Monitorowanie łożysk: określanie przyczyn awarii łożysk

Zapobieganie awariom łożysk zapewnia, że ​​Twoja organizacja będzie działać z maksymalną wydajnością. Skuteczny program monitorowania łożysk wymaga zrozumienia typowych przyczyn i objawów awarii łożysk.

Zdrowe łożyska są niezbędne do niezawodnej i energooszczędnej pracy maszyn. Pojedyncza awaria łożyska może spowodować całkowite wyłączenie sprzętu, co skutkuje wieloma godzinami utraconego czasu produkcji.

Skuteczny program monitorowania łożysk pomoże Ci zapobiegać awariom łożysk w wielu elementach majątku, zapewniając Twojej organizacji ciągłą pracę z maksymalną wydajnością.

Analiza uszkodzeń łożysk

Szacuje się, że każdego roku na świecie produkuje się 10 miliardów łożysk. Jednak tylko niewielki procent łożysk ulega awarii. W rzeczywistości niektóre 90% łożysk przeżywa sprzęt, w którym są zamontowaneWiększość pozostałych łożysk jest wymieniana przed awarią dzięki skutecznemu monitorowaniu łożysk i strategiom konserwacji zapobiegawczej.

Pozostaje 0.5% łożysk, które należy wymienić z powodu nieodwracalnego uszkodzenia lub awarii. Nadal oznacza to, że około 50 milionów łożysk na całym świecie musi być wymienianych każdego roku z powodu uszkodzenia lub awarii. Awarie łożysk mogą skutkować utratą produktywności i czasu, a czasami nawet spowodować zamknięcie całych zakładów.

Aby mieć pewność, że w Twojej organizacji funkcjonuje skuteczny program monitorowania łożysk, musisz zrozumieć najczęstsze przyczyny i skutki awarii łożysk, a także najskuteczniejsze strategie monitorowania i zapobiegania awariom łożysk.

Typowe przyczyny awarii łożysk

Istnieje kilka powszechnych przyczyn awarii lub uszkodzeń łożysk. Najczęstsze tryby awarii łożysk to zmęczenie, odkształcenie, awarie smarowania, korozja, uszkodzenia elektryczne i nieprawidłowa konstrukcja. Ogólnie rzecz biorąc:

• Jedna trzecia uszkodzeń łożysk spowodowana jest zmęczeniem materiału.
• Jedna trzecia uszkodzeń łożysk spowodowana jest problemami ze smarowaniem (nieprawidłowy dobór środka smarnego, jego ilość lub częstotliwość smarowania).
• Niewielki odsetek uszkodzeń łożysk spowodowany jest zanieczyszczeniem (nieskutecznymi uszczelnieniami).
• Mniej więcej taki sam odsetek uszkodzeń łożysk występuje z innych powodów (nieprawidłowa obsługa i montaż, nadmierne obciążenia, niewłaściwe dopasowanie itp.).

Na podstawie powyższej analizy uszkodzeń łożysk widać wyraźnie, że zmęczenie materiału i niewłaściwe smarowanie powinny być traktowane jako główne kwestie w każdym programie monitorowania łożysk.  

Szczegółowe przyczyny awarii łożysk

Przyjrzyjmy się bliżej najczęstszym przyczynom uszkodzeń łożysk:

Zmęczenie

Awaria łożyska jest często spowodowana zmęczeniem, które występuje, gdy łożyska są poddawane nadmiernemu naprężeniu. Niewspółosiowość, niewystarczające smarowanie i zanieczyszczenie mogą przyczyniać się do zmęczenia łożyska. Wszystkie te czynniki powodują powtarzające się naprężenia w materiale łożyska, powodując łuszczenie, odpryskiwanie i mikroskopijne pęknięcia w materiale łożyska. Z czasem pęknięcia powiększają się, a łożysko ostatecznie ulega awarii.

Problemy ze smarowaniem

Niewłaściwe smarowanie jest jedną z głównych przyczyn awarii łożysk. Może to oznaczać niewystarczające smarowanie, co przyczynia się do zmęczenia łożyska. Może to również oznaczać, że używasz niewłaściwego środka smarnego. W niektórych przypadkach wysokie temperatury mogą degradować środek smarny.

