روش های نظارت بر شرایط برای عملکرد بهتر بلبرینگ
تکنیک های موثر برای شناسایی عیوب و جلوگیری از خرابی
تخمین زده می شود که خطاهای بلبرینگ حدود نیمی از خرابی های ماشین های الکتریکی را تشکیل می دهند. عواقب خرابی می تواند منجر به خرابی برنامه ریزی نشده، خرابی ماشین آلات، آسیب به تجهیزات و خسارات مالی شود. برای جلوگیری از این امر و اطمینان از عملکرد ثابت، نگهداری موثر بلبرینگ ضروری است. اما وقتی یک ماشین می تواند صدها یاتاقان داشته باشد، چگونه می توان آن را مدیریت کرد؟ در اینجا، کریس جانسون، مدیر عامل تامین کننده بلبرینگ SMB Bearings توضیح می دهد.
از بین صدها بلبرینگ که در ماشینها یافت میشوند، بیشتر آنها از خود ماشین بیشتر عمر میکنند. در واقع، تنها بخش بسیار کوچکی از یاتاقان ها در عمل خراب می شوند. متأسفانه، زمانی که آنها انجام می دهند، تأثیر می تواند قابل توجه باشد. وجود یک استراتژی موثر نظارت بر وضعیت می تواند به کاهش این خطر کمک کند.
تجزیه و تحلیل ارتعاش
مانیتورینگ و تحلیل ارتعاش یکی از رایج ترین روش ها برای اندازه گیری عملکرد یاتاقان و اجرای تعمیر و نگهداری پیش بینی شده است. ماشین آلات سیگنالهای ارتعاشی منتشر میکنند، حرکت و تعامل بین اجزای درون خود یاتاقان. هر گونه تغییر در این سیگنال ها که ناشی از تغییرات در شرایط عملیاتی نباشد، می تواند نشان دهنده مشکل در سلامت دستگاه باشد.
به طور معمول خطا در اجزای متحرک مانند یاتاقان ها مسئول تغییرات سیگنال هستند و این تغییرات را می توان با استفاده از تجهیزاتی مانند شتاب سنج ها و مبدل های سرعت ارتعاش تشخیص داد. این سیگنال های معیوب ممکن است ناشی از نقص هندسی، ناهمواری سطح، روغن کاری نامناسب ، یا آلودگی باشد.
مانیتورینگ ارتعاش یک شکل قابل قبول و قابل اعتماد از نظارت بر وضعیت است که استانداردهایی مانند ISO 10816 برای ارزیابی ارتعاش در دسترس است. هنگامی که به درستی اجرا شود می تواند یک راه بسیار موثر برای تشخیص عیوب بلبرینگ باشد، اما راه اندازی آن می تواند پرهزینه باشد و نیاز به دسترسی مستقیم به دستگاه برای نصب سنسورها دارد.
همچنین ممکن است برای ماشینهای کمسرعت یا محیطهایی با سطوح بالای نویز مناسب نباشد، جایی که سیگنالهای معیوب ممکن است ضعیفتر و تشخیص آن سختتر باشد. این مورد در کاربردهایی مانند توربین ها، موتورها و گیربکس ها مشاهده شده است. برای این موارد، روش های دیگر ممکن است مناسب تر باشد.
انتشار آکوستیک
در محیطهایی با سطوح بالای نویز، تغییرات ارتعاشی فرکانس پایین ناشی از چنین قطعات کوچکی در مقایسه با نویز و سیگنالهای پسزمینه، اغلب غیرقابل تشخیص هستند. با این حال، این نقص ها امواجی را در محدوده فرکانس بالاتر (100 کیلوهرتز) تولید می کنند که به انتشار آکوستیک (AE) معروف است.
این امواج الاستیک گذرا با آزاد شدن انرژی ناشی از نقص در سطح یک ماده یا جزء تولید می شوند. آنها می توانند توسط یاتاقان های معیوب یا آسیب دیده تولید شوند و توسط یک مبدل AE با تداخل کمی از ماشین آلات اطراف جمع آوری شوند. اگرچه این ممکن است کمی پرهزینه تر باشد و سیگنال ها نیاز به تحلیل متخصص دارند، این روش می تواند نسبت سیگنال به نویز بالایی را ارائه دهد و در طیف وسیعی از محیط ها برای نظارت بر وضعیت بلبرینگ استفاده شود.
تجزیه و تحلیل شیمیایی
یاتاقان ها اغلب به روغن و گریس برای روانکاری و اطمینان از عملکردشان متکی هستند. قرار گرفتن در معرض گرما می تواند روان کننده ها را تخریب کند و محصولات جانبی شیمیایی تولید کند. سایش عمومی همچنین می تواند منجر به تولید زباله شود. روغنها و گریسها را میتوان تجزیه و تحلیل کرد تا زبالههای موجود را بررسی کند و مشخص کند که آیا ناشی از سایش است یا خود یاتاقان، که ممکن است نشاندهنده خطای گستردهتری باشد و میتوان از آن برای نظارت بر وضعیت استفاده کرد.
