Умный мониторинг подшипников: как обнаружить неисправности до того, как они вам дорого обойдутся

Состояние подшипников может стать залогом бесперебойной работы и предотвратить внезапную остановку. Даже один выход из строя подшипника может привести к остановке производства, что приведет к дорогостоящему простою и потере производительности.

Но зная, на какие предупреждающие признаки следует обращать внимание, вы сможете обнаружить неисправность подшипника на самых ранних стадиях и принять меры до того, как незначительные проблемы перерастут в серьёзные поломки. Ключ к успеху — проактивный мониторинг, основанный на чётком понимании наиболее распространённых причин и закономерностей неисправностей.

В этой статье рассматриваются основные причины и предупреждающие симптомы выхода из строя подшипников, а также дается цель предоставить вам информацию, необходимую для улучшения вашей программы мониторинга.

Распространенные причины выхода из строя подшипников

Ежегодно по всему миру производятся миллиарды подшипников. Как правило, они служат без проблем в течение всего срока службы, при условии соблюдения техническими специалистами правил эксплуатации и обслуживания. Многие подшипники заменяются профилактически в рамках технического обслуживания по состоянию, и лишь небольшая часть подшипников выходит из строя из-за необратимых повреждений.

Понимание причин выхода из строя подшипников и способов их раннего обнаружения важно для разработки программы мониторинга подшипников, которая защитит ваши критически важные активы и предотвратит дорогостоящие простои. Основные причины выхода из строя подшипников включают:

• Усталость от повторяющихся механических нагрузок, перекосов, перегрузки или загрязнения.
• Отказы смазки, когда специалисты используют неправильный тип, количество или испорченную смазку.
• загрязнение от грязи, мусора и влаги.
• Другие причины, такие как ошибки обращения, установки, чрезмерные нагрузки и неправильная установка, которые встречаются нечасто, но все же играют роль в выходе подшипника из строя.

Проблемы с усталостью и смазкой являются наиболее распространенными причинами выхода из строя подшипников и должны быть в центре внимания любой стратегии мониторинга.

Подробные причины выхода из строя подшипников

Ниже приведен подробный обзор каждой распространенной причины:

Усталость

Усталость возникает, когда подшипники подвергаются чрезмерной нагрузке. Несоосность, недостаточная смазка и загрязнения могут способствовать усталости подшипника, что является частой причиной его выхода из строя. Все эти факторы приводят к постоянным нагрузкам и деформации материала подшипника, что приводит к отслаиванию, выкрашиванию и образованию микроскопических трещин. Со временем трещины увеличиваются, и подшипник в конечном итоге выходит из строя.

Проблемы со смазкой

Неправильная смазка также является одной из основных причин выхода из строя подшипников. Это может означать как недостаточное смазывание, так и использование неподходящего смазочного материала. В некоторых случаях высокие температуры могут привести к ухудшению качества смазки. Ранними признаками неисправности смазки являются изменение цвета тел качения и дорожек, а также перегрев подшипников.

разрегулированность

Другая частая причина — несоосность. Рекомендуется выверять соосность оборудования на этапе установки, а затем регулярно проверять её, поскольку такие факторы, как тепловое расширение и вибрация, могут со временем привести к её нарушению. Лазерные инструменты — это золотой стандарт для проверки соосности.

Неправильная установка

Неправильная установка и монтаж могут привести к выходу подшипников из строя. Устанавливайте подшипники с использованием правильных инструментов, при необходимости нагревая их, чтобы обеспечить правильную установку без приложения силы. Операторы также должны проверять правильность центровки во время установки. Кроме того, подшипники и корпус должны быть тщательно очищены и смазаны во время установки.

Избыточные нагрузки

Чрезмерные нагрузки приводят к чрезмерному износу подшипников из-за повышенного трения между телами качения и дорожками качения. Чрезмерные нагрузки приводят к образованию интенсивных дорожек износа, перегреву и общей усталости оборудования, что приводит к выходу подшипников из строя.

