Was wissen Sie über die fünf wichtigsten Methoden zur Lagerschadenanalyse und Diagnosetipps? Lassen Sie mich Sie heute dorthin mitnehmen.
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Analyse und Diagnose abnormaler Drehgeräusche
Die Erkennung und Analyse abnormaler Rotationsgeräusche ist eine Analysemethode, die Auskultation verwendet, um den Arbeitsstatus des Lagers zu überwachen. Häufig verwendete Werkzeuge sind lange Schraubendreher mit Holzgriffen oder Hartplastikrohre mit einem Außendurchmesser von etwa 20 mm. Relativ gesehen ist die Verwendung elektronischer Stethoskope zur Überwachung förderlicher für die Verbesserung der Zuverlässigkeit der Überwachung. Wenn sich das Lager im normalen Betriebszustand befindet, läuft es ruhig und zügig ohne Stagnation. Der erzeugte Klang ist harmonisch und rauschfrei. Sie können ein gleichmäßiges und kontinuierliches „Summen“ oder ein leiseres „Summen“ hören. Die durch ungewöhnliche Geräusche erkennbaren Lagerfehler sind wie folgt.
(1) Das Lager gibt ein gleichmäßiges und kontinuierliches „Zischen“ von sich. Dieses Geräusch wird von den im Innen- und Außenring rotierenden Wälzkörpern erzeugt und umfasst unregelmäßige Metallvibrationsgeräusche, die unabhängig von der Geschwindigkeit sind. Im Allgemeinen reicht die Fettmenge im Lager nicht aus und sollte nachgefüllt werden. Wenn die Anlage zu lange stillgelegt wird, insbesondere bei niedrigen Temperaturen im Winter, kommt es im Betrieb manchmal zu einem „zischenden“ Geräusch der Lager, was mit dem geringeren Radialspiel der Lager und dem geringeren Eindringen des Fettes zusammenhängt. Das Lagerspiel sollte entsprechend angepasst und neues Fett mit größerer Eindringtiefe ersetzt werden.
(2) Das Lager gibt ein gleichmäßiges periodisches „Wusch“-Geräusch im kontinuierlichen „Schneebesen“-Geräusch von sich. Dieses Geräusch wird durch Kratzer, Riefen und Rostflecken auf den Wälzkörpern sowie den Innen- und Außenringlaufbahnen verursacht. Die Schallperiode ist proportional zur Drehzahl des Lagers. Lager sollten ausgetauscht werden.
(3) Das Lager gibt unregelmäßige und ungleichmäßige „Chacha“-Geräusche ab. Dieses Geräusch wird durch Eisenspäne, Sand und andere Verunreinigungen verursacht, die in das Lager fallen. Die Intensität des Tons ist gering und hat nichts mit der Anzahl der Umdrehungen zu tun. Lager sollten gereinigt, neu gefettet oder das Öl gewechselt werden.
(4) Das Lager gibt ein kontinuierliches und unregelmäßiges „Rascheln“-Geräusch von sich. Dieses Geräusch hängt im Allgemeinen mit der lockeren Passung zwischen dem Innenring des Lagers und der Welle oder der lockeren Passung zwischen dem Außenring und der Lagerbohrung zusammen. Wenn die Schallintensität hoch ist, sollte die Passung der Lager überprüft und etwaige Probleme rechtzeitig behoben werden.
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Analyse und Diagnose von Schwingungssignalen
Lagervibrationen reagieren sehr empfindlich auf Lagerschäden wie Abblättern, Einkerbungen, Rost, Risse, Verschleiß usw., die sich in den Lager- und Vibrationsmessungen widerspiegeln. Daher kann die Größe der Vibration mithilfe eines speziellen Lagervibrationsmessgeräts (Frequenzanalysator usw.) gemessen und aus der Frequenzverteilung auf die spezifische Anomalie geschlossen werden. Die Messwerte variieren je nach Betriebsbedingungen des Lagers oder der Einbaulage des Sensors. Daher ist es notwendig, die Messwerte jeder Maschine vorab zu analysieren und zu vergleichen, um die Beurteilungskriterien festzulegen.
