Bạn biết gì về năm phương pháp chính để phân tích hư hỏng vòng bi và mẹo chẩn đoán? Để hôm nay tôi dẫn bạn đi xem nhé.
01
Phân tích và chẩn đoán âm thanh quay bất thường
Phát hiện và phân tích âm thanh quay bất thường là phương pháp phân tích sử dụng phương pháp nghe tim thai để theo dõi trạng thái làm việc của ổ trục. Dụng cụ thường được sử dụng là tua vít dài có tay cầm bằng gỗ hoặc ống nhựa cứng có đường kính ngoài khoảng 20mm. Nói một cách tương đối, sử dụng ống nghe điện tử để theo dõi sẽ có lợi hơn trong việc cải thiện độ tin cậy của việc theo dõi. Khi ổ trục ở trạng thái hoạt động bình thường, nó chạy êm và nhanh, không bị ì. Âm thanh phát ra hài hòa và không bị rè. Bạn có thể nghe thấy âm thanh "ù ù" đồng đều và liên tục hoặc âm thanh "ù ù" thấp hơn. Các lỗi vòng bi được phản ánh bởi âm thanh bất thường như sau.
(1) Ổ trục phát ra âm thanh "rít" đều và liên tục. Âm thanh này được tạo ra bởi các phần tử lăn quay ở vòng trong và vòng ngoài, đồng thời bao gồm các âm thanh rung động không đều của kim loại không phụ thuộc vào tốc độ. Nói chung, lượng dầu mỡ trong ổ trục không đủ và cần được bổ sung. Nếu thiết bị ngừng hoạt động quá lâu, đặc biệt là ở nhiệt độ thấp vào mùa đông, vòng bi đôi khi sẽ phát ra âm thanh "xèo xèo" trong quá trình hoạt động, điều này liên quan đến khe hở xuyên tâm của vòng bi nhỏ hơn và khả năng thẩm thấu của dầu mỡ nhỏ hơn. Khe hở vòng bi phải được điều chỉnh phù hợp và thay thế mỡ mới có độ xuyên thấu lớn hơn.
(2) Ổ trục phát ra âm thanh "vù" định kỳ đều đặn trong âm thanh "vù" liên tục. Âm thanh này được tạo ra bởi các vết xước, rãnh và vết rỉ sét trên các con lăn cũng như các rãnh của vòng trong và vòng ngoài. Chu kỳ của âm thanh tỷ lệ thuận với tốc độ quay của ổ trục. Vòng bi nên được thay thế.
(3) Ổ trục phát ra âm thanh “chacha” không đều và không đều. Âm thanh này được tạo ra bởi mạt sắt, cát và các tạp chất khác rơi vào ổ trục. Cường độ của âm thanh nhỏ và không liên quan gì đến số vòng quay. Vòng bi nên được làm sạch, bôi trơn lại hoặc thay dầu.
(4) Ổ trục phát ra âm thanh "xào xạc" liên tục và không đều. Âm thanh này thường liên quan đến sự ăn khớp lỏng lẻo giữa vòng trong của ổ trục và trục hoặc sự ăn khớp lỏng lẻo giữa vòng ngoài và lỗ ổ trục. Khi cường độ âm thanh cao, cần kiểm tra mối quan hệ phù hợp của vòng bi và mọi vấn đề cần được khắc phục kịp thời.
02
Phân tích và chẩn đoán tín hiệu rung
Độ rung của ổ trục rất nhạy cảm với hư hỏng ổ trục, chẳng hạn như bong tróc, lõm, rỉ sét, nứt, mài mòn, v.v., những điều này sẽ được phản ánh trong các phép đo ổ trục và độ rung. Do đó, kích thước của rung động có thể được đo bằng cách sử dụng thiết bị đo rung động ổ trục đặc biệt (máy phân tích tần số, v.v.) và sự bất thường cụ thể có thể được suy ra từ phân bố tần số. Các giá trị đo được khác nhau tùy thuộc vào điều kiện hoạt động của ổ trục hoặc vị trí lắp đặt cảm biến. Vì vậy, cần phải phân tích, so sánh trước các giá trị đo được của từng máy để xác định tiêu chí phán đoán.