загрязнение

Грязь, мусор и химикаты могут загрязнять подшипники и вызывать ухудшение. Со временем это приводит к коррозии и отказу подшипника. Отказ уплотнения, который приводит к загрязнению, может быть результатом неправильной установки. Несоосность также может способствовать отказу уплотнения и загрязнению.

Подшипники, загрязненные грязью и мусором, часто имеют вмятины на элементах качения и более высокий, чем обычно, уровень вибрации.

Неправильная посадка

Установка подшипников с правильной посадкой очень важна. Слишком плотная посадка может вызвать напряжение и трение; обычно она вызывает заметно тяжелый износ элементов качения. С другой стороны, слишком свободная посадка приводит к вибрации и шуму, что также может привести к выходу подшипника из строя и серьезным неисправностям с течением времени.

Типы выхода из строя подшипников

Ниже приведены наиболее распространенные виды выхода из строя подшипников и их типичные причины:

• Отслоение (шелушение): Это происходит, когда подповерхностная усталость приводит к отколу небольших пластин или углублений от дорожки качения или тел качения. Выкрашивание часто возникает из-за чрезмерной нагрузки, перекоса или загрязнения, что снижает срок службы материала подшипника.
• Бринеллинг: Бринеллирование – это процесс, при котором на подшипнике образуются необратимые вмятины. Существует два основных типа бринеллирования: истинное бринеллирование и ложное бринеллирование. Истинное бринеллирование – это необратимые вмятины, возникающие под действием нагрузок, превышающих предел текучести материала, обычно при сильных ударах или статической перегрузке в неподвижном состоянии. Ложное бринеллирование вызывается вибрацией от других деталей машины, которая приводит к появлению неровных следов на дорожке качения подшипника, напоминающих истинное бринеллирование.
• Размазывание: Размазывание возникает из-за повреждения поверхности из-за трения скольжения при недостаточной смазке или высокой нагрузке, особенно при циклическом пуске/остановке или перекосе. Поверхности размазываются, а не катятся, что часто приводит к переносу материала с одной поверхности на другую.
• Тревога: Незначительные вибрации между деталями подшипника приводят к локальному износу и коррозии. Это называется фреттингом и со временем может привести к появлению ложных рисунков бринеллирования.
• Рифление: Выкрашивание канавками также известно как электрическая эрозия. Оно происходит, когда через подшипник проходит незаземлённый ток, приводя к образованию крошечных следов ожогов или кратерообразных углублений, расположенных вдоль дорожки качения. Обычно это происходит из-за блуждающих токов в двигателях или частотно-регулируемых приводах.

Важно регулярно проверять состояние подшипников на наличие любой из этих распространённых проблем. Знание признаков неисправности поможет выявить её на ранней стадии и предотвратить полный отказ оборудования.

Симптомы и идентификация неисправностей подшипников

Контроль состояния Системы часто обнаруживают неисправность подшипника на ранних стадиях.

Первоначальные неисправности часто проявляются как высокий уровень вибрации, которые можно обнаружить с помощью датчиков вибрации до того, как подшипник заметно выйдет из строя. По мере развития неисправности трение приводит к нагреву и шуму. Датчики могут регистрировать повышенная температура в сочетании с слышимые изменения в работе подшипников.

Инструменты мониторинга состояния, включая портативные виброанализаторы и стационарные датчики, позволяют надёжно выявлять ранние признаки неисправности. Используя данные о вибрации, аналитики используют ряд методов анализа, чтобы определить, какие неисправности возникают внутри машины.

H3: Диагностика неисправностей подшипников по характеру вибрации

Существует три основных типа анализа, которые мониторинг вибрации Для определения неисправностей специалисты используют:

• Анализ быстрого преобразования Фурье (БПФ): Этот метод преобразует временные данные в частотный спектр. Данные БПФ позволяют специалистам определить, исходит ли неисправность от подшипника или вала, а также определить возможные места неисправностей.Подробную информацию о БПФ можно найти в нашем блоге.)
• Анализ формы временной волны: Специалисты анализируют необработанные данные о вибрации во временной области, чтобы обнаружить изменения частоты и амплитуды вибрации. Это может указывать на периодические сбои в работе оборудования, а также на такие проблемы, как ослабление подшипников и шестерён.
• Детектирование огибающей (демодуляция): Этот метод идеально подходит для раннего обнаружения неисправностей, скрытых в сложных сигналах. Он использует алгоритм для извлечения сигналов из исходной формы сигнала, которые в противном случае могли бы остаться незамеченными. Это позволяет экспертам обнаружить неисправность подшипника на ранней стадии до того, как она проявится в спектре БПФ.