Es gibt viele Erkennungs- und Diagnosetechnologien für Wälzlagerfehler, wie z. B. Vibrationssignalerkennung, Schmierölanalyse und -erkennung, Temperaturerkennung, Schallemissionserkennung usw. Unter den verschiedenen Diagnosemethoden ist die auf Vibrationssignalen basierende Diagnosetechnologie die am weitesten verbreitete. Diese Technologie wird in zwei Typen unterteilt: einfache Diagnosemethode und präzise Diagnosemethode.
·Eine einfache Diagnose verwendet verschiedene Parameter der Schwingungssignalwellenform, wie z. B. Amplitude, Scheitelfaktor, Scheitelfaktor, Wahrscheinlichkeitsdichte, Kurtosis-Koeffizient usw., sowie verschiedene Demodulationstechniken, um eine vorläufige Beurteilung des Lagers zu treffen und zu bestätigen, ob dies der Fall ist ein Fehler;
·Die Präzisionsdiagnose nutzt verschiedene moderne Signalverarbeitungsverfahren, um die Fehlerart und -ursache des Lagers zu ermitteln, das in der einfachen Diagnose als fehlerhaft angesehen wird.
2.1 Einfache Diagnosemethode
Bei der einfachen Diagnose von Wälzlagern mithilfe von Vibrationen ist es normalerweise erforderlich, den gemessenen Vibrationswert (Spitzenwert, Effektivwert usw.) mit einem bestimmten vorgegebenen Beurteilungsstandard zu vergleichen und festzustellen, ob der gemessene Vibrationswert den Standard überschreitet. Anhand des Grenzwerts wird festgestellt, ob das Lager defekt ist und ob eine weitere genaue Diagnose erforderlich ist.
Die Beurteilungskriterien zur einfachen Diagnose von Wälzlagern lassen sich grob in drei Typen einteilen:
(1) Absoluter Beurteilungsstandard: Es handelt sich um einen absoluten Wert, der zur Beurteilung verwendet wird, ob der gemessene Vibrationswert den Grenzwert überschreitet;
(2) Relativer Beurteilungsstandard: Die Vibration desselben Teils des Lagers wird regelmäßig gemessen und zeitlich verglichen. Als Norm gilt der Schwingwert bei fehlerfreiem Lager. Sie basiert auf dem Verhältnis des tatsächlich gemessenen Schwingungswertes zum Referenzschwingungswert. Kriterien zur Diagnosestellung;
(3) Analogiebeurteilungsstandard: Dabei handelt es sich um einen Standard, der die Schwingungen mehrerer Lager desselben Modells am gleichen Teil unter den gleichen Bedingungen testet und die Schwingungswerte zur Beurteilung miteinander vergleicht.
Der absolute Beurteilungsstandard ist ein Standard, der auf der vorgeschriebenen Erkennungsmethode basiert. Daher muss auf den anwendbaren Frequenzbereich geachtet werden und die Vibrationserkennung muss gemäß der vorgeschriebenen Methode durchgeführt werden. Es gibt keinen absoluten Beurteilungsmaßstab, der für alle Lager gilt. Daher werden im Allgemeinen absolute Beurteilungsstandards, relative Beurteilungsstandards und analoge Beurteilungsstandards verwendet, um genaue und zuverlässige Diagnoseergebnisse zu erhalten.
Die einfache Diagnose umfasst hauptsächlich die folgenden Methoden:
(1) Amplitudenwert-Diagnosemethode
Der hier genannte Amplitudenwert bezieht sich auf den Spitzenwert XP, den Mittelwert
Dies ist die einfachste und am häufigsten verwendete Diagnosemethode, bei der die Diagnose durch Vergleich des gemessenen Amplitudenwerts mit dem in der Beurteilungsnorm angegebenen Wert erfolgt.
·Der Spitzenwert spiegelt die maximale Amplitude zu einem bestimmten Zeitpunkt wider und eignet sich daher für die Fehlerdiagnose mit sofortiger Auswirkung, wie z. B. Oberflächenfraßschäden.
·Die diagnostische Wirkung des Durchschnittswerts ist grundsätzlich dieselbe wie die des Spitzenwerts. Sein Vorteil besteht darin, dass der Erkennungswert stabiler ist als der Spitzenwert, er wird jedoch im Allgemeinen verwendet, wenn die Drehzahl höher ist (z. B. über 300 U/min).
·Der quadratische Mittelwert wird über die Zeit gemittelt und eignet sich daher für die Fehlerdiagnose, bei der sich der Amplitudenwert langsam mit der Zeit ändert, z. B. durch Verschleiß.
