo elementų centrus, skersmuo mm arba coliai
β Kontaktinis kampas Kampas tarp linijos, jungiančios rutulio ir takelės sąlyčio taškus, ir guolio radialinės plokštumos. 0° - giliųjų griovelių, 15-40° - kampinio kontakto ir kūginių ritinėlių. laipsniai
Kur rasti guolių geometrijos duomenų

Dauguma vibracinės analizės programinės įrangos apima guolių duomenų bazes su iš anksto apskaičiuotais dešimčių tūkstančių visų pagrindinių gamintojų (SKF, FAG, NSK, NTN, Timken ir kt.) guolių modelių parametrais. Gamintojų kataloguose ir internetinėse priemonėse taip pat galima rasti Bd, Pd, N ir β parametrus bet kokiam guolio žymeniui. Labai senų arba neįprastų guolių parametrus galima apskaičiuoti pagal išmatuotą išorinį skersmenį, vidinę angą ir guolio plotį.

Supaprastintos vertinimo taisyklės

Kai nėra tikslios guolio geometrijos, šios aproksimacijos gana gerai tinka daugumai standartinių giliųjų griovelių rutulinių guolių, kurių kontaktinis kampas ≈ 0°:

  • BPFO ≈ 0,4 × N × veleno sukimosi dažnis - patikimas daugumai guolių ±5% ribose
  • BPFI ≈ 0,6 × N × veleno sukimosi dažnis - patikimas ±5% ribose
  • FTF ≈ 0,4 × veleno sukimosi dažnis - patikimas ±10% ribose
  • BSF svyruoja per platus, kad jį būtų galima įvertinti be geometrijos

Šie apytiksliai skaičiavimai naudingi atliekant lauko diagnostiką, kai nėra guolių duomenų bazės, tačiau tikslius skaičiavimus visada reikėtų naudoti oficialiose analizės ataskaitose ir tendencijų programose.

Kaip gedimų dažniai atsiranda virpesių spektruose

Norint tiksliai diagnozuoti guolių defektus, labai svarbu suprasti, kaip jie pasireiškia dažnių srityje. Spektrinis modelis labai keičiasi defekto gyvavimo ciklo eigoje.

Pagrindinė spektrinė išvaizda

Kai guolyje atsiranda lokalizuotas defektas (atplaišos, įtrūkis ar įduba), kiekvienas riedėjimo elemento pervažiavimas per defektą sukelia trumpos trukmės smūgį. Šis smūgis sužadina guolio natūraliuosius rezonanso dažnius (paprastai 1–30 kHz diapazone) ir sukuria moduliuotą aukšto dažnio signalą. Dažnių spektre jis atrodo taip:

  • Pagrindinis pikas: Ryški smailė ties apskaičiuotu gedimo dažniu
  • Harmonikos: Papildomos viršūnės ties 2×, 3× ir 4× defekto dažnio kartotiniais, kurių skaičius didėja didėjant defektui
  • Šoninės juostos: Palydovinės viršūnės, esančios greta gedimo dažnio, išdėstytos moduliuojančio dažnio intervalais.
  • Amplitudės augimas: Laipsniškas gedimo dažnio amplitudės didėjimas didėjant defekto plotui

Šalutinės juostos modeliai — pagrindiniai diagnostiniai požymiai

Šoninės juostos – tai antrinės viršūnės, atsirandančios aplink pagrindinį defekto dažnį ir išdėstytos intervalais, kuriuos lemia moduliavimo mechanizmas. Jos suteikia labai svarbios informacijos, leidžiančios patvirtinti, kuris guolio komponentas yra pažeistas:

