Phát hiện lỗi vòng bi sớm

Phát hiện lỗi vòng bi sớm do đó các nhà sản xuất tai nghe từ lâu đã nhận thức được mối quan hệ của nhiệt với tuổi thọ vòng bi và đã thiết kế các công thức để tính toán chính xác nhiệt độ vận hành an toàn. Kết quả cho thấy một dải nhiệt độ trong đó cả ổ trục và chất bôi trơn sẽ hoạt động ở hiệu suất cao nhất với ít ứng suất nhất.

Khi nằm ngoài phạm vi nhiệt độ lý tưởng, chúng sẽ phân hủy với tốc độ nhanh. Vì vậy, làm thế nào để bạn giải thích các chỉ số nhiệt độ, và chúng sẽ ảnh hưởng như thế nào đến quy trình bảo trì của bạn? Bài báo này mô tả một số phương pháp định hướng nhiệt độ để xác định sức khỏe và tuổi thọ của ổ trục, cả trong nhà máy và ngoài đồng ruộng.

Hình 1. Phạm vi nhiệt của vòng bi ¹

Hình 1 cho thấy phạm vi nhiệt của ổ trục phần tử lăn điển hình . Lưu ý rằng nhiệt độ kim loại ổ trục thường cao hơn (10 đến 25 độ C) so với nhiệt độ dầu trong ổ trục trong hệ thống tuần hoàn dầu. Vùng màu xanh lá cây thể hiện điểm ngọt cho ổ trục và nhiệt độ bôi trơn; hoạt động trong vùng màu vàng làm giảm chất bôi trơn và tuổi thọ ổ trục; và nếu vòng bi của bạn nằm trong vùng màu đỏ, thì cả vòng bi và chất bôi trơn đều bị phá hủy nhanh chóng.

Có các dải nhiệt độ khác nhau cho các kết hợp khác nhau của ổ trục và chất bôi trơn, nhưng chúng sẽ có cùng xu hướng chung về nhiệt độ vận hành tốt nhất và ảnh hưởng của nó đối với sự mài mòn và hỏng hóc gia tốc. Trong hầu hết các chất bôi trơn tiêu chuẩn, cứ tăng 15 ° C ở nhiệt độ trên 70 ° C, tuổi thọ của chất bôi trơn giảm hơn một nửa và có ảnh hưởng tiêu cực đến tuổi thọ ổ trục. Bất kỳ loại dầu khoáng nào hoạt động ở nhiệt độ trên 80 ° C hoặc 90 ° C sẽ bị giảm tuổi thọ rất nhiều. Trong mọi trường hợp, nhiệt độ ổ trục không được vượt quá định mức tối đa của ổ trục hoặc chất bôi trơn.

Giám sát tình trạng
vòng bi Vòng bi của máy thường được giám sát thông qua kỹ thuật phân tích rung động , phân tích dầu và / hoặc siêu âm. Thông qua đó, có thể so sánh dữ liệu hiện tại với dữ liệu lịch sử và đánh giá chính xác tuổi thọ của vòng bi. Nhiệt độ tăng do ma sát tăng thậm chí không được coi là một triệu chứng của hỏng ổ trục trong nhiều tài liệu phân tích ổ trục ² cho đến khi hỏng ổ trục Giai đoạn 3 xảy ra.

Nếu nhiệt độ là một phương pháp đáng tin cậy để dự đoán tuổi thọ vòng bi, tại sao nó lại bị bỏ qua cho đến khi quá muộn? Việc theo dõi nhiệt độ bằng phương pháp đo nhiệt đã được coi là không đáng tin cậy vì rất nhiều biến số như nhiệt độ môi trường, tốc độ, tải trọng và thời gian chạy đều có ảnh hưởng rõ rệt đến nhiệt độ ổ trục.

Bài viết này so sánh các vòng bi giống hệt nhau hoặc gần giống hệt nhau trên cùng một trục có thể loại bỏ tác động của các biến số này vì chúng là chung cho cả hai vòng bi. Sự chênh lệch nhiệt độ còn lại giữa hai ổ trục trên một trục chung với cùng tải trọng, chỉ có thể là kết quả của ma sát, một chỉ báo về các vấn đề của ổ trục.