Có nhiều công nghệ phát hiện và chẩn đoán lỗi ổ lăn, chẳng hạn như phát hiện tín hiệu rung, phân tích và phát hiện dầu bôi trơn, phát hiện nhiệt độ, phát hiện âm thanh, v.v. Trong số các phương pháp chẩn đoán khác nhau, công nghệ chẩn đoán dựa trên tín hiệu rung được sử dụng rộng rãi nhất. Công nghệ này được chia thành hai loại: phương pháp chẩn đoán đơn giản và phương pháp chẩn đoán chính xác.
·Chẩn đoán đơn giản sử dụng các thông số khác nhau của dạng sóng tín hiệu rung, chẳng hạn như biên độ, hệ số đỉnh, hệ số đỉnh, mật độ xác suất, hệ số kurtosis, v.v., cũng như các kỹ thuật giải điều chế khác nhau để đưa ra phán đoán sơ bộ về ổ trục nhằm xác nhận xem có một lỗi;
·Chẩn đoán chính xác sử dụng nhiều phương pháp xử lý tín hiệu hiện đại khác nhau để xác định loại lỗi và nguyên nhân của ổ trục được coi là lỗi trong chẩn đoán đơn giản.
2.1 Phương pháp chẩn đoán đơn giản
Trong quá trình chẩn đoán đơn giản vòng bi lăn bằng rung, thường cần so sánh giá trị rung đo được (giá trị đỉnh, giá trị hiệu dụng, v.v.) với một tiêu chuẩn đánh giá được xác định trước nhất định và xác định xem giá trị rung đo được có vượt quá tiêu chuẩn hay không. Giới hạn này được sử dụng để xác định xem ổ trục có bị lỗi hay không và có cần chẩn đoán chính xác hơn nữa hay không.
Các tiêu chí đánh giá được sử dụng để chẩn đoán đơn giản vòng bi có thể được chia thành ba loại:
(1) Chuẩn phán đoán tuyệt đối: Là giá trị tuyệt đối dùng để đánh giá xem giá trị rung động đo được có vượt quá giới hạn hay không;
(2) Tiêu chuẩn đánh giá tương đối: Độ rung của cùng một bộ phận ổ trục được đo thường xuyên và so sánh theo thời gian. Giá trị rung khi ổ trục không có lỗi được sử dụng làm tiêu chuẩn. Nó dựa trên tỷ lệ giữa giá trị rung đo được thực tế và giá trị rung tham chiếu. tiêu chí để chẩn đoán;
(3) Tiêu chuẩn phán đoán tương tự: Đây là tiêu chuẩn kiểm tra độ rung của một số vòng bi của cùng một kiểu máy ở cùng một bộ phận trong cùng điều kiện và so sánh các giá trị rung động với nhau để đưa ra phán đoán.
Tiêu chuẩn phán đoán tuyệt đối là tiêu chuẩn được thiết lập dựa trên phương pháp phát hiện quy định nên phải chú ý đến dải tần áp dụng của nó và việc phát hiện rung động phải được thực hiện theo phương pháp quy định. Không có tiêu chuẩn đánh giá tuyệt đối nào áp dụng cho tất cả các vòng bi. Do đó, các tiêu chuẩn phán đoán tuyệt đối, tiêu chuẩn phán đoán tương đối và tiêu chuẩn phán đoán tương tự thường được sử dụng để có được kết quả chẩn đoán chính xác và đáng tin cậy.
Chẩn đoán đơn giản chủ yếu bao gồm các phương pháp sau:
(1) Phương pháp chẩn đoán giá trị biên độ
Giá trị biên độ được đề cập ở đây đề cập đến giá trị đỉnh XP, giá trị trung bình
Đây là phương pháp chẩn đoán đơn giản và được sử dụng phổ biến nhất, được chẩn đoán bằng cách so sánh giá trị biên độ đo được với giá trị được đưa ra trong tiêu chuẩn phán đoán.
·Giá trị cực đại phản ánh biên độ cực đại tại một thời điểm nhất định nên phù hợp để chẩn đoán lỗi có tác động tức thời như hư hỏng rỗ trên bề mặt.
·Hiệu quả chẩn đoán của giá trị trung bình về cơ bản giống như giá trị đỉnh. Ưu điểm của nó là giá trị phát hiện ổn định hơn giá trị cực đại, nhưng nó thường được sử dụng khi tốc độ quay cao hơn (chẳng hạn như trên 300 vòng/phút).