  • Vidinio žiedo defektai: BPFI viršūnė su šoninėmis juostomis esant ±1×, ±2×, ±3× veleno sūkių dažniui. Taip yra dėl to, kad defektas per kiekvieną veleno apsisukimą vieną kartą pasisuka per apkrovos zoną, taip moduliuodamas smūgio energiją.
  • Išorinio žiedo defektai: BPFO viršūnė paprastai be šoninių juostų įprastai įrengtuose guoliuose. Jei aplink BPFO atsiranda šoninės juostos, kurių dažnis yra 1× veleno sukimosi dažnis, tai gali reikšti, kad išorinė takelė gali šiek tiek pasisukti savo korpuse (laisvo prigludimo būklė).
  • Riedėjimo elementų defektai: BSF viršūnės (dažnai 2× BSF) su šalutinėmis juostomis, išsidėsčiusiomis FTF (narvelio dažnis). Narvelis neša defektinį elementą aplink guolį, todėl defekto padėtis apkrovos zonos atžvilgiu keičiasi pagal narvelio sukimosi dažnį.
  • Narvelio defektai: FTF viršūnė, dažnai su harmonika, gali pasižymėti nepastoviais amplitudės svyravimais. Narvelio dažnio šalutinės juostos aplink BPFO arba BPFI gali rodyti su narveliu susijusias problemas, turinčias įtakos riedėjimo elementų atstumui.

Defekto progresavimo etapai

Guolių defektai vystosi per atpažįstamus etapus, kurių kiekvienas turi būdingus spektrinius požymius:

1 etapas — požeminis
Mikroįtrūkimai po guolio takelio paviršiumi. Aptinkami tik ultragarso diapazone (250 kHz+), naudojant specializuotus metodus, pavyzdžiui, smūginių impulsų metodą arba aukšto dažnio apvalkalo analizę. Standartinė FFT nerodo nieko.
2 etapas - nedidelis defektas
Surface pleiskanojimas prasideda. Gedimų dažniai pasirodo apvalkalo spektras su 1–2 harmoninėmis. Standartinis FFT gali rodyti labai silpnus smailius. Guolių korpuso natūralūs rezonanso dažniai gali būti sužadinti.
3 etapas - neabejotinas defektas
Atskilimas labai išaugo. Standartinėje FFT matomos aiškios gedimo dažnio viršūnės su daugybe harmonikų ir šalutinių juostų šeimų. Pradeda didėti triukšmo lygis. Tai optimalus keitimo momentas.
4 etapas — sunkus / eksploatavimo pabaiga
Didelė žala. Spektras chaotiškas, su didele plačiajuoste energija, atsitiktiniais maksimumais ir padidėjusiu triukšmo lygiu. Diskrečiųjų gedimų dažniai iš tikrųjų gali sumažėti, nes defekto geometrija tampa atsitiktinė. Reikia nedelsiant pakeisti.

Aptikimo būdai — nuo paprastų iki pažangių

Standartinė FFT analizė

Svetainė Greitoji Furjė transformacija yra pagrindinė vibracijų spektro analizės priemonė. Diagnozuojant guolius, apskaičiuojamas neapdoroto vibracijos signalo FFT ir tikrinama, ar yra viršūnių apskaičiuotais guolio gedimo dažniais.

Standartinė FFT analizė veiksminga vidutinio sunkumo ir sudėtingiems defektams (2–4 etapai), kai gedimo dažnio energija yra pakankamai stipri, kad išsiskirtų virš triukšmo lygio ir kitų vibracijos šaltinių. Tačiau ji turi didelių apribojimų ankstyvajam aptikimui, nes guolių defektų signalai paprastai yra mažos energijos, aukšto dažnio smūgiai, kuriuos gali užgožti stipresnė žemo dažnio vibracija, atsirandanti dėl disbalanso, klaidingos lygiuotės ir kitų šaltinių.

Gaubtinės analizė (demoduliacija) — auksinis standartas

Gaubtinės analizė (dar vadinama aukšto dažnio demoduliacija arba HFD) yra veiksmingiausias ankstyvojo guolių defektų nustatymo metodas. Jis veikia išnaudodamas fizinį guolių smūgių pobūdį:

  • Step 1 — Juostinio pralaidumo filtras: Neapdorotas vibracijos signalas filtruojamas, kad būtų atskirtas aukšto dažnio diapazonas (paprastai 500 Hz – 20 kHz), kuriame guolių smūgiai sužadina konstrukcijos rezonansus. Taip pašalinama dominuojanti žemo dažnio vibracija, atsirandanti dėl disbalanso, ašių nesutapimo ir pan.
  • 2 žingsnis - taisymas: Filtruotas signalas ištiesinamas (absoliutinė vertė) arba perduodamas per Hilberto transformaciją, kad būtų išgauta amplitudės gaubtinė.
  • 3 veiksmas — apgaubties FFT: Iš gaubtinio signalo FFT nustatomas smūgių pasikartojimo dažnis, kuris tiesiogiai atitinka guolio gedimo dažnius.