(2) Methode zur Wahrscheinlichkeitsdichtediagnose
Die Wahrscheinlichkeitsdichtekurve der Amplitude eines fehlerfreien Wälzlagers ist eine typische Normalverteilungskurve; Sobald jedoch ein Fehler auftritt, kann die Wahrscheinlichkeitsdichtekurve verzerrt oder gestreut sein.
(3) Diagnosemethode des Kurtosis-Koeffizienten
Ein fehlerfreies Lager, dessen Amplitude das Normalverteilungsgesetz erfüllt, hat einen Kurtosis-Wert von etwa 3. Mit dem Auftreten und der Entwicklung von Fehlern weist der Kurtosis-Wert einen ähnlichen Änderungstrend auf wie der Scheitelfaktor. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass sie nichts mit der Drehzahl, Größe und Belastung des Lagers zu tun hat und sich hauptsächlich zur Diagnose von Lochfraßfehlern eignet.
(4) Formfaktor-Diagnosemethode
Der Crest-Faktor ist definiert als das Verhältnis von Spitze zu Durchschnitt (XP/X). Dieser Wert ist auch einer der wirksamen Indikatoren zur einfachen Diagnose von Wälzlagern.
(5) Crest-Faktor-Diagnosemethode
Der Crest-Faktor ist definiert als das Verhältnis des Spitzenwerts zum quadratischen Mittelwert (XP/Xrms). Der Vorteil dieses Werts für die einfache Diagnose von Wälzlagern besteht darin, dass er weder von der Lagergröße, Geschwindigkeit und Belastung noch von Änderungen der Empfindlichkeit primärer und sekundärer Instrumente wie Sensoren und Verstärker beeinflusst wird. Dieser Wert eignet sich zur Diagnose von Lochfraßfehlern. Durch die Überwachung des sich ändernden Trends der XP/Xrms-Werte im Laufe der Zeit können Wälzlagerfehler frühzeitig effektiv vorhergesagt und die Entwicklung und sich ändernde Trends von Fehlern reflektiert werden.
·Wenn das Wälzlager keinen Fehler aufweist, ist XP/Xrms ein kleiner stabiler Wert;
·Wenn das Lager beschädigt ist, wird ein Aufprallsignal erzeugt und der Vibrationsspitzenwert wird deutlich ansteigen, aber der quadratische Mittelwert wird zu diesem Zeitpunkt nicht wesentlich ansteigen, sodass XP/Xrms zunimmt;
·Wenn sich der Fehler weiter ausdehnt und der Spitzenwert allmählich den Grenzwert erreicht, beginnt der quadratische Mittelwert zu steigen und XP/Xrms nimmt allmählich ab, bis er wieder die Größe ohne Fehler erreicht.
2.2 Präzisionsdiagnosemethode
Die Schwingungsfrequenzkomponenten von Wälzlagern sind sehr umfangreich und umfassen sowohl Niederfrequenzkomponenten als auch Hochfrequenzkomponenten, und jeder spezifische Fehler entspricht einer bestimmten Frequenzkomponente. Die Aufgabe der Präzisionsdiagnose besteht darin, bestimmte Frequenzkomponenten durch geeignete Signalverarbeitungsmethoden zu trennen, um das Vorhandensein spezifischer Fehler anzuzeigen. Zu den häufig verwendeten Präzisionsdiagnostika gehören die folgenden.
(1) Methode zur Analyse von Niederfrequenzsignalen
Unter niederfrequenten Signalen versteht man Schwingungen mit Frequenzen unter 8 kHz. Zur Schwingungsmessung von Wälzlagern werden in der Regel Beschleunigungssensoren eingesetzt, bei niederfrequenten Signalen wird jedoch die Schwingungsgeschwindigkeit analysiert. Daher muss das Beschleunigungssignal nach Durchlaufen eines Ladungsverstärkers von einem Integrator in ein Geschwindigkeitssignal umgewandelt werden und anschließend einen Tiefpassfilter mit einer oberen Grenzfrequenz von 8 kHz durchlaufen, um das Hochfrequenzsignal zu entfernen. Abschließend muss die Frequenzkomponente analysiert werden, um die charakteristische Frequenz des Signals zu ermitteln. Diagnose.
