В данном разделе кратко рассмотрим те методы диагностики подшипников качения, в которых идет анализ наличия дефектов подшипников по соотношению на временных вибросигналах пиков и общего уровня "фона" вибрации.

В силу устоявшейся практической привычки мы называем эти во многом достаточно разные методы диагностики общим наименованием - "диагностикой по пик-фактору", хотя разработчики многих фирм придумали разновидностям этого метода иные названия. Применяемое название метода "пик-фактор" не является единственным и полностью общепринятым в практике, но в силу того, что оно хорошо отражает физический смысл этого метода, мы используем его преимущественно.

Как уже говорилось выше, этот метод диагностики подшипников качения имеет несколько достаточно широко известных разновидностей. Эти разновидности разрабатывались разными фирмами, в них несколько по разному производят сравнение уровней пика и фона вибросигнала. В одном методе для сравнения берется амплитуда пика, в другом энергия, фоновый уровень тоже может считаться по разному.

Чаще всего практические вибродиагносты ожидают наибольшей достоверности и наибольшего эффекта при внедрении диагностики подшипников качения по классическим спектрам вибросигналов, но, к сожалению, чаще всего именно здесь их оптимистическим ожиданиям будет не суждено сбыться. Достоверность большинства практических диагнозов по состоянию подшипников качения, полученных при использовании классических спектров вибросигналов, является неожиданно низкой.

Компания «Росбал»
Производитель балансировочных станков
Россия, 352916, Краснодарский край, г.Армавир, Промзона 16
E-mail: rosbal74@mail.ru, direct-balans@mail.ru
 Тел.: (86137) 9-41-22
Тел/факс: (86137) 5-74-01
  Сайт: Балансировка.рф

Компания "Росбал" является одним из динамично развивающихся производителей балансировочного оборудования в России. На протяжении многих лет предприятие ведет продажи балансировочных станков в России, СНГ и за рубежом. Наличие собственного программного обеспечения, производственной базы и постоянной модернизации моделей позволяют предоставить Заказчику качественное оборудование по приемлемым ценам.

Многообразие деталей подлежащих балансировке определяет необходимость в индивидуальном подходе к решению задач в области балансировки.

Данный способ диагностики наличия дефектов в подшипниках, в своей основе, входит в широко распространенную простейшую оценку общего технического состояния оборудования по общему уровню вибросигнала. Производится диагностическим или даже оперативным обслуживающим персоналом без специальной вибродиагностической подготовки. Для проведения такой диагностики дефектов подшипников качения вполне достаточно использования простейшего виброметра.

Как уже говорилось выше такая диагностика дефектов подшипников качения позволяет определять дефекты только на самой последней стадии их развития, когда они уже приводят или уже привели к деградации состояния подшипников, повышению общего уровня вибрации. В принципе это уже предаварийная диагностика дефектов.

Для оценки технического состояния и диагностики дефектов подшипников качения разными фирмами разработано достаточно много различных методов. Естественно, что все эти, различные по сезоим теоретическим предпосылкам, методы имеют разную трудоемкость, достоверность, требуют различного приборного обеспечения и могут применяться для различных целей. 

Попытаемся хотя бы очень обзорно и поверхностно рассмотреть и сравнить основные из этих методов, чаще всего применяемых в практике. Будем, по возможности, оценивать их практическую эффективность. При этом будем систематизировать эти методы исходя только из основных, базовых, теоретических предпосылок и возможности применения их на различных этапах развития дефектов подшипников.

В самом общем случае оценка технического состояния и поиск дефектов подшипников качения может производиться:

При работе подшипника с внутренними дефектами во временном вибросигнале появляются характерные составляющие, гармоники, с собственными частотами, по которым можно достаточно корректно выявить место нахождения дефекта. Численные значения частот этих составляющих зависят от соотношения геометрических размеров подшипника и оборотной частоты вращения ротора механизма.

В нагруженном подшипнике можно дифференцировать четыре основные, характерные, применяемые для диагностики частоты - внешней обоймы подшипника, внутренней обоймы, частоты сепаратора и частоты тел качения, Рассмотрим без вывода формулы для расчета этих частот.

