Zrozumienie energii kolców

Urządzenia

Przenośna wyważarka i analizator drgań Balanset-1A

$2,358.31

Części

Czujnik wibracji

$107.47

Części

Czujnik optyczny (tachometr laserowy)

$148.07

Urządzenia

Balanset-4

$8,123.32

Części

Stojak magnetyczny Insize-60-kgf

$54.93

Części

Taśma odblaskowa

$11.94

Urządzenia

Balanser dynamiczny "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definicja: Czym jest energia szczytowa?

Energia kolców (nazywana również energią uderzenia lub energią impulsu uderzeniowego) jest wibracja parametr pomiarowy określający ilość energii uderzeń o wysokiej częstotliwości, zwłaszcza tych generowanych przez elementy toczące się wady łożysk. Energię impulsów mierzy się poprzez wykrywanie szczytowej częstotliwości reakcji przyspieszenia, gdy elementy toczne uderzają w defekty na bieżniach łożysk. Zapewnia to wczesny wskaźnik ostrzegawczy uszkodzenia łożyska, który jest bardziej czuły niż ogólne poziomy drgań lub nawet standardowa analiza częstotliwości.

Technika energii szczytowej, związana z Metoda impulsów uderzeniowych (SPM), koncentruje się na krótkich, wysokoamplitudowych impulsach przyspieszenia powstających, gdy kulki lub rolki uderzają w odpryski, pęknięcia lub wżery, umożliwiając wykrywanie uszkodzeń łożysk wiele miesięcy wcześniej niż w przypadku konwencjonalnych metod monitorowania drgań.

Podstawa fizyczna

Generowanie uderzeń w łożyskach

Gdy element toczny uderza w uszkodzoną część łożyska:

1. Następuje krótkie, silne uderzenie (czas trwania mikrosekund)
2. Uderzenie wzbudza rezonanse o wysokiej częstotliwości w konstrukcji nośnej (zwykle 5–40 kHz)
3. Stworzono dzwonienie o wysokiej częstotliwości
4. Energia skoncentrowana w krótkotrwałym impulsie
5. Energia szczytowa mierzy zawartość energii uderzenia

Dlaczego warto skupić się na wysokich częstotliwościach?

• Uderzenia łożysk wytwarzają energię głównie o wysokich częstotliwościach
• Drgania o niskiej częstotliwości (nierównowaga itp.) nie przyczyniają się do powstawania pików
• Pomiary o wysokiej częstotliwości izolują zdarzenia generowane przez łożyska
• Lepszy stosunek sygnału do szumu w przypadku wad łożysk

Metoda pomiaru

Oprzyrządowanie

• Akcelerometr wysokiej częstotliwości: Czujnik szerokopasmowy (>30 kHz)
• Czujnik rezonansowy: Niektóre systemy wykorzystują rezonans akcelerometru (~32 kHz) do wzmacniania uderzeń
• Filtr pasmowy: Zwykle 5–40 kHz w celu wyizolowania częstotliwości uderzeń
• Detektor szczytowy: Rejestruje maksymalne przyspieszenie przy każdym uderzeniu
• Obliczanie energii: Całka kwadratu przyspieszenia w czasie trwania uderzenia

Jednostki i skalowanie

• Wyrażone w dB (decybelach) w stosunku do poziomu odniesienia
• Typowa skala: 0-60 dB
• Czasami wyrażana jako gSE (energia szczytowa w jednostkach g)
• Skala logarytmiczna zapewnia szeroki zakres dynamiki

Kryteria interpretacji i wagi

Typowe poziomy ciężkości

Dobry stan (< 20 dB)

• Minimalna energia uderzenia
• Łożysko w dobrym stanie
• Normalne smarowanie
• Nie ma potrzeby podejmowania działań korygujących

Stan zadowalający (20-35 dB)

• Wykryto pewną aktywność uderzeniową
• Wczesne stadium zużycia łożyska lub inicjacja defektu
• Monitoruj częściej
• Zaplanuj konserwację w ciągu 3-6 miesięcy

Zły stan (35-50 dB)

