¿Qué sabe acerca de los cinco métodos principales de análisis de fallas de rodamientos y consejos de diagnóstico? Déjame llevarte a verlo hoy.
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Análisis y diagnóstico de sonidos giratorios anormales.
La detección y análisis del sonido de rotación anormal es un método de análisis que utiliza la auscultación para monitorear el estado de funcionamiento del rodamiento. Las herramientas más utilizadas son destornilladores largos con mangos de madera o tubos de plástico duro con un diámetro exterior de unos 20 mm. En términos relativos, el uso de estetoscopios electrónicos para el seguimiento es más propicio para mejorar la confiabilidad del seguimiento. Cuando el rodamiento está en condiciones normales de funcionamiento, funciona suave y rápidamente sin estancarse. El sonido producido es armonioso y libre de ruidos. Puede escuchar un "zumbido" uniforme y continuo, o un "zumbido" más bajo. Las fallas de los rodamientos reflejadas por sonidos anormales son las siguientes.
(1) El rodamiento emite un "silbido" uniforme y continuo. Este sonido es generado por los elementos rodantes que giran en los anillos interior y exterior, e incluye sonidos de vibraciones metálicas irregulares que son independientes de la velocidad. Generalmente, la cantidad de grasa en el rodamiento es insuficiente y se debe reponer. Si el equipo está parado durante demasiado tiempo, especialmente a bajas temperaturas en invierno, los cojinetes a veces emitirán un sonido de "chisporroteo" durante el funcionamiento, lo que está relacionado con el menor juego radial de los cojinetes y la menor penetración de la grasa. La holgura del rodamiento se debe ajustar adecuadamente y se debe reemplazar grasa nueva con mayor penetración.
(2) El rodamiento emite un sonido de "silbido" periódico uniforme en el sonido de "batido" continuo. Este sonido es causado por rayones, ranuras y manchas de óxido en los elementos rodantes y en las pistas de rodadura de los anillos interior y exterior. El período del sonido es proporcional a la velocidad de rotación del rodamiento. Se deben reemplazar los rodamientos.
(3) El rodamiento emite un sonido "chacha" irregular y desigual. Este sonido es causado por limaduras de hierro, arena y otras impurezas que caen dentro del rodamiento. La intensidad del sonido es pequeña y no tiene nada que ver con el número de revoluciones. Los rodamientos deben limpiarse, engrasarse o cambiarse el aceite.
(4) El rodamiento emite un "crujido" continuo e irregular. Este sonido generalmente está relacionado con el ajuste flojo entre el aro interior del rodamiento y el eje o el ajuste flojo entre el aro exterior y el orificio del rodamiento. Cuando la intensidad del sonido es alta, se debe verificar la relación de coincidencia de los rodamientos y reparar cualquier problema a tiempo.
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Análisis y diagnóstico de señales de vibración.
La vibración de los rodamientos es muy sensible a los daños en los rodamientos, como peladuras, hendiduras, óxido, grietas, desgaste, etc., que se reflejarán en las mediciones de las vibraciones y los rodamientos. Por lo tanto, el tamaño de la vibración se puede medir utilizando un instrumento especial de medición de vibraciones de rodamientos (analizador de frecuencia, etc.) y la anomalía específica se puede inferir a partir de la distribución de frecuencia. Los valores medidos varían dependiendo de las condiciones de funcionamiento del rodamiento o de la posición de instalación del sensor. Por lo tanto, es necesario analizar y comparar los valores medidos de cada máquina de antemano para determinar los criterios de juicio.
Existen muchas tecnologías de detección y diagnóstico de fallas en rodamientos, como detección de señales de vibración, análisis y detección de aceite lubricante, detección de temperatura, detección de emisiones acústicas, etc. Entre los diversos métodos de diagnóstico, la tecnología de diagnóstico basada en señales de vibración es la más utilizada. Esta tecnología se divide en dos tipos: método de diagnóstico simple y método de diagnóstico preciso.
·El diagnóstico simple utiliza varios parámetros de la forma de onda de la señal de vibración, como amplitud, factor de cresta, factor de cresta, densidad de probabilidad, coeficiente de curtosis, etc., así como varias técnicas de demodulación para hacer un juicio preliminar sobre el rodamiento y confirmar si hay una falta;
·El diagnóstico de precisión utiliza varios métodos modernos de procesamiento de señales para determinar el tipo de falla y la causa del rodamiento que se considera defectuoso en un diagnóstico simple.