·Giá trị bình phương trung bình gốc được tính trung bình theo thời gian, do đó nó phù hợp để chẩn đoán lỗi khi giá trị biên độ thay đổi chậm theo thời gian, chẳng hạn như hao mòn.
(2) Phương pháp chẩn đoán mật độ xác suất
Đường cong mật độ xác suất của biên độ của ổ lăn không có lỗi là đường cong phân bố chuẩn điển hình; nhưng một khi xảy ra lỗi, đường cong mật độ xác suất có thể bị lệch hoặc bị phân tán.
(3) Phương pháp chẩn đoán hệ số nhọn
Một ổ trục không có lỗi có biên độ thỏa mãn quy luật phân bố chuẩn có giá trị độ nhọn xấp xỉ bằng 3. Với sự xuất hiện và phát triển của lỗi, giá trị độ nhọn có xu hướng thay đổi tương tự như hệ số đỉnh. Ưu điểm của phương pháp này là không liên quan gì đến tốc độ quay, kích thước và tải trọng của ổ trục mà chủ yếu phù hợp để chẩn đoán các lỗi ăn mòn rỗ.
(4) Phương pháp chẩn đoán yếu tố hình thức
Hệ số đỉnh được định nghĩa là tỷ số giữa đỉnh và trung bình (XP/X). Giá trị này cũng là một trong những chỉ số hữu hiệu để chẩn đoán đơn giản ổ lăn.
(5) Phương pháp chẩn đoán yếu tố đỉnh
Hệ số đỉnh được định nghĩa là tỷ lệ giữa giá trị đỉnh và giá trị bình phương trung bình gốc (XP/Xrms). Ưu điểm của giá trị này để chẩn đoán đơn giản ổ lăn là nó không bị ảnh hưởng bởi kích thước, tốc độ và tải trọng của ổ lăn, cũng như không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi về độ nhạy của các thiết bị chính và phụ như cảm biến và bộ khuếch đại. Giá trị này phù hợp để chẩn đoán lỗi ăn mòn rỗ. Bằng cách theo dõi xu hướng thay đổi của các giá trị XP/Xrms theo thời gian, các lỗi ổ lăn có thể được dự đoán sớm một cách hiệu quả và có thể phản ánh được sự phát triển cũng như xu hướng thay đổi của lỗi.
·Khi ổ lăn không có lỗi, XP/Xrms là giá trị ổn định nhỏ;
·Khi ổ trục bị hỏng, tín hiệu tác động sẽ được tạo ra và giá trị đỉnh rung sẽ tăng đáng kể, nhưng giá trị bình phương trung bình gốc sẽ không tăng đáng kể vào thời điểm này, do đó XP/Xrms tăng;
·Khi lỗi tiếp tục mở rộng và giá trị cực đại dần dần đạt đến giá trị giới hạn, giá trị bình phương trung bình gốc bắt đầu tăng và XP/Xrms giảm dần cho đến khi trở về kích thước không có lỗi.
2.2 Phương pháp chẩn đoán chính xác
Các thành phần tần số rung của ổ lăn rất phong phú, bao gồm cả thành phần tần số thấp và thành phần tần số cao, mỗi lỗi cụ thể tương ứng với một thành phần tần số cụ thể. Nhiệm vụ của chẩn đoán chính xác là tách các thành phần tần số cụ thể thông qua các phương pháp xử lý tín hiệu thích hợp để chỉ ra sự tồn tại của các lỗi cụ thể. Chẩn đoán chính xác thường được sử dụng bao gồm những điều sau đây.
(1) Phương pháp phân tích tín hiệu tần số thấp
Tín hiệu tần số thấp đề cập đến các rung động có tần số dưới 8kHz. Nói chung, cảm biến gia tốc được sử dụng để đo độ rung của ổ lăn, nhưng tốc độ rung được phân tích cho các tín hiệu tần số thấp. Do đó, tín hiệu gia tốc phải được bộ tích hợp chuyển đổi thành tín hiệu tốc độ sau khi đi qua bộ khuếch đại điện tích, sau đó đi qua bộ lọc thông thấp có tần số cắt trên là 8 kHz để loại bỏ tín hiệu tần số cao. Cuối cùng, thành phần tần số phải được phân tích để tìm ra tần số đặc trưng của tín hiệu. chẩn đoán.