Apvalkalo analizė gali aptikti guolių gedimus 6–12 mėnesių anksčiau nei standartiniai FFT metodai, todėl ji yra pageidaujamas metodas nuspėjamoji priežiūra programose. Dauguma šiuolaikinių vibracijos analizatorių šią funkciją apima kaip standartinę.

Laiko srities metodai

  • Smūgio impulso metodas (SPM): Matuoja mechaninių smūginių bangų, susidarančių dėl metalo į metalą smūgių riedėjimo guoliuose, intensyvumą. Naudoja rezonansinį keitiklį (paprastai 32 kHz), kad aptiktų trumpalaikius, didelės energijos smūgius dėl paviršiaus defektų. Pateikia dBsv (smūgio vertės decibelais) su normalizuotomis dBn ir dBc reikšmėmis, lyginamomis su naujų ir pažeistų guolių ribinėmis vertėmis.
  • Viršūnės koeficientas: Didžiausios vibracijos amplitudės ir vidutinės kvadratinės vertės amplitudės santykis. Sveiko guolio kresto koeficientas yra apie 3; kai dėl paviršiaus defektų prasideda smūgiai, didžiausios vertės didėja, o vidutinės kvadratinės vertės išlieka santykinai pastovios, todėl kresto koeficientas padidėja iki 5–7 ar daugiau. Pastaba: vėlyvosios gedimo stadijos atveju padidėja ir maksimalioji, ir vidutinė kvadratinė vertė, o kresto koeficientas gali sumažėti iki normos – tai potencialūs spąstai neapdairiems analitikams.
  • Kurtozė: Statistinis vibracijos signalo pasiskirstymo "smailumo" matas. Normalaus (Gauso) signalo kurtozė = 3. Ankstyvieji guolių defektai sukelia staigius smūgius, dėl kurių kurtozė padidėja iki 4–8 ar daugiau, todėl tai yra jautrus ankstyvasis indikatorius. Kaip ir smailumo koeficientas, kurtozė gali sumažėti vėlyvuoju gedimo etapu, nes signalas tampa plačiajuostis.

Išplėstiniai metodai

  • Spektrinė kurtozė: Žemėlapio pavidalu atvaizduoja kurtozės reikšmes dažnių juostose, kad būtų galima nustatyti optimalią demoduliavimo juostą apvalkalo analizei, taip pakeičiant spėliojimus renkantis filtrą.
  • Minimalios entropijos dekonvoliucija (MED): Signalų apdorojimo metodas, kuriuo padidinamas vibracijos duomenų impulsyvumas ir pagerinamas periodinių smūgių, atsirandančių dėl guolių gedimų, aptikimas triukšminguose signaluose.
  • Ciklostacinė analizė: Išnaudojamos guolių gedimų signalų antrosios eilės ciklostacinės savybės (periodinė atsitiktinio triukšmo moduliacija), todėl galima geriau aptikti labai ankstyvas defektų stadijas.
  • Bangelių analizė: Laiko ir dažnio išskaidymas, kuriuo galima vienu metu išskirti pereinamuosius guolių smūgius laike ir dažnyje, naudingas tais atvejais, kai įprastiniai metodai neduoda rezultatų.

Praktinis taikymas - žingsnis po žingsnio diagnostikos procedūra

Nustatyti guolį

Nustatykite guolio modelio numerį ir tikslią vietą. Patikrinkite įrangos brėžinius, guolio korpuso žymėjimus arba techninės priežiūros įrašus. Modelio numeris yra labai svarbus norint apskaičiuoti teisingą gedimų dažnį.

Apskaičiuoti gedimų dažnius

Naudokite guolio geometrijos parametrus (N, Bd, Pd, β) ir esamą veleno sukimosi dažnį, kad apskaičiuotumėte BPFO, BPFI, BSF ir FTF. Naudokite pirmiau pateiktą skaičiuoklę, guolių duomenų bazės programinę įrangą arba tiesiogiai formules. Pastaba: veleno greitis gali skirtis - jei įmanoma, išmatuokite faktinį sūkių skaičių per minutę.

