Chẩn đoán lỗi ổ trục

1. Bản chất của khuyết tật ổ trục

Vòng bi lăn là thành phần cơ bản trong hầu hết các máy móc quay, nhưng chúng cũng là điểm hỏng hóc thường gặp. Một vòng bi thông thường bao gồm một vòng ngoài, một vòng trong, một bộ bi hoặc con lăn, và một lồng để duy trì khoảng cách giữa chúng. "Khuyết tật" là một khuyết tật vi mô hoặc vĩ mô, chẳng hạn như vết nứt, vết vỡ hoặc vết rỗ, trên một trong những bề mặt này.

Khi một phần tử lăn đi qua một khuyết tật, nó sẽ tạo ra một tác động nhỏ, tần số cao hay còn gọi là "tiếng tách". Mặc dù một tác động đơn lẻ có năng lượng thấp, nhưng những tác động này xảy ra lặp đi lặp lại. Phân tích rung động có hiệu quả đặc biệt trong việc phát hiện những tác động lặp đi lặp lại, định kỳ này từ rất lâu trước khi ổ trục bắt đầu quá nóng hoặc phát ra tiếng ồn.

2. Bốn tần số lỗi cơ bản

Chìa khóa để chẩn đoán lỗi ổ trục là biết rằng đối với một hình dạng ổ trục và tốc độ quay nhất định, các tác động sẽ xảy ra ở những tần số rất cụ thể và có thể dự đoán được. Những tần số này được gọi là Tần số Lỗi Cơ bản:

• BPFO (Tần suất chuyền bóng, Vòng ngoài): Tốc độ các phần tử lăn đi qua một điểm duy nhất trên vòng ngoài. Đây là tần suất lỗi ổ trục phổ biến nhất.
• BPFI (Tần suất chuyền bóng, Đường đua bên trong): Tốc độ các phần tử lăn đi qua một điểm duy nhất trên vòng trong. Vì vòng trong đang quay, tần số này cao hơn BPFO.
• BSF (Tần số xoáy của bóng): Tần số mà một phần tử lăn quay quanh trục của nó.
• FTF (Tần suất tàu cơ bản): Tần số quay của lồng ổ trục. Đây là tần số rất thấp, thường nhỏ hơn 0,5 lần tốc độ chạy.

Các tần số này có thể được tính toán dựa trên kích thước của ổ trục (chẳng hạn như đường kính bước và đường kính bi) và tốc độ quay của trục. Phần mềm phân tích rung động thường bao gồm một cơ sở dữ liệu lớn về ổ trục và có thể tự động tính toán các tần số này.

3. Lỗi vòng bi xuất hiện như thế nào trong quang phổ

Khi có lỗi ổ trục, tần số lỗi của nó sẽ xuất hiện trong FFT spectrum theo một mô hình đặc trưng:

• Đỉnh tần số cao: Tần số lỗi (ví dụ: BPFO) sẽ xuất hiện dưới dạng đỉnh trong dải tần số cao của quang phổ.
• Sóng hài: Thường sẽ có một số sóng hài (bội số) của tần số lỗi.
• Dải bên: Đây là một dấu hiệu chẩn đoán quan trọng. Đỉnh tần số lỗi ổ trục thường có các dải biên cách nhau 1X tốc độ chạy. Ví dụ, đỉnh BPFO với 1X dải biên là dấu hiệu điển hình của lỗi vòng ngoài. Lỗi vòng trong (BPFI) hầu như luôn có 1X dải biên vì lỗi xoay vào và ra khỏi vùng tải của máy.

Ở giai đoạn đầu, các đỉnh này có thể bị chôn vùi trong nền nhiễu của quang phổ. Đây là lý do tại sao các kỹ thuật chuyên biệt thường được sử dụng để phát hiện.

4. Phân tích phong bì để phát hiện sớm

Phân tích phong bì (còn gọi là giải điều chế) là kỹ thuật mạnh mẽ nhất để phát hiện các khuyết tật ổ trục giai đoạn đầu. Đây là phương pháp xử lý tín hiệu giúp lọc bỏ rung động tần số thấp, năng lượng cao (do mất cân bằng, v.v.) và chỉ tập trung vào các tác động tần số cao, năng lượng thấp do khuyết tật ổ trục tạo ra.

Phổ bao phủ rất “sạch” và hiển thị rõ ràng tần số lỗi ổ trục và sóng hài của chúng, cho phép phát hiện sớm nhiều tháng hoặc thậm chí nhiều năm trước khi ổ trục bị hỏng.

← Quay lại Mục lục chính