(2) Analysemethode zur Demodulation von Mittel- und Hochfrequenzsignalen
Der Frequenzbereich des Zwischenfrequenzsignals beträgt 8 bis 20 kHz und der Frequenzbereich des Hochfrequenzsignals beträgt 20 bis 80 kHz. Da die Beschleunigung direkt auf mittel- und hochfrequente Signale analysiert werden kann, wird das niederfrequente Signal nach dem Durchgang des Sensorsignals durch den Ladungsverstärker direkt durch einen Hochpassfilter entfernt, dann demoduliert und schließlich eine Frequenzanalyse durchgeführt Finden Sie die charakteristische Frequenz des Signals.
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Analyse und Diagnose der Lagertemperatur
Die Temperatur des Lagers lässt sich im Allgemeinen anhand der Temperatur außerhalb der Lagerkammer abschätzen. Sinnvoller ist es, wenn die Ölbohrung zur direkten Messung der Temperatur des Lageraußenrings genutzt werden kann. Normalerweise beginnt die Temperatur des Lagers im Laufe des Betriebs langsam anzusteigen und erreicht nach 1 bis 2 Stunden einen stabilen Zustand. Die normale Temperatur der Lager variiert je nach Wärmekapazität, Wärmeableitung, Drehzahl und Belastung der Maschine. Bei unsachgemäßer Schmierung und Montage steigt die Lagertemperatur stark an und es treten ungewöhnlich hohe Temperaturen auf. Zu diesem Zeitpunkt muss der Betrieb gestoppt und die erforderlichen vorbeugenden Maßnahmen ergriffen werden.
Hohe Temperaturen weisen häufig darauf hin, dass sich das Lager in einem abnormalen Zustand befindet. Hohe Temperaturen sind auch schädlich für Lagerschmierstoffe. Manchmal ist eine Überhitzung des Lagers auf das Schmiermittel des Lagers zurückzuführen. Wenn das Lager über einen längeren Zeitraum kontinuierlich bei einer Temperatur über 125 Grad gedreht wird, verringert sich die Lebensdauer des Lagers. Ursachen für Hochtemperaturlager sind: unzureichende oder übermäßige Schmierung, Verunreinigungen im Schmierstoff, übermäßige Belastung, Lagerschäden, unzureichendes Spiel, hohe Reibung durch Wellendichtringe usw.
Daher ist eine kontinuierliche Überwachung der Lagertemperatur erforderlich, unabhängig davon, ob das Lager selbst oder andere wichtige Teile gemessen werden. Bei unveränderten Betriebsbedingungen kann jede Temperaturänderung auf eine Fehlfunktion hinweisen. Die regelmäßige Messung der Lagertemperatur kann mithilfe eines Thermometers erfolgen, beispielsweise des SKF-Digitalthermometers, das die Lagertemperatur genau messen und in Grad oder Fahrenheit anzeigen kann. Aufgrund der Bedeutung von Lagern führt eine Beschädigung dazu, dass die Anlage abschaltet. Daher ist es am besten, solche Lager mit Temperaturdetektoren auszustatten. Unter normalen Umständen kommt es bei Lagern unmittelbar nach der Schmierung oder Nachschmierung zu einem natürlichen Temperaturanstieg, der ein bis zwei Tage anhält.
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Schmierstoffanalyse und -diagnose
Die Schmierstoffanalysemethode nutzt die Ferrographie-Analysetechnologie, eine Methode, die sich besonders zur Identifizierung und Vorhersage von Rollermüdung eignet.
Ein Teil des Schmieröls des Wälzlagers wird als Ölprobe entnommen, und ein Magnetfeld mit hohem Gradienten wird verwendet, um zu bewirken, dass sich die festen Fremdstoffe, die in der durch das Magnetfeld fließenden Ölprobe enthalten sind, proportional auf der Glasscheibe ablagern auf seine Größe, so dass Form, Größe, Farbe und Material der Fremdkörperpartikel beobachtet werden können. So lässt sich die Art des Verschleißes eindeutig erkennen, der Betriebszustand der Maschine vorhersagen und versteckte Gefahren rechtzeitig erkennen. Grundsätzlich dient die Ferrographie-Technologie hauptsächlich der Identifizierung starker Magnete wie Stahl, verfügt aber auch über hervorragende Identifizierungsfähigkeiten für Nichteisenmetalle wie Kupfer, Sand, organische Stoffe, Dichtungsreste und andere Fremdstoffe.