(2) Phương pháp phân tích giải điều chế tín hiệu tần số trung và cao
Dải tần của tín hiệu tần số trung gian là 8 ~ 20kHz và dải tần của tín hiệu tần số cao là 20 ~ 80kHz. Do khả năng tăng tốc có thể được phân tích trực tiếp đối với các tín hiệu tần số trung và cao, nên sau khi tín hiệu cảm biến đi qua bộ khuếch đại điện tích, tín hiệu tần số thấp sẽ được loại bỏ trực tiếp bằng bộ lọc thông cao, sau đó được giải điều chế và cuối cùng là thực hiện phân tích tần số để tìm tần số đặc trưng của tín hiệu
03
Phân tích và chẩn đoán nhiệt độ vòng bi
Nhiệt độ của ổ trục thường có thể được ước tính từ nhiệt độ bên ngoài buồng ổ trục. Sẽ thích hợp hơn nếu lỗ dầu có thể được sử dụng để đo trực tiếp nhiệt độ của vòng ngoài ổ trục. Thông thường, nhiệt độ của ổ trục bắt đầu tăng chậm khi ổ trục hoạt động và đạt trạng thái ổn định sau 1 đến 2 giờ. Nhiệt độ bình thường của vòng bi thay đổi tùy thuộc vào công suất nhiệt, khả năng tản nhiệt, tốc độ quay và tải trọng của máy. Nếu việc bôi trơn và lắp đặt không đúng cách, nhiệt độ vòng bi sẽ tăng mạnh và xảy ra nhiệt độ cao bất thường. Lúc này, phải dừng hoạt động và thực hiện các biện pháp phòng ngừa cần thiết.
Nhiệt độ cao thường cho thấy ổ trục đang ở tình trạng bất thường. Nhiệt độ cao cũng có hại cho chất bôi trơn ổ trục. Đôi khi ổ trục quá nóng có thể là do chất bôi trơn của ổ trục. Nếu ổ trục được quay liên tục trong thời gian dài ở nhiệt độ vượt quá 125 độ thì tuổi thọ của ổ trục sẽ giảm. Nguyên nhân của vòng bi nhiệt độ cao bao gồm: bôi trơn không đủ hoặc quá mức, tạp chất trong chất bôi trơn, tải quá mức, hư hỏng vòng bi, khe hở không đủ, ma sát cao do phớt dầu, v.v.
Do đó, việc theo dõi liên tục nhiệt độ ổ trục là cần thiết, cho dù đo chính ổ trục hay các bộ phận quan trọng khác. Nếu điều kiện vận hành không thay đổi, bất kỳ sự thay đổi nhiệt độ nào cũng có thể chỉ ra sự cố. Việc đo nhiệt độ vòng bi thường xuyên có thể được thực hiện với sự trợ giúp của nhiệt kế, chẳng hạn như nhiệt kế kỹ thuật số SKF, có thể đo chính xác nhiệt độ vòng bi và hiển thị nhiệt độ theo đơn vị độ hoặc Fahrenheit. Tầm quan trọng của vòng bi có nghĩa là khi chúng bị hư hỏng sẽ khiến thiết bị ngừng hoạt động. Vì vậy, tốt nhất những vòng bi như vậy nên được trang bị đầu dò nhiệt độ. Trong trường hợp bình thường, vòng bi sẽ tăng nhiệt độ tự nhiên ngay sau khi bôi trơn hoặc tái bôi trơn kéo dài trong một hoặc hai ngày.
04
Phân tích và chẩn đoán dầu bôi trơn
Phương pháp phân tích chất bôi trơn sử dụng công nghệ phân tích ferrography, đây là phương pháp đặc biệt phù hợp để xác định và dự đoán độ mỏi khi lăn.
Một phần dầu bôi trơn của ổ lăn được chiết ra dưới dạng mẫu dầu và từ trường có độ dốc cao được sử dụng để làm cho vật chất rắn lạ có trong mẫu dầu chảy qua từ trường lắng đọng trên tấm kính theo tỷ lệ theo kích thước của nó để có thể quan sát được hình dạng, kích thước, màu sắc và vật liệu của các hạt vật chất lạ. , để có thể xác định rõ ràng loại hao mòn, dự đoán được trạng thái vận hành của máy, kịp thời phát hiện những nguy hiểm tiềm ẩn. Về nguyên tắc, công nghệ ferrography chủ yếu nhằm mục đích xác định các nam châm mạnh như thép, nhưng nó cũng có khả năng nhận dạng tuyệt vời đối với các kim loại màu như đồng, cát, chất hữu cơ, mảnh vụn bịt kín và các chất lạ khác.