Có lẽ những thay đổi tinh vi được che giấu bởi vì có rất nhiều biến số có thể góp phần vào nhiệt độ ổ trục. Ngoài ma sát, các yếu tố khác có thể góp phần vào sự thay đổi nhiệt độ là tải, tốc độ, nhiệt độ môi trường xung quanh và thời gian chạy. Nếu những điều kiện này có thể được dự đoán và tính toán một cách chính xác, thì sự gia tăng nhiệt độ sẽ chỉ ra một cách đáng tin cậy các vấn đề về ổ trục.

Trong hầu hết các trường hợp, phân tích độ rung và phân tích dầu vẫn là những cách tốt nhất để xác định sức khỏe ổ trục. Thật không may, không phải lúc nào cũng có thể hoặc phải chăng để sử dụng các phương pháp này trong môi trường sản xuất thù địch. Bất kỳ môi trường nào mà nhân viên hoặc kỹ thuật viên không thể dễ dàng tiếp cận máy nếu không sử dụng máy ở chế độ ngoại tuyến, hoặc không thể truy cập vào máy do điều kiện nguy hiểm hoặc vị trí không thuận tiện làm cho việc phân tích độ rung hoặc dầu trở nên đắt đỏ hoặc thậm chí là không thể.

Có nhiều ngành công nghiệp và môi trường sản xuất mà sự cố ổ trục thể hiện sự mất mát thảm khốc, tuy nhiên việc phân tích độ rung là không thực tế. Các nhà máy sản xuất giấy và phim ảnh, chế biến hóa chất và gia công kim loại là một vài ví dụ về các ngành công nghiệp phụ thuộc rất nhiều vào vòng bi, nhưng khả năng tiếp cận vòng bi có thể là một vấn đề lớn. Hầu hết các nhà sản xuất đều có ít nhất một số thiết bị quan trọng ở những khu vực không dễ tiếp cận.

Cảm biến hồng ngoại
Bên ngoài lĩnh vực sản xuất, các ngành công nghiệp khác cũng bị ảnh hưởng tương tự. Các ổ trục bánh xe trên toa xe lửa là một trường hợp cụ thể: chúng nằm bên dưới tàu hỏa, không phải là nơi thích hợp để thực hiện các thử nghiệm này khi toa đang di chuyển. Thứ hai, không có phương pháp thực tế nào để kiểm tra tất cả các ổ trục bánh xe như vậy một cách kịp thời vì số lượng ổ lăn đang được sử dụng rất nhiều.

Hiện nay trong ngành đường sắt, phương pháp thực tế duy nhất để phát hiện lỗi ổ trục sắp xảy ra là sử dụng cái gọi là máy dò hộp nóng. Đây là những cảm biến hồng ngoại đặt dọc theo đường ray xe lửa để phát hiện nhiệt độ cao trong ổ trục bánh xe khi tàu chạy qua. Những thứ này rất hạn chế và chỉ có thể phát hiện vòng bi trong hỏng hóc ở Giai đoạn 4, nơi sắp xảy ra hỏng hóc nghiêm trọng (cháy bánh xe). Báo động yêu cầu hành động khẩn cấp ngay lập tức, làm gián đoạn lịch trình tàu và cực kỳ tốn kém.

Khi các thiết bị phát hiện này bị hỏng các ổ trục kém hoặc báo động không được điều chỉnh ngay lập tức, dẫn đến cháy bánh xe có thể dẫn đến trật bánh, tràn hóa chất nguy hiểm lan rộng, mất mát hoặc hư hỏng nặng hàng hóa của khách hàng hoặc thiệt hại về người. Bởi vì hậu quả là rất nghiêm trọng, mỗi kết quả dương tính sai dẫn đến sự chậm trễ và thanh tra có thể ảnh hưởng tiêu cực đến toàn bộ ngành công nghiệp.

Nghiên cứu nhiệt độ
Nếu nhiệt độ ổ trục thay đổi do các vấn đề liên quan đến bảo trì có thể bị cô lập khỏi tất cả các yếu tố khác góp phần gây ra nhiệt cho ổ trục, một thiết bị giám sát được thiết kế phù hợp có thể phát hiện hỏng ổ trục ở cấp độ Giai đoạn 2.

Một kỹ thuật mới được cấp bằng sáng chế đang được đánh giá có thể mang lại lợi ích đáng kể cho các ngành công nghiệp cần phân tích tuổi thọ vòng bi và bôi trơn ở những khu vực khó tiếp cận, chẳng hạn như gầm xe lửa. Trọng tâm của bằng sáng chế là kỹ thuật loại bỏ tất cả các biến nhiệt ngoại trừ sự gia tăng nhiệt độ ổ trục do mòn hoặc hỏng bôi trơn.