Wenn in der Ölprobe stahlähnliche kugelförmige Partikel mit einem Durchmesser von 1 bis 5 μm auftauchen, ist es sicher, dass das Lager begonnen hat, Ermüdungsmikrorisse zu entwickeln. Wenn in der Ölprobe ermüdungsabplatzende Partikel mit einem Verhältnis von Länge zu Dicke von 10:1 auftreten und die Länge mehr als 10 μm beträgt, hat ein abnormaler Ermüdungsverschleiß im Lager begonnen. Wenn die Länge mehr als 100 μm beträgt, ist das Lager ausgefallen.
Bei der dritten Art von Ermüdungsabfällen handelt es sich um Ermüdungsflocken mit einem Verhältnis von Länge zu Dicke von 30:1 und einer Länge von 20 bis 50 μm, wobei die Flocken häufig Hohlräume enthalten. Bei einsetzender Ermüdung nimmt die Anzahl solcher Flocken deutlich zu, was zusammen mit kugelförmigen Partikeln ein Zeichen für beginnende Ermüdung sein kann.
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Erkennung akustischer Emissionen
Das Prinzip der Technologie zur Erkennung akustischer Emissionen besteht darin, dass bei Verformung oder Rissbildung eines Materials aufgrund äußerer oder innerer Kräfte das Phänomen der Freisetzung von Spannungsenergie in Form elastischer Wellen als akustische Emission bezeichnet wird.
Die Technologie, bei der mithilfe von Instrumenten Schallemissionssignale erfasst und analysiert werden und anhand der Schallemissionssignale auf die Quelle der Schallemission geschlossen wird, wird als Schallemissionserkennungstechnologie bezeichnet. Es nutzt das Phänomen, dass die Partikel im Inneren des Materials aufgrund der Relativbewegung Spannungsenergie in Form von elastischen Wellen freisetzen, um das Material zu identifizieren und zu verstehen. oder den internen Zustand strukturieren.
Akustische Emissionssignale umfassen den Burst-Typ und den kontinuierlichen Typ. Das Burst-Akustikemissionssignal besteht aus Impulsen, die sich vom Hintergrundrauschen unterscheiden und zeitlich getrennt werden können; die einzelnen Impulse des kontinuierlichen Schallemissionssignals sind nicht unterscheidbar. Tatsächlich bestehen kontinuierliche akustische Emissionssignale auch aus einer großen Anzahl kleiner Burst-Signale, sind jedoch zu dicht, um unterschieden zu werden.
Wenn Wälzlager nicht ordnungsgemäß funktionieren, können sowohl plötzliche als auch kontinuierliche akustische Emissionssignale erzeugt werden. Die relative Bewegung zwischen den Kontaktflächen der Lagerkomponenten (Innenring, Außenring, Wälzkörper und Käfig), die durch Reibung verursachte Hertzsche Kontaktspannung sowie Oberflächenrisse, Verschleiß, Vertiefungen usw., die durch Ausfall, Überlast usw. verursacht werden. Fehler wie Rillenbildung, Okklusion, Oberflächenrauheit aufgrund schlechter Schmierung, harte Oberflächenkanten aufgrund von Schmierpartikeln und Lochfraß durch Stromfluss durch das Lager führen zu plötzlichen akustischen Emissionssignalen.
Kontinuierliche Schallemissionssignale entstehen hauptsächlich durch globale Ausfälle, die durch oxidativen Verschleiß an der Lageroberfläche verursacht werden, der durch schlechte Schmierung (z. B. Versagen des Schmierölfilms, Eindringen von Verunreinigungen in das Fett), übermäßige Temperaturen und häufige lokale Ausfälle der Lager verursacht wird. Diese Faktoren verursachen in kurzer Zeit eine große Anzahl plötzlicher Schallemissionsereignisse und erzeugen so kontinuierliche Schallemissionssignale.
Während des Betriebs eines Wälzlagers führt sein Versagen (sei es eine Oberflächenbeschädigung, ein Riss oder ein Verschleißversagen) zu elastischen Stößen auf die Kontaktfläche und erzeugt ein akustisches Emissionssignal. Dieses Signal enthält umfassende Reibungsinformationen, sodass die akustische Emission zur Überwachung und Diagnose von Wälzlagern verwendet werden kann.