انجام آنالیز شیمیایی روی روغن ها و گریس ها یک راه ساده و موثر برای تشخیص تخریب است، اما این روش برای ماشین های بزرگتر با یاتاقان های روغن کاری مناسب است.
تجزیه و تحلیل دما
استاندارد IEEE 841 موسسه مهندسین برق و الکترونیک بیان می کند که در بار نامی، افزایش دمای بلبرینگ تثبیت شده نباید بیشتر از 45 درجه سانتیگراد باشد. عوامل زیادی می توانند بر افزایش دما تأثیر بگذارند، از جمله تخریب یاتاقان یا روان کننده، سرعت های عملیاتی یا دمای داخل خود موتور.نظارت بر این افزایش دما برای سطوح غیرمعمول می تواند مهندسان را در مورد نقص در یاتاقان هشدار دهد و امکان بررسی را فراهم کند. این روش سنتی و مؤثر است زیرا امکان اندازهگیری کمی پارامترهای خاص را فراهم میکند، اما نیاز به نصب سنسورهای دمایی تعبیهشده دارد.
نظارت بر جریان استاتور
مانیتورینگ جریان اغلب برای اندازهگیری وضعیت یاتاقانها در ماشینهای الکتریکی و موتورها استفاده میشود. یاتاقان معیوب در یک موتور می تواند باعث تغییر در چگالی شار شود که منجر به تغییر جریان استاتور می شود. این تنوع را می توان برای شناسایی عیوب یاتاقان اندازه گیری کرد و اجرای آن بسیار ساده و غیر تهاجمی است.
پارامترهای مورد نیاز را می توان با استفاده از سیستم های موجود در عملیات الکترومکانیکی اندازه گیری کرد، به این معنی که سنسورهای اضافی اغلب لازم نیست و هزینه اجرا کمتر است. در برخی موارد، می توان آن را از راه دور از یک اتاق کنترل انجام داد.
اندازه گیری جریان استاتور همچنین می تواند نمای کلی تری از سلامت دستگاه به جای یاتاقان ها ارائه دهد. محدودیت اصلی این است که نسبت سیگنال به نویز می تواند کم باشد و گاهی اوقات تشخیص امضاها در برخی برنامه ها سخت تر است. اگرچه تحقیقات فرکانسهای مرتبط با خطاهای تک نقطهای را شناسایی کردهاند، مسائل کلیتر مانند زبری به خوبی مشخص نشدهاند، اما به طور کلی این یک روش موثر برای ماشینهای الکتریکی و سیستمهای موتور است.
ترموگرافی مادون قرمز
اندازه گیری انتشار مادون قرمز می تواند بینشی در مورد عملکرد بلبرینگ ارائه دهد. با استفاده از تجهیزات ترموگرافی یا دوربینهای مادون قرمز میتوان انتشار انرژی مادون قرمز را اندازهگیری کرد و مناطقی را که دما در آنها متفاوت است برجسته کرد. روغن کاری نامناسب و سایر خطاهایی که بر سرعت یا بار تأثیر می گذارد می تواند باعث تغییر گرما یا گرمای بیش از حد شود و استفاده از مادون قرمز می تواند به صورت بصری مناطق نگران کننده را شناسایی کند و به مهندسان امکان می دهد مکان دقیق خطای احتمالی را ببینند.
این تکنیک بر نقص تولید گرمای اضافی متکی است، به این معنی که همیشه به اندازه کافی حساس نیست تا مسائل اولیه را تشخیص دهد یا آنهایی که به اندازه کافی شدید نیستند تا انتشارات مادون قرمز ایجاد کنند، اما در بسیاری از موارد امکان تجزیه و تحلیل سریع وضعیت بلبرینگ را فراهم می کند.
با توجه به یاتاقانها که جزء حیاتی بسیاری از ماشینها هستند، نظارت موثر بر وضعیت آنها باید در اولویت هر عملیات صنعتی باشد. بسته به عملیات صنعتی، نوع ماشین آلات مورد استفاده و تجهیزات موجود، تکنیک های زیادی برای رسیدن به این هدف وجود دارد.
بهترین روش برای نظارت بر وضعیت بلبرینگ به خود عملیات بستگی دارد. اجرای یک روش مناسب برای اندازه گیری سلامت یاتاقان ها و شناسایی و شناسایی عیوب قبل از جدی شدن آنها یک راه ارزشمند برای اطمینان از عملکرد بلبرینگ و جلوگیری از خرابی ها، خرابی های پرهزینه و خرابی های برنامه ریزی نشده است.