Wczesnymi objawami ostrzegawczymi wadliwego smarowania są między innymi przebarwienia elementów tocznych i bieżni oraz przegrzanie łożysk.

Niewłaściwe ustawienie

Inną częstą przyczyną awarii łożysk jest niewspółosiowość. Najlepszą praktyką jest wyrównywanie aktywów na etapie instalacji, a następnie ponowne sprawdzanie w regularnych odstępach czasu, ponieważ czynniki takie jak wzrost temperatury i wibracje mogą powodować niewspółosiowość z czasem. Złotym standardem sprawdzania współosiowości są narzędzia laserowe.

Niewłaściwa instalacja

Niewłaściwa instalacja i montaż również powodują awarię łożysk. Upewnij się, że instalujesz łożyska za pomocą odpowiednich narzędzi, w tym ciepła, jeśli to możliwe, aby pasowały prawidłowo bez użycia siły. Operatorzy powinni również sprawdzić prawidłowe ustawienie podczas etapu instalacji. Na koniec łożyska i obudowa powinny zostać dokładnie wyczyszczone i nasmarowane podczas instalacji.

Nadmierne obciążenia

Nadmierne obciążenia powodują nadmierne zużycie łożysk w wyniku zwiększonego tarcia między elementem tocznym a bieżnią. Nadmierne obciążenia powodują duże ścieżki zużycia, przegrzanie i ogólne zmęczenie maszyny, co prowadzi do awarii łożyska.

zanieczyszczenie

Brud, zanieczyszczenia i chemikalia mogą zanieczyścić łożyska i spowodować ich pogorszenie. Z czasem prowadzi to do korozji i uszkodzenia łożyska. Uszkodzenie uszczelnienia, które prowadzi do zanieczyszczenia, może być wynikiem nieprawidłowego montażu. Niewspółosiowość może również przyczynić się do uszkodzenia uszczelnienia i zanieczyszczenia.

Łożyska zanieczyszczone brudem i zanieczyszczeniami często mają wgniecione elementy toczne i wyższy niż zwykle poziom drgań.

Nieprawidłowe dopasowanie

Montaż łożysk z odpowiednim dopasowaniem jest bardzo ważny. Zbyt ciasne dopasowanie może powodować naprężenia i tarcie; zwykle powoduje widocznie ciężką ścieżkę zużycia elementów tocznych. Z drugiej strony, zbyt luźne dopasowanie powoduje wibracje i hałas, co może również prowadzić do awarii łożyska i poważnych usterek w miarę upływu czasu.

Objawy i identyfikacja uszkodzeń łożysk

Jeśli uszkodzone łożysko nie zostanie wymienione na czas, może to spowodować szereg problemów ze sprzętem i podzespołami. Na szczęście wczesne oznaki awarii łożyska są łatwe do zauważenia, zwłaszcza przy użyciu odpowiedniego sprzętu. Narzędzia do monitorowania stanu, takie jak analizatory drgań i czujników, stanowią niezwykle skuteczny sposób śledzenia pierwszych symptomów awarii łożysk powodujących uszkodzenie maszyny.

Wysoki poziom wibracji

Pierwszym objawem uszkodzenia łożyska jest wzrost wibracji maszyny. Na tym etapie łożyska nadal działają normalnie, ale zmiana wzorców wibracji wskazuje na rozwijającą się usterkę. Dobry czujnik drgań potrafi wykryć wczesne sygnały ostrzegawcze i wysłać alerty, gdy poziom drgań przekroczy ustalony próg.

Wysoka temperatura i hałas

Poziomy wibracji będą stopniowo wzrastać wraz ze zużyciem łożyska. Jeśli nie zostaną naprawione, uszkodzenie łożyska spowoduje drastyczny wzrost temperatury z powodu tarcia między uszkodzonym łożyskiem a częściami składowymi. W tym momencie maszyna zacznie hałasować i może widocznie wibrować.

