Diagnosticiranje napak ležajev

1. Narava napak ležajev

Kotalni ležaji so temeljne komponente večine vrtljivih strojev, vendar so tudi pogosta točka odpovedi. Tipičen ležaj je sestavljen iz zunanjega obroča, notranjega obroča, sklopa kroglic ali valjev in kletke za vzdrževanje njihovega razmika. »Napaka« je mikroskopska ali makroskopska napaka, kot je razpoka, odkrušek ali jama, na eni od teh površin.

Ko kotalni element prehaja čez napako, ustvari majhen, visokofrekvenčni udarec ali »klik«. Čeprav ima en sam udarec nizko energijo, se ti udarci ponavljajo. Analiza vibracij je izjemno učinkovit pri zaznavanju teh ponavljajočih se, periodičnih udarcev, še preden se ležaj začne pregrevati ali povzročati slišen hrup.

2. Štiri temeljne frekvence napak

Ključ do diagnosticiranja napak ležajev je vedeti, da se bodo pri dani geometriji ležaja in hitrosti vrtenja udarci pojavljali pri zelo specifičnih, predvidljivih frekvencah. Te so znane kot osnovne frekvence napak:

• BPFO (frekvenca podajanja žoge, zunanji tek): Hitrost, s katero kotalni elementi prečkajo eno samo točko na zunanjem obroču. To je najpogostejša pogostost napak ležajev.
• BPFI (frekvenca podajanja žoge, notranji tek): Hitrost, s katero kotalni elementi prehajajo eno samo točko na notranjem obroču. Ker se notranji obroč vrti, je ta frekvenca višja od BPFO.
• BSF (frekvenca vrtenja žogice): Frekvenca, s katero se kotalni element vrti okoli lastne osi.
• FTF (osnovna vlakovna frekvenca): Vrtilna frekvenca ležajne kletke. To je zelo nizka frekvenca, običajno manjša od 0,5-kratnika hitrost teka.

Te frekvence je mogoče izračunati na podlagi dimenzij ležaja (kot sta premer koraka in premer kroglice) in hitrosti vrtenja gredi. Programska oprema za analizo vibracij običajno vključuje veliko podatkovno bazo ležajev in lahko te frekvence izračuna samodejno.

3. Kako se napake ležajev pojavljajo v spektru

Ko je prisotna okvara ležaja, se bo njena frekvenca napake prikazala v Spekter FFT v značilnem vzorcu:

• Visokofrekostni vrhovi: Sama frekvenca napake (npr. BPFO) se bo pojavila kot vrh v visokofrekvenčnem območju spektra.
• Harmoniki: Pogosto bo prisotnih več harmonikov (večkratnikov) frekvence napake.
• Stranski pasovi: To je ključni diagnostični označevalec. Vrh frekvence okvare ležaja ima pogosto stranske pasove, razporejene za 1-kratnik hitrosti delovanja. Na primer, vrh BPFO z 1-kratniknimi stranskimi pasovi je klasičen znak okvare zunanjega obroča. Okvara notranjega obroča (BPFI) ima skoraj vedno 1-kratnikne stranske pasove, ker se okvara vrti v in iz območja obremenitve stroja.

V zgodnjih fazah so ti vrhovi lahko skriti v šumnem tleh spektra. Zato se za njihovo odkrivanje pogosto uporabljajo specializirane tehnike.

4. Analiza ovojnice za zgodnje odkrivanje

Analiza ovojnice (imenovana tudi demodulacija) je najmočnejša tehnika za odkrivanje napak ležajev v zgodnji fazi. Gre za metodo obdelave signalov, ki filtrira nizkofrekvenčne, visokoenergijske vibracije (zaradi neuravnoteženosti itd.) in se osredotoči le na visokofrekvenčne, nizkoenergijske vplive, ki jih povzroča napaka ležaja.

Spekter ovojnice je zelo "čist" in jasno prikazuje frekvence okvar ležajev in njihove harmonike, kar omogoča odkrivanje mesece ali celo leta preden bi ležaj sicer odpovedal.

← Nazaj na glavno kazalo