Частота перекатывания тел качения по внешней обойме (часто в литературе обозначаемая BPFO):

Fн = Nтк / 2 х F1 (1 - Dтк / Dc x cosф )

где: Nтк - количество тел качения в одном ряду подшипника;

F1 - оборотная частота вращения ротора;

Dтк - диаметр тела качения;

Dс - средний диаметр сепаратора;

ф - угол контакта тела качения с обоймой.

Частота перекатывания тел качения по внутренней обойме (BPFI):

Кое-что о диагностике зубчатых муфт.

Все диагносты и виброналадчики так или иначе сталкиваются с муфтами, в т.ч. зубчатыми. Диагностика их состояния только методами спектрального анализа не даёт достаточно достоверного результата (бой вала, бой муфты, дефекты центровки и т.д., – всё валится в кучу). А износ зубьев мне как-то не повезло увидеть в спектрах вообще ни разу (может, я один такой невезучий?).

Между тем, существует достаточно простой способ определить текущее состояние зацепления в муфте. Достаточно всего лишь периодически на установившемся режиме работы оборудования (часа через три после запуска) проводить термометрирование коронки муфты бесконтактным пирометром.

Как показала практика, при нормальном состоянии муфты температура на поверхности коронки не превышает 70˚С. При достижении 100˚С уже можно начинать бить тревогу: либо начался износ зубьев, либо закончилась смазка.

В любом случае вскрытие муфты будет оправдано на 100%. Если же ещё и в спектрах что-то есть, то и говорить не о чем. Работает это независимо от оборотов. Причём на тихоходных валах (1-3 об/сек) при достаточном быстродействии пирометра можно определить даже сектора повышенного износа.

В один из капитальных ремонтов на непрерывно-заготовочном стане заменили одну из вертикальных клетей, представляющую собой не только набор прокатных валков, но и двухпоточный редуктор, преобразующий вращение горизонтального силового вала со скоростью ~350об/мин во вращение двух вертикальных валков со скоростью 30об/мин. В общем, солидный тихоходный агрегат высотой с 3-х этажный дом и с очень низкой виброактивностью.

Как раз к этому моменту нашу службу оснастили прибором СД-12 с соответствующим ПО и пригласили через неделю после запуска отремонтированного стана для проверки его вибросостояния. И вот после обмера заменённой клети на спектре огибающей на верхнем подшипнике одного из выходных валов был отмечен явно выраженный пик на сепараторной частоте.

ПО «Dream» определило величину дефекта, как «среднюю». Но надо учесть, что снимались спектры с корпуса редуктора, а подшипник сидит не непосредственно в корпусе, а в промежуточном стакане, т.е. между датчиком и подшипником было три поверхности раздела и плюс расстояние от датчика до подшипника было ~500мм (конструктивно это был возможный минимум). Поэтому информация была незамедлительно доведена до мех.службы цеха.

Виброналадка эксгаустера типа Н-7500.

Эксгаустер Н-7500 стоит в системе «мокрой» газоочистки. Из-за налипания влажной грязи на колесо периодически происходит его разбалансировка. Хотя на агрегате стоит система очистки колеса, её эффективности не всегда хватает, и тогда на балансировку вызывают виброналадчика. В очередной такой вызов обслуживающий персонал пожаловался на увеличение осевой вибрации на подшипнике ротора со стороны муфты. Ротор стоит на двух подшипниках скольжения с принудительной смазкой, причём подшипник со стороны муфты – опорный, а со свободной стороны – опорно-упорный. Как правило, осевая вибрация на опорном подшипнике этого агрегата вызывалась износом упорной части опорно-упорного подшипника (такая вот особенность). Поэтому я сразу же спросил у «аборигенов» о его состоянии. Мне ответили, что вскрыли подшипник и проверили зазоры, всё было в норме.

Это случилось с десяток лет назад. Пригласили меня на запуск дымососа ДН-17, стоящего в системе пароотсоса МНЛЗ. Ремонт заключался в замене подшипников ротора. Сам дымосос, если кто не знает, представляет собой вентилятор 3-го исполнения, т.е. двигатель 1500 1/мин; 250 кВт, муфта МУВП, ротор на двух подшипниковых опорах в одном корпусе и консольно насаженное рабочее колесо.