Widoczne uszkodzenia

W miarę dalszego pogarszania się stanu łożyska, zaczynają pojawiać się wżery i spirale. Pęknięcia pojawią się na bieżni lub na samym łożysku. Na tym etapie ekipy muszą podjąć pilne działania, aby zapobiec uszkodzeniu podzespołów lub pobliskich maszyn. W najgorszym przypadku awaria łożyska może spowodować wyłączenie kluczowych zasobów i zamrożenie produkcji w zakładzie, co prowadzi do kosztownych przestojów i strat produktywności. Na szczęście istnieją środki zapobiegawcze, które ekipy mogą podjąć, aby uniknąć awarii łożyska.

Środki zapobiegawcze zapobiegające awariom łożysk

W większości przypadków łożyska są niezawodne i mają długą żywotność. Z tego powodu jednym z najważniejszych zadań konserwacji zapobiegawczej jest regularne usuwanie i wymiana łożysk. Utrzymywanie tych zadań zgodnie z harmonogramem może zapobiec nieplanowanym przestojom i kosztownym naprawom.

Istnieje również kilka prostych środków zapobiegawczych, które mogą zapobiec przedwczesnemu zużyciu łożysk.

Na etapie instalacji, upewnij się, że prawidłowo zamontowałeś każde łożysko. Sprawdź tolerancje wału i obudowy oraz zachowaj luz wewnętrzny promieniowy określony w oryginalnym projekcie. Sprawdź, czy prawidłowo uszczelniłeś łożyska, aby były chronione przed brudem, zanieczyszczeniami lub wodą. Pamiętaj również o prawidłowym nasmarowaniu każdego łożyska.

Jest ważne by sprawdź ustawienie maszyny podczas instalacji, a następnie regularnie sprawdzaj. Z czasem rozbieżności pojawiają się stopniowo i mogą zniszczyć łożyska, jeśli nie zostaną naprawione. Aby uzyskać najlepsze rezultaty, sprawdź rozbieżność za pomocą pojedynczego lasera narzędzie do wyrównywania, który szybko identyfikuje nawet drobne błędy ustawienia mogące uszkodzić łożyska.

Utrzymuj właściwe smarowanie przez cały okres eksploatacji łożyska. To ostrożne zachowanie równowagi. Zbyt dużo smarowania powoduje przywieranie łożysk, ale zbyt mało smarowania prowadzi do wysokiego poziomu tarcia, uszkadzając komponenty. Ważne jest również stosowanie smaru i harmonogramu smarowania zalecanych przez producenta.

Co się dzieje, gdy łożysko ulegnie awarii?

Gdy łożysko ulegnie awarii – czy to z powodu zmęczenia, niewłaściwego smarowania, uszkodzonych uszczelnień, czy czegoś innego – nie oznacza to tylko, że łożysko należy wymienić. Pojedyncza awaria łożyska może spowodować kaskadową reakcję łańcuchową, która może wygiąć wały i spowodować poważne uszkodzenia innego sprzężonego sprzętu. Awarie łożysk mogą nawet narazić pracowników na ryzyko obrażeń.

Na szczęście wiele typowych problemów z łożyskami można zidentyfikować na długo zanim staną się poważnymi problemami. I to w dużej mierze dzięki odrębnemu pomiar drgań wzorce, które wytwarzają podczas normalnej pracy. Kiedy te drgania się zmieniają, jest to pierwszy znak problemu. Dopóki masz narzędzia, aby wychwycić odchylenie od normalnego poziomu drgań, możesz łatwo wyprzedzić awarię łożyska.

Jakie są tradycyjne techniki monitorowania łożysk?