Используемые вместе, эти методы дают аналитикам набор практических диагностических инструментов для вращающееся оборудование здоровье. Но прежде чем

Профилактические меры по предотвращению выхода из строя подшипников

В большинстве случаев подшипники надежны и имеют длительный срок службы. По этой причине одной из важнейших задач профилактического обслуживания является регулярное снятие и замена подшипников. Соблюдение графика выполнения этих задач может предотвратить незапланированные простои и дорогостоящие ремонты.

Существуют также некоторые простые профилактические меры, которые могут остановить преждевременный износ подшипников.

На этапе установки, убедитесь, что вы правильно установили каждый подшипник. Проверьте допуски вала и корпуса и поддерживайте радиальный внутренний зазор, указанный в исходной конструкции. Убедитесь, что вы правильно герметизировали подшипники, чтобы они оставались защищенными от грязи, мусора или воды. Также не забудьте правильно смазать каждый подшипник.

Важно проверка выравнивания машины на этапе установки, а затем регулярно перепроверяйте. Со временем несоосность происходит постепенно и может разрушить подшипники, если оставить ее без присмотра. Для достижения наилучших результатов проверьте выравнивание с помощью однолазерного инструмент для выравнивания, который быстро выявляет даже незначительные нарушения соосности, которые могут привести к повреждению подшипников.

Поддерживайте правильную смазку В течение всего срока службы подшипника. Это осторожный баланс. Слишком много смазки приводит к застреванию подшипников, но слишком мало смазки приводит к высокому уровню трения, что приводит к повреждению компонентов. Также важно использовать смазку и график смазки, рекомендованные производителем.

Что произойдет, если подшипник выйдет из строя?

Когда подшипник выходит из строя — будь то из-за усталости, неправильной смазки, поврежденных уплотнений или чего-то еще — это не просто означает, что подшипник нужно заменить. Одиночный отказ подшипника может вызвать каскадную цепную реакцию, которая может погнуть валы и нанести серьезный ущерб другому сопряженному оборудованию. Отказы подшипников могут даже подвергнуть рабочих риску получения травм.

К счастью, многие распространённые проблемы с подшипниками можно выявить задолго до того, как они перерастут в серьёзные. Во многом это достигается благодаря чётким шаблонам измерения вибрации, которые они создают при нормальной работе. Изменение вибрации — это первый признак проблемы. Если у вас есть инструменты для отслеживания отклонений уровня вибрации от нормы, вы можете легко предотвратить выход подшипника из строя.

Традиционные методы мониторинга подшипников

Исторически состояние подшипников оценивалось с помощью органов чувств человека:

• Визуальный осмотр (зрение)
• Звуковой мониторинг (звук)
• Ручная проверка вибрации (сенсорная)

Раньше специалисты по техническому обслуживанию и ремонту искали, слушали и чувствовали ранние предупреждающие признаки отказа подшипника. Однако ручные методы всегда подвержены ошибкам. К счастью, благодаря повышенной чувствительности современных датчиков контроля состояния вы можете легче обнаружить чрезвычайно ранние предупреждающие признаки потенциального отказа подшипника, которые человеческие чувства могут пропустить.

Современные цифровые датчики гораздо точнее улавливают ранние признаки неисправностей. Системы онлайн-мониторинга автоматически регистрируют данные в режиме реального времени и оповещают о тенденциях, исключая человеческий фактор и задержки реагирования.

Какую помощь может оказать мониторинг состояния подшипников?