• Znaczna energia uderzeniowa
• Obecne aktywne wady łożysk
• Zwiększ monitorowanie do cotygodniowego/codziennego
• Planuj wymianę w ciągu kilku tygodni

Stan krytyczny (> 50 dB)

• Bardzo wysoka energia uderzenia
• Zaawansowane uszkodzenie łożyska
• Zalecana natychmiastowa wymiana
• Ryzyko nagłej awarii

Etapy życia łożyska i energia kolców

• Nowe łożysko: Niska energia szczytowa (10-15 dB)
• Normalne zużycie: Stopniowy wzrost (15-25 dB)
• Inicjacja defektu: Energia szczytowa zaczyna rosnąć (25-35 dB)
• Aktywna wada: Szybki wzrost (35-50 dB)
• Zaawansowana awaria: Bardzo wysoki (> 50 dB), następnie może się zmniejszyć w miarę rozpadu łożyska

Zalety

Wczesne wykrywanie

• Wykrywa wady łożysk na 6-18 miesięcy przed metodami FFT
• Wrażliwy na mikroodpryski i początkowe uszkodzenia
• Występuje wcześnie w rozwoju defektów
• Zapewnia maksymalny czas realizacji planowania konserwacji

Prostota

• Pojedyncza wartość liczbowa (dB)
• Łatwe do zmiany w czasie
• Proste alarmowanie oparte na progach
• Wymagane minimalne szkolenie w zakresie zbierania danych

Skuteczność przy niskiej prędkości

• Działa dobrze przy niskich prędkościach, gdzie pomiary prędkości są słabe
• Uderzenia nadal generują impulsy o wysokiej częstotliwości, niezależnie od prędkości wału
• Nadaje się do sprzętu o niskiej prędkości (< 500 obr./min)

Ograniczenia

Specyficzne dla łożysk

• Wykrywa przede wszystkim wady łożysk
• Nie jest to narzędzie diagnostyczne do wykrywania niewyważenia, nieprawidłowego ustawienia i większości innych usterek
• Należy uzupełniać innymi technikami kompleksowego monitorowania

Brak identyfikacji błędów

• Oznacza problem z łożyskiem, ale nie określa, o który element chodzi (bieżnia zewnętrzna, bieżnia wewnętrzna itd.)
• Wymaga analizy widmowej w celu identyfikacji konkretnych usterek
• Pojedynczy numer nie zawiera szczegółów diagnostycznych

Czułość czujnika i montażu

• Wymaga dobrego czujnika wysokiej częstotliwości
• Krytyczna metoda montażu (najlepszy montaż na kołku, akceptowalny magnes, słaby montaż ręczny)
• Ścieżka transmisji wpływa na odczyt

Praktyczne zastosowanie

Monitorowanie oparte na trasach

• Szybki pomiar energii szczytowej na każdym łożysku
• Identyfikacja łożysk z podwyższonymi odczytami
• Flaga do szczegółowej analizy FFT lub obwiedni
• Skuteczne przesiewanie wielu łożysk

Trendy

• Wykres energii szczytowej w funkcji czasu
• Szukaj trendów wzrostowych
• Szybkie wzrosty wskazują na przyspieszenie uszkodzeń
• Wyzwalanie szczegółowej analizy lub konserwacji

Uzupełniające inne metody

• Użyj energii szczytowej do przesiewania i określania trendów
• Po podniesieniu wykonaj analiza koperty do identyfikacji konkretnych usterek
• Połącz z współczynnik szczytu oraz kurtoza do kompleksowej oceny łożysk

Energia impulsów to cenny wskaźnik stanu łożysk, który zapewnia wczesne ostrzeganie o rozwijających się defektach poprzez proste, jednowartościowe pomiary. Chociaż brakuje mu szczegółowości diagnostycznej analizy częstotliwości, prostota pomiaru energii impulsów, możliwość wczesnego wykrywania i skuteczność przy niskich prędkościach sprawiają, że jest to użyteczny element kompleksowych programów monitorowania łożysk, szczególnie do badania dużej liczby łożysk i uruchamiania bardziej szczegółowej analizy w przypadku wykrycia problemów.

---

← Powrót do indeksu głównego