Zapewnienie, że łożyska spełniają lub przekraczają swoje okresy eksploatacji, zależy od wielu czynników, w tym jakości łożysk, praktyk przechowywania i magazynowania, prawidłowego montażu i smarowania, skutecznego uszczelnienia i użytkowania w odpowiednich warunkach pracy. Tradycyjne techniki monitorowania stanu łożysk w dużej mierze opierały się na trzech głównych metodach, wszystkie związane z ludzkimi zmysłami:

• Monitoring wizualny (wzrok)
• Monitorowanie dźwiękowe (dźwięk)
• Monitorowanie wibracji (dotyk)

W przeszłości technicy ds. konserwacji i napraw szukali, słuchali i wyczuwali wczesne sygnały ostrzegawcze awarii łożysk. Jednak metody ręczne są zawsze podatne na błędy. Na szczęście dzięki zaawansowanej czułości nowoczesnych czujników monitorujących stan można łatwiej wykryć niezwykle wczesne sygnały ostrzegawcze potencjalnej awarii łożysk, których ludzkie zmysły mogłyby nie zauważyć.

Systemy monitorowania stanu online można również wdrożyć w celu natychmiastowego śledzenia i rejestrowania danych w czasie rzeczywistym zbieranych przez takie czujniki, co pomaga Twojej firmie realizować skuteczną strategię monitorowania stanu łożysk.

Czym jest monitorowanie stanu łożysk?

Chociaż zmęczenie i niewłaściwe smarowanie to dwie z najczęstszych przyczyn awarii łożysk, są one również dość łatwe do wykrycia, zanim staną się poważnymi problemami. Wystarczy wdrożyć skuteczny program monitorowania stanu łożysk.

Istnieje wiele rodzajów narzędzi do monitorowania stanu, których możesz użyć, aby wyprzedzić możliwe do uniknięcia problemy z konserwacją. Na przykład: monitorowanie mocy mierzy wahania prądu, napięcia i częstotliwości, ostrzegając Cię o zmianach w zużyciu energii Twoich aktywów. Oprócz powodowania niepotrzebnego zużycia, takie wahania energii mogą również wskazywać na problemy bezpieczeństwa, które należy natychmiast rozwiązać.

Skuteczny program monitorowania stanu łożysk zazwyczaj opiera się na czujnikach i urządzeniach przenośnych, które precyzyjnie mierzą „życiowe oznaki” zasobów, w tym zużycie energii, częstotliwość wibracji, temperaturę i wiele innych.

Te urządzenia elektroniczne pozwalają na ciągłe śledzenie stanu maszyn, ostrzegając o wszelkich usterkach lub nieprawidłowościach na wczesnym etapie, dzięki czemu można dokonać napraw i uniknąć kosztownych nieplanowanych przestojów. Jedną z szczególnie potężnych grup narzędzi do monitorowania łożysk są czujniki drgań.

Jak używać czujników drgań do monitorowania łożysk

Skuteczny program monitorowania łożysk zazwyczaj obejmuje monitorowanie drgań, ponieważ zmiany drgań są często pierwszym znakiem przyszłej awarii łożyska. Poprzez pomiar intensywności i częstotliwości drgań, przenośne, przewodowe lub bezprzewodowe czujniki drgań mogą wykrywać i ostrzegać o nieprawidłowych odczytach na wiele miesięcy przed tym, zanim staną się poważnym problemem. Daje to czas potrzebny na efektywne zaplanowanie przestoju w celu przeprowadzenia niezbędnej konserwacji zapobiegawczej.

Jakie są korzyści z monitorowania stanu łożysk?

Poprzez przeprowadzenie łożyska monitorowanie stanu program, możesz pomóc zapewnić, że strategia konserwacji Twojej organizacji jest zapobiegawcza, a nie korygująca. Oznacza to, że wykryjesz problemy, zanim doprowadzą do awarii aktywów, zmniejszając koszty konserwacji i zwiększając produktywność.

Na szczęście dzisiejsza nowoczesna technologia sprawia, że ​​skuteczny program monitorowania łożysk jest łatwiejszy i bardziej opłacalny niż kiedykolwiek. Postępy zarówno w czujnikach, jak i oprogramowaniu oznaczają, że wdrożenie najnowocześniejszego programu monitorowania kondycji jest nie tylko wykonalne, ale jest to mądra decyzja finansowa, pomagająca obniżyć koszty i wydłużyć czas sprawności.

Innymi słowy, organizacje, które mają solidny program monitorowania stanu łożysk, nie tylko będą zapobiegać awariom łożysk, ale także wyprzedzą konkurencję.