Khi các hạt hình cầu giống như thép có đường kính từ 1 đến 5 μm xuất hiện trong mẫu dầu, chắc chắn ổ trục đã bắt đầu phát triển các vết nứt vi mô do mỏi. Khi các hạt nứt do mỏi có tỷ lệ chiều dài và độ dày 10: 1 xuất hiện trong mẫu dầu và chiều dài lớn hơn 10 μm, độ mòn mỏi bất thường ở ổ trục đã bắt đầu. Khi chiều dài lớn hơn 100 μm, ổ trục đã bị hỏng.
Loại mảnh vụn mỏi thứ ba là mảnh vụn mỏi có tỷ lệ chiều dài trên chiều dày là 30:1, chiều dài từ 20 đến 50 μm và mảnh vụn thường chứa các lỗ rỗng. Khi bắt đầu mệt mỏi, số lượng vảy như vậy sẽ tăng lên đáng kể, cùng với các hạt hình cầu có thể là dấu hiệu của sự bắt đầu mệt mỏi.
05
Phát hiện phát xạ âm thanh
Nguyên lý của công nghệ phát hiện phát xạ âm là khi vật liệu bị biến dạng hoặc nứt do ngoại lực hoặc nội lực, hiện tượng giải phóng năng lượng biến dạng dưới dạng sóng đàn hồi được gọi là phát xạ âm.
Công nghệ sử dụng các thiết bị để phát hiện và phân tích tín hiệu phát âm và sử dụng tín hiệu phát âm để suy ra nguồn phát âm được gọi là công nghệ phát hiện phát âm. Nó sử dụng hiện tượng các hạt bên trong vật liệu giải phóng năng lượng biến dạng dưới dạng sóng đàn hồi do chuyển động tương đối để xác định và hiểu vật liệu. hoặc cấu trúc trạng thái bên trong.
Tín hiệu phát ra âm thanh bao gồm loại nổ và loại liên tục. Tín hiệu phát xạ âm nổ bao gồm các xung khác với nhiễu nền và có thể được phân tách theo thời gian; các xung đơn của tín hiệu phát âm liên tục không thể phân biệt được. Trên thực tế, các tín hiệu phát âm liên tục cũng bao gồm một số lượng lớn các tín hiệu nổ nhỏ, nhưng chúng quá dày đặc để có thể phân biệt được.
Khi vòng bi lăn không hoạt động bình thường, cả tín hiệu phát ra âm thanh đột ngột và liên tục có thể được tạo ra. Chuyển động tương đối giữa các bề mặt tiếp xúc của các bộ phận ổ trục (vòng trong, vòng ngoài, con lăn và lồng), ứng suất tiếp xúc Hertzian do ma sát và các vết nứt bề mặt, mài mòn, vết lõm, v.v. do hỏng hóc, quá tải, v.v. Các hư hỏng như rãnh, tắc, nhám bề mặt do bôi trơn kém, các cạnh cứng bề mặt do các hạt nhiễm bẩn bôi trơn và ăn mòn rỗ do dòng điện đi qua ổ trục đều sẽ tạo ra tín hiệu phát âm thanh đột ngột.
Tín hiệu phát âm liên tục chủ yếu đến từ các hỏng hóc toàn cầu do mài mòn oxy hóa trên bề mặt ổ trục do bôi trơn kém (như hỏng màng dầu bôi trơn, thấm chất gây ô nhiễm trong dầu mỡ), nhiệt độ quá cao và hỏng hóc cục bộ thường xuyên của vòng bi. Những yếu tố này gây ra một số lượng lớn các sự kiện phát ra âm thanh đột ngột trong một khoảng thời gian ngắn, do đó tạo ra các tín hiệu phát ra âm thanh liên tục.
Trong quá trình vận hành ổ lăn, nếu ổ lăn bị hỏng (dù là hư hỏng bề mặt, nứt hay mòn) sẽ gây ra tác động đàn hồi lên bề mặt tiếp xúc và tạo ra tín hiệu phát âm. Tín hiệu này chứa thông tin ma sát phong phú, do đó, phát ra âm thanh có thể được sử dụng để giám sát và chẩn đoán vòng bi lăn.
