Le strutture iNdustriali in tutto il mondo si basano sull'operazione regolare e tranquilla di cuscinetto a sfera di scanalatura profonda S. Quando sorgono vibrazioni inaspettate, segnalano potenziali problemi: i problemi che, se lasciati incontrollati, possano intensificarsi in costosi tempi di inattività non pianificati, danni secondari e guasti prematuri. La diagnosi della causa principale di queste vibrazioni non è congetture; Richiede un approccio strutturato e analitico fondato sui fondamenti dell'analisi delle vibrazioni.
Passaggio 1: individuare i sintomi e il contesto di raccolta
La diagnosi inizia molto prima di collegare un sensore. Tecnici Meticolosamente notare:
- Caratteristiche di vibrazione: È un ronzio costante, un rombo intermittente o un bussare acuto? Dov'è più forte - radialmente o assialmente? L'intensità cambia con velocità o carico?
- Contesto operativo: Quando è iniziata la vibrazione? Ci sono state recenti attività di manutenzione (sostituzione, riallineamento, modifiche alla lubrificazione)? Quali sono le condizioni operative (velocità, carico, temperatura)?
- Indizi udibili: Ci sono rumori specifici (raschiatura, macinazione, clic) che accompagnano la vibrazione?
- Ispezione fisica: Controlli iniziali per problemi ovvi: calore eccessivo vicino al cuscinetto, perdita di grasso visibile o contaminazione, allentamento o danno esterno.
Passaggio 2: impiego degli strumenti di analisi delle vibrazioni
Diagnosi accurata dipende dalla misurazione quantitativa:
- Posizionamento del sensore: Gli accelerometri sono montati strategicamente sull'alloggiamento del cuscinetto, in genere perpendicolare all'albero (misurazione radiale) e talvolta parallele (assiale), catturando dati di vibrazione.
- Acquisizione dei dati: Un analizzatore di vibrazioni portatili raccoglie forme d'onda del dominio del tempo e le converte nel dominio di frequenza usando la trasformata di Fourier veloce (FFT), rivelando le frequenze vibrazionali specifiche presenti.
- Analisi dello spettro - Lo strumento diagnostico principale: Lo spettro FFT è la finestra diagnostica primaria. I tecnici lo scrutano per le frequenze dominanti e le loro armoniche (multipli). Gli indicatori chiave si riferiscono direttamente alla geometria e alla cinematica:
- Ball Pass Frequency Outer Race (BPFO): Indica difetti sulla pista esterna. Picchi di frequenza a
(n * fr / 2) * (1 - (bd / pd) * cosβ) (Dove n = numero di palle, f_r = velocità di rotazione, Bd = diametro della sfera, Pd = diametro del passo, β = angolo di contatto). - Ball Pass Frequency Inner Race (BPFI): Indica difetti sulla pista interna. Picchi di frequenza a
(n * f_r / 2) * (1 (bd / pd) * cosβ) . - Frequenza di spin a sfera (BSF): Indica difetti sugli elementi di rotolamento stessi. Picchi di frequenza a
(Pd / (2 * bd)) * f_r * [1 - ((bd / pd) * cosβ)^2] . - Frequenza del treno fondamentale (FTF): Associato a difetti della gabbia. Picchi di frequenza a
(f_r / 2) * (1 - (bd / pd) * cosβ) . - Frequenza di velocità di corsa (1x rpm) e armoniche: Spesso indicano squilibrio, disallineamento, allentamento o alberi piegati - condizioni che possono causa cuscinetto danneggiare o amplificare la sua firma di vibrazione.
Passaggio 3: interpretare le prove
I picchi spettrali corrispondenti alle frequenze caratteristiche indicano il probabile tipo di guasto:
- Picchi chiari su BPFO, BPFI, BSF o FTF: Una forte evidenza di danni localizzati (spalling, vaiolatura, crepe) sul componente corrispondente (razza esterna, razza interna, palla, gabbia).
- Aumentato rumore di fondo (vibrazione a banda larga): Spesso suggerisce problemi di lubrificazione (lubrificante insufficiente, degradato o errato) o usura/punteggio diffuso.
- Presenza di armoniche di velocità di corsa: Può indicare problemi sottostanti come disallineamento o allentamento che contribuiscono all'angoscia portante.
- Modulazione (bande laterali): Le frequenze distanziate attorno a una frequenza del cuscinetto dominante (in particolare BPFI) spesso indicano una combinazione di difetti del cuscinetto e un altro problema come allentamento o squilibrio.
Passaggio 4: risultati corroboranti e identificazione della causa principale
L'analisi delle vibrazioni è potente ma beneficia della correlazione:
- Analisi della forma d'onda del tempo: L'esame della forma e dell'ampiezza del segnale di vibrazione grezza può confermare gli impatti (picchi di breve durata indicativi di crepe o spall) o mancanza di lubrificazione (rumore "ad alta frequenza").
- Avvolgimento (demodulazione): Questa tecnica isola gli impatti ad alta frequenza (come quelli dei difetti dei cuscinetti) dalle vibrazioni della macchina a bassa frequenza, rendendo i guasti più facili da rilevare, specialmente in ambienti rumorosi o guasti allo stadio iniziale.
- TENDENDE: Il confronto tra gli spettri attuali e i livelli complessivi di vibrazione con i dati basali storici rivelano i tassi di deterioramento e aiuta a confermare il significato delle variazioni.
- Controlli supplementari: La revisione del tipo di lubrificazione e l'intervallo, conferma di una corretta installazione (adattamenti, autorizzazioni) e valutazione dell'allineamento sono fondamentali per la comprensione Perché Il cuscinetto non è riuscito.
La diagnosi di problemi di vibrazione nei cuscinetti a sfera di scanalatura profonda è un processo metodico che combina un'osservazione acuta, una misurazione precisa mediante analisi dello spettro FFT e l'interpretazione di esperti delle frequenze caratteristiche. Identificando sistematicamente le firme di vibrazione specifiche associate a difetti dei componenti, problemi di lubrificazione o guasti meccanici contribuiti, i team di manutenzione possono andare oltre le riparazioni reattive. Questo approccio diagnostico mirato consente la manutenzione predittiva, consentendo interventi tempestivi - come il rifornimento di lubrificazione o la sostituzione del cuscinetto programmata - che impediscono guasti catastrofici, massimizzano la durata della vita e garantiscono il funzionamento affidabile ed efficiente dei macchinari critici. Investire in capacità di analisi delle vibrazioni e tecnologia è un investimento nella resilienza operativa e nel controllo dei costi.
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