Хотя усталость и неправильное смазывание являются двумя наиболее распространёнными причинами выхода подшипников из строя, их довольно легко обнаружить до того, как они станут серьёзными проблемами. Однако для выявления этих проблем до выхода из строя необходима эффективная программа мониторинга состояния подшипников.

Надежная программа измеряет ключевые параметры активов, такие как вибрация, температура, энергопотребление и температура, с помощью портативных или онлайн-датчиков. Мониторинг мощности Позволяет обнаружить ненормальные нагрузки или неэффективность до того, как механический износ станет заметным. В совокупности эти инструменты способствуют раннему выявлению неисправностей и предиктивному обслуживанию.

Мониторинг пеленгов на основе маршрутов и онлайн

Существует несколько способов мониторинга состояния подшипников: по маршруту или онлайн. Мониторинг подшипников по маршруту подразумевает, что технические специалисты вручную собирают данные о вибрации и температуре по расписанию с помощью портативных приборов. Этот метод лучше всего подходит для некритического оборудования, требующего лишь периодических проверок.

Однако мониторинг на основе маршрутов не позволяет обнаружить неизбежные неисправности, как это делает онлайн-мониторинг подшипников. Онлайн-системы используют сеть датчиков, которые непрерывно отслеживают состояние подшипников в режиме реального времени. Они заблаговременно предупреждают о потенциальных проблемах, таких как выход подшипников из строя, давая вашей команде время принять меры до выхода оборудования из строя. Онлайн-мониторинг — лучший выбор для критически важных объектов, поскольку он обеспечивает мгновенный доступ к данным и интегрируется с системами оповещения, которые могут отправлять оповещения, когда состояние оборудования превышает заданный порог.

Инструменты Prüftechnik на основе маршрутов, такие как ВибЭксперт Предлагайте периодическую диагностику. Для критически важных активов такие системы, как ВибГард Беспроводные вибрационные узлы обеспечивают непрерывный мониторинг и быстрое обнаружение. Выбирайте исходя из критичности объекта и времени обнаружения.

Каковы преимущества мониторинга состояния подшипников?

Выполняя подшипник контроль состояния Благодаря этой программе вы сможете гарантировать, что стратегия технического обслуживания вашей организации будет превентивной, а не корректирующей. Вы сможете выявлять проблемы до того, как они приведут к отказу оборудования, сокращая затраты на техническое обслуживание и повышая производительность.

К счастью, современные технологии делают реализацию эффективной программы мониторинга подшипников проще и экономичнее, чем когда-либо. Достижения в области датчиков и программного обеспечения означают, что внедрение инновационной программы мониторинга состояния не только осуществимо, но и является разумным финансовым решением, помогающим сократить расходы и увеличить время безотказной работы.

Другими словами, организации с эффективной программой мониторинга состояния подшипников не только смогут предотвращать выход подшипников из строя, но и опережать конкурентов. 

5 лучших практик по созданию программы мониторинга подшипников

1. Расставьте приоритеты активов по критичности и влиянию отказов. Контролируйте ключевые турбины, подшипники на критически важных для сети двигателях и т. д.
2. Определить частоты мониторинга. Например, решите, имеет ли смысл вашей команде проводить ежедневные или еженедельные ручные обходы, а также осуществлять постоянный мониторинг критически важных активов.
3. Установить пороги срабатывания сигнализации Тщательно проверяйте, чтобы минимизировать ложные срабатывания. Используйте исторические данные для настройки пределов.
4. Избегайте ловушек такие как непоследовательный мониторинг, низкое качество данных или пренебрежение обучением.
5. Обеспечить успешное внедрение с кросс-функциональной координацией, четкой ответственностью и периодическими обзорами.

Структура вашей программы мониторинга подшипников будет различаться в зависимости от типа оборудования, которое вы планируете контролировать, и критичности каждого оборудования. К счастью, Prüfechnik предлагает широкий спектр инструментов и программного обеспечения для мониторинга состояния любого масштаба. Ознакомьтесь с нашими решениями по мониторингу состояния здесь.