Vibracijos duomenų rinkimas

Sumontuokite akselerometras ant guolio korpuso kuo arčiau apkrovos zonos. Išmatuokite pagreitį visomis trimis ašimis. Naudokite mėginių ėmimo dažnį, kuris yra bent 10 kartų didesnis už didžiausią dominantį dažnį (atliekant vokų analizę, mėginius imkite 40-100 kHz dažniu). Įsitikinkite, kad mašina veikia įprasta darbine apkrova ir greičiu.

Analizuoti spektrą

Patikrinkite tiek standartinį FFT spektrą, tiek apvalkalo spektrą, ieškodami smaiglių apskaičiuotų gedimų dažniuose. Ieškokite BPFO, BPFI, BSF ir FTF bei jų harmoninių. Naudokite žymeklio rodmenis, kad patikrintumėte, ar dažniai atitinka apskaičiuotas reikšmes ±2% ribose (leiskite nedideliam greičio svyravimui). Nešiojamas analizatorius, toks kaip Balanset-1A leidžia užfiksuoti spektrą tiesiogiai ant mašinos lauko sąlygomis ir uždengti apskaičiuotus gedimų dažnius, todėl besivystantis guolio defektas gali būti patvirtintas neišsiunčiant rotoriaus į dirbtuves.

Diagnozės patvirtinimas šalutinėmis juostomis

Patikrinkite, ar šoninės juostos modeliai atitinka nustatytą defekto tipą. BPFI turėtų rodyti 1× šonines juostas; BSF turėtų rodyti FTF šonines juostas. Tinkamų šoninių juostų buvimas patvirtina diagnozę ir atskiria guolio dažnius nuo kitų sutampančių viršūnių.

Įvertinti sunkumą

Įvertinkite defekto stadiją pagal amplitudę, harmonikų skaičių, šoninių juostų išsivystymą, triukšmo fono padidėjimą ir palyginimą su baziniais/istoriniais duomenimis. Klasifikuokite kaip 1–4 stadiją, naudodami pirmiau pateiktą stiprumo vertinimo vadovą.

Techninės priežiūros veiksmų planas

Remdamiesi sunkumo įvertinimu ir įrangos kritiškumu, suplanuokite guolių keitimą per artimiausią galimą techninės priežiūros langą. 1-2 etapai leidžia vykdyti ilgalaikę stebėseną; 3 etapas reikalauja artimiausio laikotarpio planavimo; 4 etapas reikalauja neatidėliotino dėmesio. Dokumentuokite išvadas, kad būtų galima nustatyti tendencijas.

Praktinis pavyzdys — išsami diagnozė

Atvejis: 22 kW elektros variklis - SKF 6308 guolis pavaros gale

Mašina: 22 kW, 4 polių, 50 Hz asinchroninis variklis, varantis išcentrinį siurblį. Darbinis greitis: 1470 aps/min (24,5 Hz). Pavaros pusės guolis: SKF 6308 giliagriovis rutulinis guolis.

Guolio duomenys: N = 8 rutuliukai, Bd = 15,875 mm, Pd = 58,5 mm, β = 0°. Bd/Pd santykis = 0,2714.

Apskaičiuoti dažniai:

Pastaba: kai išorinis žiedas fiksuotas, BPFO naudojama (1 − Bd/Pd × cos β), o BPFI naudojama (1 + Bd/Pd × cos β) — BPFI visada yra didesnis iš šių dviejų tam pačiam guoliui.

  • 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

Matavimų rezultatai (apvalkalo spektras): Ryški 124,3 Hz smailė (atitinka BPFI 0,2% ribose) su 248,7 Hz ir 373,1 Hz harmonikomis. Šalutinės juostos viršūnės 99,8 Hz ir 148,8 Hz (±24,5 Hz = ±1× veleno greitis aplink BPFI).

Diagnozė: Patvirtintas vidinio žiedo defektas – BPFI pagrindinė dažnio harmonika su 1× šoninėmis juostomis yra klasikinis požymis. 2 harmonikų buvimas, tačiau aiški šoninių juostų struktūra rodo 2–3 etapo defekto progresavimą.

Rekomenduojamas veiksmas: Per 2–4 savaites suplanuokite guolių keitimą. Toliau stebėkite kas savaitę, kol bus pakeistas. Išanalizuokite nuimtą guolį, kad nustatytumėte pagrindinę gedimo priežastį (netinkamas sulygiavimas? netinkamas montavimas? tepimas?). Iš naujo montuodami patikrinkite sulygiavimą ir montavimo tinkamumą.

