Diagnostikimi i Defekteve të Kushinetave
Defekte të kushinetave janë të meta mikroskopike ose makroskopike — çarje, gropëzime ose gropa — në sipërfaqet e punës të një rulmani me elementë rrotullues. Meqenëse rulmanet me rrotullim janë themelorë për shumicën e makinerive rrotulluese dhe një pikë e shpeshtë dështimi, zbulimi i hershëm i këtyre të metave është një nga punët me vlerën më të lartë në analiza e vibrimeve. Një defekt prodhon një goditje periodike të përsëritur çdo herë që një element rrotullues kalon mbi të, dhe kjo periodicitet është pikërisht ajo që e bën defektin të dukshëm në spektri shumë kohë përpara se rulmani të mbinxehet ose të bëhet i dëgjueshëm.
1. Natyra e Defekteve të Kushinetave
Një rulman tipik me elementë rrotullues përbëhet nga katër pjesë: një unazë e jashtme, një unazë e brendshme, një grup topash ose rulash, dhe një kafaz që i mban elementët të shpërndarë në mënyrë të barabartë. Një defekt është një e metë në cilëndo nga këto sipërfaqe. Kur një element rrotullues kalon mbi të, kontakti gjeneron një goditje të vogël, të mprehtë, me frekuencë të lartë — një “klikim.” Një klikim i vetëm mbart shumë pak energji, por goditjet përsëriten në çdo kalim, duke ndërtuar një sinjal fuqishëm periodik. Analiza e vibrimeve është jashtëzakonisht e mirë në identifikimin e këtij lloji goditjeje të përsëritur, prandaj një rulman që po përkeqësohet mund të zbulohet muaj përpara, në vend që të kapet vetëm në momentin e bllokimit.
2. Katër Frekuencat Themelore të Defektit
Gurthemeli i diagnostikimit të rulmaneve është se, për një gjeometri të caktuar rulmani dhe shpejtësi boshti, goditjet ndodhin në norma shumë specifike dhe të parashikueshme. Këto frekuencat e defektit të kushinetës janë:
- BPFO (Frekuenca e Kalimit të Bilave, Unaza e Jashtme): norma me të cilën elementët rrotullues kalojnë nëpër një pikë të vetme të unazës së jashtme të palëvizshme. Është frekuenca e defektit të rulmanit e vëzhguar më shpesh.
- BPFI (Frekuenca e Kalimit të Bilave, Unaza e Brendshme): norma me të cilën elementët kalojnë nëpër një pikë të unazës së brendshme. Meqenëse unaza e brendshme rrotullohet së bashku me boshtin, BPFI është më e lartë se BPFO.
- BSF (Frekuenca e Rrotullimit të Bilës): frekuenca me të cilën një element rrotullues rrotullohet rreth boshtit të vet. Një defekt BSF shpesh shfaq energji në dyfishin e kësaj norme, sepse e meta godet të dyja unazat në çdo rrotullim të elementit.
- FTF (Frekuenca Themelore e Kafazit): frekuenca rrotulluese e kafazit, ose “treni.” Është një frekuencë shumë e ulët, zakonisht më pak se 0.5X shpejtësia e punës.
Këto norma varen nga gjeometria e rulmanit — diametri i hapit, diametri i elementit rrotullues, këndi i kontaktit dhe numri i elementëve — së bashku me shpejtësinë e boshtit. Softueri i vibrimeve zakonisht përmban një bazë të dhënash të madhe rulmanesh dhe i llogarit ato automatikisht, dhe ato mund të llogariten drejtpërdrejt me një kalkulatori i frekuencës së defekteve të rulmanit kur numri i pjesës së rulmanit ose përmasat janë të njohura.
3. Si Shfaqen Defektet e Kushinetave në Spektër
Një defekt në zhvillim lë një model karakteristik në Spektri FFT:
- Kulme me frekuencë të lartë: vetë frekuenca e defektit (për shembull BPFO) shfaqet si një kulm larg lart në gamën e frekuencave, larg nga kulmet rrotulluese të rendit të ulët.
- Harmonikët: natyra e mprehtë dhe impulsive e goditjeve zakonisht gjeneron disa harmonikë — shumëfisha të saktë — të frekuencës së defektit, dhe një varg i gjatë i tyre tregon një të metë të zhvilluar mirë.
- Brezat anësorë: kjo është shenja kritike diagnostikuese. Kulmi i frekuencës së defektit zakonisht rrethohet nga brezat anësorë të vendosur në distancë 1X të shpejtësisë së funksionimit. Një kulm BPFO me breza anësorë 1X është një shenjë klasike e unazës së jashtme, ndërsa një defekt i unazës së brendshme (BPFI) pothuajse gjithmonë mbart breza anësorë 1X sepse e meta rrotulluese hyn dhe del nga zona e ngarkesës së rulmanit një herë në çdo rrotullim, duke moduluar fuqinë e goditjes.
Në fazat më të hershme këto kulme janë të vogla dhe lehtësisht të mbuluara nga dyshemeja e zhurmës e spektrit, prandaj zakonisht aplikohet një teknikë e specializuar zbulimi.
4. Analiza e Mbështjellës për Zbulim të Hershëm
Analiza e mbështjellës, e quajtur gjithashtu demodulim, është metoda më e fuqishme për kapjen e defekteve të rulmanit në fazë të hershme. Është një teknikë e përpunimit të sinjalit që filtron me kalim brezi vibrimet me frekuencë të ulët dhe energji të lartë nga burime të tilla si çekuilibrimi dhe mospërputhja, më pas fokusohet vetëm te goditjet me frekuencë të lartë dhe energji të ulët që prodhon e meta. Goditjet e përsëritura bëjnë të tingëllojnë frekuencat natyrore të strukturës, dhe përpunimi i mbështjellës nxjerr normën e përsëritjes së këtij tingëllimi.
Filtri rezultues spektri i mbështjelljes është jashtëzakonisht “e pastër,” duke shfaqur qartë frekuencat e defektit të rulmanit dhe harmonikët e tyre mbi një sfond të ulët. Kjo mundëson zbulimin muaj — ndonjëherë vite — përpara se rulmani të dështonte, duke ofruar kohën e nevojshme që bën të mundur zëvendësimin e planifikuar në vend të një prishjeje urgjente.
5. Konfirmimi i Diagnozës në Terren
Një diagnozë e sigurt e rulmanit mbështetet në përputhjen e kulmeve të matura me frekuencat e llogaritura të defektit dhe konfirmimin e modelit të pritur të brezave anësorë, mundësisht të mbështetur nga një spektër mbështjellëse dhe një prirje të qartë rritëse gjatë matjeve të njëpasnjëshme. Një instrument portativ me dy kanale si Balanset-1A i lejon një inxhinieri të kapë spektrin te makina, në rulmanet e saj vetë, me shpejtësinë e funksionimit, në mënyrë që një defekt i dyshuar i rulmanit të mund të kontrollohet në vend kundrejt frekuencave të parashikuara. Vlen gjithashtu të përjashtohen rastet e ngjashme: strukturor lirshmëri dhe defektet e elementëve rrotullues mund të rrisin të dyja energjinë me brez të gjerë, por vetëm një defekt i vërtetë i rulmanit përputhet me familjet BPFO, BPFI, BSF ose FTF.