Quy trình lấy dữ liệu nhiệt từ mỗi ổ trục trên một trục chung và so sánh dữ liệu. Bởi vì tải trọng, tốc độ, nhiệt độ môi trường và thời gian chạy là chung cho tất cả các ổ trục chung cho trục nên ảnh hưởng của chúng đối với nhiệt độ bị hủy bỏ.

Bất kỳ sự thay đổi nhiệt độ nào được ghi lại đều là kết quả của các điều kiện liên quan đến bảo dưỡng hoặc sửa chữa không mong muốn như bôi trơn quá mức hoặc kém, hỏng ổ trục, lệch trục hoặc tình trạng lỏng chân. Nếu một ổ trục lớn hơn 15 ° C trên cùng một trục, thì sức khỏe ổ trục đang được đề cập và phải xác định nguyên nhân gốc rễ của nhiệt độ ổ trục tăng lên. So sánh vòng bi được thực hiện với các cảm biến nhiệt độ điện tử và các bộ so sánh được cung cấp bởi nguồn điện độc lập có thể sạc lại pin của nó thông qua chuyển động của thiết bị.

Phương pháp luận liên quan đến những điều sau:

• Cảm biến nhiệt độ được gắn gần tất cả các ổ trục trên một trục hoặc trục chung.
• Các cảm biến áp dụng đầu vào cho một bộ phận cảm biến khép kín và có công nghệ không dây để liên lạc với các thiết bị cảnh báo.
• Dữ liệu nhiệt độ của mỗi đơn vị được phân tích và so sánh điện tử.
• Nếu bất kỳ nhiệt độ ổ trục nào thay đổi nhiều hơn 15 ° C, một cảnh báo sẽ được truyền đi và chỉ báo LED sẽ sáng.
• Hệ thống tự cung cấp năng lượng bằng một nguồn điện nhỏ được kích hoạt bằng chuyển động của thiết bị.
• Có nhiệt độ tối đa cho phép trong trường hợp tất cả các ổ trục nằm ngoài phạm vi hoạt động bình thường.

Kỹ thuật này sẽ không bao giờ chính xác như phân tích dầu hoặc rung động, nhưng ở những vị trí xa xôi hoặc nguy hiểm nơi các công cụ này không phải là một lựa chọn, nó sẽ cung cấp mức độ giám sát tình trạng cao hơn mà trước đây không có.

Người giới thiệu

1. Sổ tay hướng dẫn sử dụng vòng bi SKF.

2. Phân tích rung động Entek IRD Tập I, tr. 6-48.

Bốn giai đoạn của lỗi vòng bi
Giai đoạn 1. Dấu hiệu có thể phát hiện sớm nhất về sự cố vòng bi bằng cách sử dụng phân tích rung động. Tín hiệu xuất hiện trong dải tần số siêu âm khoảng 250 KHz đến 350 KHz. Tại thời điểm này, có khoảng 10 đến 20 phần trăm tuổi thọ vòng bi còn lại.

Giai đoạn 2. Sự cố ổ trục bắt đầu “đổ chuông” ở tần số tự nhiên của nó, tín hiệu (500 đến 2.000 Hz) xuất hiện ở tần số ổ trục hài đầu tiên. Năm đến 10 phần trăm tuổi thọ vòng bi còn lại.

Giai đoạn 3. Lỗi mang các sóng hài của tần số cơ bản hiện đã rõ ràng. Những khiếm khuyết trong cuộc đua bên trong và bên ngoài giờ đây đã rõ ràng và có thể nhìn thấy được khi phân tích độ rung của tín hiệu nhiễu. Sự gia tăng nhiệt độ hiện đã rõ ràng. Một đến năm phần trăm tuổi thọ vòng bi còn lại.

Giai đoạn 4. Lỗi vòng bi được biểu thị bằng độ rung cao. Cơ bản và sóng hài thực sự bắt đầu giảm, tiếng ồn siêu âm ngẫu nhiên tăng lên rất nhiều, nhiệt độ tăng nhanh chóng. Cuộc sống còn lại một giờ đến một phần trăm

Thông tin liên hệ:

• Địa chỉ: Toà nhà B&L, Số 119-121 Đường Ung Văn Khiêm, P. 25, Q. Bình Thạnh, Tp.HCM
• Hotline: 0975 075 080
• Zalo: 0975 075 080
• Email: cskh@maianduc.com
• Website: www.maianduc.vn
• Facebook: facebook.com/MaiAnDucJSC