Nuspėjamosios priežiūros svarba

Guolių gedimų dažniai yra veiksmingų rotacinės įrangos prognozuojamos techninės priežiūros programų pagrindas. Jų poveikis techninės priežiūros strategijai yra didelis:

  • Ankstyvas įspėjimas — nuo 6 iki 24 mėnesių iš anksto: Atliekant gaubtinę analizę galima aptikti guolių defektus ankstyviausioje paviršiaus nuovargio stadijoje, apie juos įspėjant prieš kelis mėnesius ar net metus. Tai visiškai pašalina netikėtus gedimus ir leidžia strategiškai vykdyti pirkimus, parinkti darbuotojus ir planuoti techninės priežiūros veiklą.
  • Konkretaus komponento diagnozė: Skirtingai nuo bendros vibracijos lygio stebėsenos, kuri gali pasakyti tik "kažkas negerai", gedimų dažnio analizė tiksliai nustato, kuris guolio komponentas yra pažeistas — išorinė takelis, vidinė takelis, riedėjimo elementas ar narvelis. Šis konkretumas leidžia tiksliai nustatyti remonto apimtį ir užsakyti detales.
  • Tendencijų stebėjimas ir likusio tarnavimo laiko prognozavimas: Stebėdami gedimų dažnio amplitudes laikui bėgant, analitikai gali nustatyti degradacijos tempą ir numatyti, kada pasibaigs guolio eksploatavimo laikas. Ši tendencijų sekimo galimybė leidžia laiku pakeisti guolį — ne per anksti (prarandant likusį guolio tarnavimo laiką) ir ne per vėlai (rizikuojant gedimui).
  • Pagrindinės priežasties analizė: Guolių defektų pasiskirstymas visame mašinų parke atskleidžia sistemines problemas. Dažni išorinio žiedo defektai gali rodyti užterštumą; vidinio žiedo defektai gali rodyti velenų ašių nesutapimo tendencijas; riedėjimo elementų defektai gali rodyti prastą tiekėjo partiją.
  • Antrinės žalos prevencija: Sugedęs guolis gali sugadinti veleno kaklelį, pažeisti korpuso angą, pažeisti sandarinimo paviršius, užteršti tepimo sistemas ir net sukelti gaisrą ar sprogimą pavojingoje aplinkoje. Ankstyvas aptikimas ir planingas pakeitimas padeda išvengti visų antrinių pažeidimų.
  • Dokumentais patvirtintas išlaidų taupymas: Tyrimai nuolat rodo, kad vibracijos analize pagrįsta prognozuojamoji techninė priežiūra, palyginti su reaktyviąja technine priežiūra (technine priežiūra iki gedimo), duoda 10:1 arba didesnį sąnaudų ir naudos santykį. Svarbios įrangos atveju sutaupymai dar didesni, jei įskaičiuojami gamybos nuostoliai dėl neplanuotų prastovų.
Geriausia pramonės praktika

Geriausios techninės priežiūros programos derina įprastinį vibracijos duomenų rinkimą (kas mėnesį arba kas ketvirtį daugumai įrenginių) su automatinėmis signalizacijos sistemomis, kurios nuolat stebi svarbiausias mašinas. Guolių gedimų dažniai turėtų būti konfigūruojami kaip pavojaus parametrai nepertraukiamo stebėjimo sistemose, o pavojaus slenksčiai nustatomi pagal istorines bazines vertes. Šis dviejų lygių metodas padeda užfiksuoti ir laipsnišką prastėjimą, ir staiga atsiradusius defektus.

Guolių gedimų dažniai yra viena iš galingiausių ir labiausiai pasiteisinusių vibracijos analizės diagnostikos priemonių. Jų matematinis nuspėjamumas, kartu su šiuolaikine apgaubtinės analize ir automatizuoto stebėjimo technologija, leidžia patikimai anksti nustatyti guolių defektus. Įsisavinti šias sąvokas būtina visiems, kurie užsiima būklės stebėsena, patikimumo inžinerija ar prognozuojamąja besisukančių įrenginių technine priežiūra.

← Grįžti į žodyno rodyklę