2.1 Método de diagnóstico sencillo
En el proceso de diagnóstico simple de rodamientos mediante vibración, generalmente es necesario comparar el valor de vibración medido (valor máximo, valor efectivo, etc.) con un cierto estándar de juicio predeterminado y determinar si el valor de vibración medido excede el estándar. El límite sirve para determinar si el rodamiento está defectuoso y si es necesario un diagnóstico más preciso.
Los criterios de valoración utilizados para el diagnóstico sencillo de rodamientos se pueden dividir a grandes rasgos en tres tipos:
(1) Estándar de juicio absoluto: es un valor absoluto utilizado para juzgar si el valor de vibración medido excede el límite;
(2) Estándar de juicio relativo: la vibración de la misma parte del rodamiento se mide periódicamente y se compara en el tiempo. Como estándar se utiliza el valor de vibración cuando el rodamiento no presenta fallos. Se basa en la relación entre el valor de vibración medido real y el valor de vibración de referencia. criterios para hacer un diagnóstico;
(3) Estándar de evaluación por analogía: es una norma que prueba la vibración de varios rodamientos del mismo modelo en la misma parte en las mismas condiciones y compara los valores de vibración entre sí para realizar una evaluación.
El estándar de juicio absoluto es un estándar establecido en función del método de detección prescrito, por lo que se debe prestar atención a su rango de frecuencia aplicable y la detección de vibraciones se debe realizar de acuerdo con el método prescrito. No existe un criterio de valoración absoluto que se aplique a todos los rodamientos. Por lo tanto, generalmente se utilizan estándares de juicio absoluto, estándares de juicio relativo y estándares de juicio por analogía para obtener resultados de diagnóstico precisos y confiables.
El diagnóstico simple incluye principalmente los siguientes métodos:
(1) Método de diagnóstico del valor de amplitud
El valor de amplitud mencionado aquí se refiere al valor máximo XP, el valor medio
Este es el método de diagnóstico más simple y más utilizado, que se diagnostica comparando el valor de amplitud medido con el valor indicado en el estándar de evaluación.
·El valor máximo refleja la amplitud máxima en un momento determinado, por lo que es adecuado para el diagnóstico de fallas con impacto instantáneo, como daños por picaduras en la superficie.
·El efecto de diagnóstico del valor promedio es básicamente el mismo que el del valor máximo. Su ventaja es que el valor de detección es más estable que el valor máximo, pero generalmente se usa cuando la velocidad de rotación es mayor (por ejemplo, por encima de 300 r/min).
·El valor cuadrático medio se promedia a lo largo del tiempo, por lo que es adecuado para el diagnóstico de fallas donde el valor de amplitud cambia lentamente con el tiempo, como el desgaste.
(2) Método de diagnóstico de densidad de probabilidad
La curva de densidad de probabilidad de la amplitud de un rodamiento sin fallos es una curva de distribución normal típica; pero una vez que ocurre una falla, la curva de densidad de probabilidad puede estar sesgada o dispersada.
(3) Método de diagnóstico del coeficiente de curtosis.
Un rodamiento libre de fallas cuya amplitud satisface la ley de distribución normal tiene un valor de curtosis de aproximadamente 3. Con la aparición y desarrollo de fallas, el valor de curtosis tiene una tendencia cambiante similar al factor de cresta. La ventaja de este método es que no tiene nada que ver con la velocidad de rotación, el tamaño y la carga del rodamiento, y es principalmente adecuado para el diagnóstico de fallas por corrosión por picaduras.
(4) Método de diagnóstico del factor de forma
El factor de cresta se define como la relación entre el pico y el promedio (XP/X). Este valor es también uno de los indicadores eficaces para el diagnóstico sencillo de rodamientos.
(5) Método de diagnóstico del factor de cresta
El factor de cresta se define como la relación entre el valor máximo y el valor cuadrático medio (XP/Xrms). La ventaja de este valor para el diagnóstico simple de rodamientos es que no se ve afectado por el tamaño, la velocidad y la carga del rodamiento, ni por los cambios en la sensibilidad de los instrumentos primarios y secundarios, como sensores y amplificadores. Este valor es adecuado para diagnosticar fallas de corrosión por picaduras. Al monitorear la tendencia cambiante de los valores XP/Xrms a lo largo del tiempo, las fallas de los rodamientos se pueden predecir tempranamente de manera efectiva y se puede reflejar el desarrollo y las tendencias cambiantes de las fallas.
