Diagnosticarea defectelor lagărelor

1. Natura defectelor lagărelor

Rulmenții cu elemente de rostogolire sunt componente fundamentale în majoritatea mașinilor rotative, dar sunt și un punct frecvent de defecțiune. Un rulment tipic constă dintr-o cale de rulare exterioară, o cale de rulare interioară, un set de bile sau role și o colivie pentru a menține distanța dintre acestea. Un „defect” este un defect microscopic sau macroscopic, cum ar fi o fisură, o exfoliere sau o groapă, pe una dintre aceste suprafețe.

Pe măsură ce un element de rulare trece peste un defect, acesta generează un impact mic, de înaltă frecvență, sau un „clic”. Deși un singur impact are un consum redus de energie, aceste impacturi se produc în mod repetitiv. Analiza vibrațiilor este excepțional de eficient în detectarea acestor impacturi repetitive, periodice, cu mult înainte ca rulmentul să înceapă să se supraîncălzească sau să scoată zgomote.

2. Cele patru frecvențe fundamentale ale defectelor

Cheia diagnosticării defectelor lagărelor este cunoașterea faptului că, pentru o anumită geometrie a lagărului și o anumită viteză de rotație, impacturile vor apărea la frecvențe foarte specifice și previzibile. Acestea sunt cunoscute sub numele de Frecvențe Fundamentale de Defectare:

• BPFO (Frecvența de trecere a mingii, traseul exterior): Viteza la care elementele de rulare trec printr-un singur punct de pe calea de rulare exterioară. Aceasta este cea mai frecventă frecvență de defecte ale rulmentului.
• BPFI (Frecvența de pase a mingii, traseul interior): Viteza la care elementele de rulare trec printr-un singur punct de pe calea de rulare interioară. Deoarece calea de rulare interioară se rotește, această frecvență este mai mare decât BPFO.
• BSF (Frecvența de rotație a bilei): Frecvența la care un element rulant se rotește pe propria axă.
• FTF (Frecvența fundamentală a trenului): Frecvența de rotație a coliviei lagărului. Aceasta este o frecvență foarte scăzută, de obicei mai mică de 0,5 ori mai mare decât viteză de alergare.

Aceste frecvențe pot fi calculate pe baza dimensiunilor rulmentului (cum ar fi diametrul inițial și diametrul bilei) și a vitezei de rotație a arborelui. Software-ul de analiză a vibrațiilor include de obicei o bază de date extinsă cu rulmenți și poate calcula automat aceste frecvențe.

3. Cum apar defectele rulmenților în spectru

Când este prezent un defect al rulmentului, frecvența defectului său va apărea în Spectrul FFT într-un model caracteristic:

• Vârfuri de înaltă frecvență: Frecvența defectului în sine (de exemplu, BPFO) va apărea ca un vârf în intervalul de înaltă frecvență al spectrului.
• Armonice: Adesea vor exista mai multe armonice (multipli) ai frecvenței defectului.
• Benzi laterale: Acesta este un marker de diagnostic critic. Vârful de frecvență al defectelor rulmentului va avea adesea benzi laterale distanțate la 1X viteza de rulare. De exemplu, un vârf BPFO cu benzi laterale 1X este un semn clasic al unui defect al căii de rulare exterioare. Un defect al căii de rulare interioare (BPFI) are aproape întotdeauna benzi laterale 1X deoarece defectul se rotește în și din zona de sarcină a mașinii.

În stadiile incipiente, aceste vârfuri pot fi ascunse în pragul de zgomot al spectrului. Acesta este motivul pentru care se folosesc adesea tehnici specializate pentru detectare.

4. Analiza anvelopei pentru detectarea timpurie

Analiza anvelopei (numită și demodulare) este cea mai puternică tehnică pentru detectarea defectelor rulmenților în stadiu incipient. Este o metodă de procesare a semnalului care filtrează vibrațiile de joasă frecvență și energie ridicată (de la dezechilibru etc.) și se concentrează doar pe impacturile de înaltă frecvență și energie redusă generate de defectul rulmentului.

Spectrul anvelopei este foarte „curat” și arată clar frecvențele de defecțiune ale rulmentului și armonicele acestora, permițând detectarea cu luni sau chiar ani înainte ca rulmentul să se defecte.

← Înapoi la indexul principal