·Cuando el rodamiento no tiene fallas, XP/Xrms es un valor pequeño y estable;
·Cuando el rodamiento está dañado, se generará una señal de impacto y el valor máximo de vibración aumentará significativamente, pero el valor cuadrático medio no aumentará significativamente en este momento, por lo que XP/Xrms aumenta;
·Cuando la falla continúa expandiéndose y el valor máximo alcanza gradualmente el valor límite, el valor cuadrático medio comienza a aumentar y XP/Xrms disminuye gradualmente hasta volver al tamaño sin falla.
2.2 Método de diagnóstico de precisión
Los componentes de frecuencia de vibración de los rodamientos son muy ricos e incluyen tanto componentes de baja frecuencia como componentes de alta frecuencia, y cada falla específica corresponde a un componente de frecuencia específico. La tarea del diagnóstico de precisión es separar componentes de frecuencia específicos mediante métodos apropiados de procesamiento de señales para indicar la existencia de fallas específicas. Los diagnósticos de precisión comúnmente utilizados incluyen los siguientes.
(1) Método de análisis de señal de baja frecuencia
Las señales de baja frecuencia se refieren a vibraciones con frecuencias inferiores a 8 kHz. Generalmente, los sensores de aceleración se utilizan para medir la vibración de los rodamientos, pero la velocidad de vibración se analiza en busca de señales de baja frecuencia. Por lo tanto, un integrador debe convertir la señal de aceleración en una señal de velocidad después de pasar por un amplificador de carga y luego pasar por un filtro de paso bajo con una frecuencia de corte superior de 8 kHz para eliminar la señal de alta frecuencia. Finalmente, se debe analizar el componente de frecuencia para encontrar la frecuencia característica de la señal. diagnóstico.
(2) Método de análisis de demodulación de señal de media y alta frecuencia.
El rango de frecuencia de la señal de frecuencia intermedia es de 8 ~ 20 kHz y el rango de frecuencia de la señal de alta frecuencia es de 20 ~ 80 kHz. Dado que la aceleración se puede analizar directamente para señales de frecuencia media y alta, después de que la señal del sensor pasa a través del amplificador de carga, la señal de baja frecuencia se elimina directamente mediante un filtro de paso alto, luego se demodula y, finalmente, se realiza un análisis de frecuencia para Encuentre la frecuencia característica de la señal.
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Análisis y diagnóstico de temperatura de rodamientos.
La temperatura del rodamiento generalmente se puede estimar a partir de la temperatura fuera de la cámara del rodamiento. Es más apropiado si el orificio de aceite se puede utilizar para medir directamente la temperatura del aro exterior del rodamiento. Por lo general, la temperatura del rodamiento comienza a aumentar lentamente a medida que funciona y alcanza un estado estable después de 1 a 2 horas. La temperatura normal de los rodamientos varía según la capacidad calorífica, la disipación de calor, la velocidad de rotación y la carga de la máquina. Si la lubricación y la instalación no son adecuadas, la temperatura del rodamiento aumentará bruscamente y se producirán temperaturas anormalmente altas. En este momento se debe detener la operación y tomar las medidas preventivas necesarias.
Las altas temperaturas a menudo indican que el rodamiento se encuentra en una condición anormal. Las altas temperaturas también son perjudiciales para los lubricantes para rodamientos. A veces, el sobrecalentamiento de los rodamientos puede atribuirse al lubricante del rodamiento. Si el rodamiento gira continuamente durante un tiempo prolongado a una temperatura superior a 125 grados, se reducirá la vida útil del rodamiento. Las causas de los rodamientos a alta temperatura incluyen: lubricación insuficiente o excesiva, impurezas en el lubricante, carga excesiva, daños en los rodamientos, holgura insuficiente, alta fricción causada por los sellos de aceite, etc.
Por lo tanto, es necesario un control continuo de la temperatura de los rodamientos, ya sea midiendo el propio rodamiento u otras piezas importantes. Si las condiciones de funcionamiento permanecen sin cambios, cualquier cambio de temperatura puede indicar un mal funcionamiento. La medición regular de la temperatura de los rodamientos se puede realizar con la ayuda de un termómetro, como el termómetro digital SKF, que puede medir con precisión la temperatura de los rodamientos y mostrarla en unidades de grados o Fahrenheit. La importancia de los rodamientos hace que cuando se dañen provocarán que el equipo se apague. Por lo tanto, lo mejor es que dichos rodamientos estén equipados con detectores de temperatura. En circunstancias normales, los rodamientos tendrán un aumento natural de temperatura inmediatamente después de la lubricación o relubricación que dura uno o dos días.
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Análisis y diagnóstico de lubricantes
El método de análisis de lubricantes utiliza tecnología de análisis de ferrografía, que es un método particularmente adecuado para identificar y predecir la fatiga por rodadura.
Una parte del aceite lubricante del rodamiento se extrae como muestra de aceite y se utiliza un campo magnético de alto gradiente para hacer que la materia extraña sólida contenida en la muestra de aceite que fluye a través del campo magnético se deposite sobre la lámina de vidrio en proporción a su tamaño, de modo que se pueda observar la forma, tamaño, color y material de las partículas de materia extraña. , de modo que se pueda identificar claramente el tipo de desgaste, predecir el estado de funcionamiento de la máquina y descubrir a tiempo peligros ocultos. En principio, la tecnología de ferrografía está dirigida principalmente a identificar imanes fuertes como el acero, pero también tiene excelentes capacidades de identificación de metales no ferrosos como cobre, arena, materia orgánica, restos de sellos y otras materias extrañas.
Cuando en la muestra de aceite aparecen partículas esféricas similares al acero con un diámetro de 1 a 5 μm, es seguro que el rodamiento ha comenzado a desarrollar microfisuras por fatiga. Cuando en la muestra de aceite aparecen partículas de desconchado por fatiga con una relación de longitud a espesor de 10:1 y la longitud es superior a 10 μm, ha comenzado un desgaste anormal por fatiga en el rodamiento. Cuando la longitud es superior a 100 μm, el rodamiento ha fallado.
El tercer tipo de desechos de fatiga son las escamas de fatiga con una relación longitud-espesor de 30:1, con una longitud de 20 a 50 µm, y las escamas a menudo contienen cavidades. Al inicio de la fatiga, el número de tales escamas aumentará significativamente, lo que, junto con las partículas esféricas, puede ser un signo de la aparición de fatiga.
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Detección de emisiones acústicas
El principio de la tecnología de detección de emisiones acústicas es que cuando un material se deforma o agrieta debido a fuerzas externas o internas, el fenómeno de liberar energía de deformación en forma de ondas elásticas se denomina emisión acústica.
La tecnología de utilizar instrumentos para detectar y analizar señales de emisión acústica y utilizar las señales de emisión acústica para inferir la fuente de emisión acústica se denomina tecnología de detección de emisiones acústicas. Utiliza el fenómeno de que las partículas dentro del material liberan energía de deformación en forma de ondas elásticas debido al movimiento relativo para identificar y comprender el material. o estructura del estado interno.
Las señales de emisión acústica incluyen el tipo ráfaga y el tipo continuo. La señal de emisión acústica en ráfaga consta de pulsos que son diferentes del ruido de fondo y pueden separarse en el tiempo; los impulsos individuales de la señal de emisión acústica continua son indistinguibles. De hecho, las señales de emisión acústica continua también se componen de una gran cantidad de pequeñas señales en ráfaga, pero son demasiado densas para distinguirlas.
Cuando los rodamientos no funcionan correctamente, se pueden generar señales de emisión acústica tanto repentinas como continuas. El movimiento relativo entre las superficies de contacto de los componentes del rodamiento (anillo interior, aro exterior, elementos rodantes y jaula), la tensión de contacto hertziana causada por la fricción y las grietas, desgaste, hendiduras, etc. de la superficie causados por fallas, sobrecargas, etc. Fallas como ranurado, oclusión, rugosidad de la superficie causada por una mala lubricación, bordes duros de la superficie causados por partículas de contaminación de la lubricación y corrosión por picaduras causada por la corriente que pasa a través del rodamiento producirán señales de emisión acústica repentinas.
Las señales de emisión acústica continua provienen principalmente de fallas globales causadas por el desgaste oxidativo en la superficie del rodamiento causado por una mala lubricación (como falla de la película de aceite lubricante, infiltración de contaminantes en la grasa), temperaturas excesivas y fallas locales frecuentes de los rodamientos. Estos factores provocan una gran cantidad de eventos de emisión acústica repentinos en un corto período de tiempo, generando así señales de emisión acústica continuas.
Durante el funcionamiento de un rodamiento, su falla (ya sea daño superficial, grieta o desgaste) causará un impacto elástico en la superficie de contacto y producirá una señal de emisión acústica. Esta señal contiene rica información sobre la fricción, por lo que la emisión acústica se puede utilizar para monitorear y diagnosticar rodamientos.
