Statystyka przyczyn uszkodzeń łożysk tocznych wg producentów

Transkrypt

1

2

3 Statystyka przyczyn uszkodzeń łożysk tocznych wg producentów 36 % 34 % 15 % 14 % 1 % Złe smarowanie Obciążenia zmęczeniowe Zły montaż Zanieczyszczenia Pozostałe

4 Metody diagnostyczne stosowane do kontroli łożysk tocznych Metody specjalizowane 1. SPM ( Shock Pulse Method ) i SPM HD ( Shock Pulse Method Higher Definition) firmy SPM Instrument AB 2. Spike Energy Spectrum [ gse ] firmy Rockwell Automation ENTEK 3. PeakVue firmy CSI / Emerson 4. SEE ( Spectral Emitted Energy ) firmy SKF 5. ENV Acc i HFD firmy SKF 6. BCU ( Bearing Condition Unit ) firmy SCHENCK Metody znormalizowane 1. Metoda pomiaru RMS prędkości drgań zgodnie z normą ISO [1974] 2. Metoda pomiaru drgań całkowitych zgodnie z normą ISO [1998]

5 SPM Shock Pulse Method SPM jest znakiem handlowym firmy SPM Instrument AB

6 SPM (Shock Pulse Method) 1966 Duński armator inwestuje w wynalezienie metody wykrywania wad łożysk w pompach cargo zanim nastąpi awaria Metoda Impulsów Uderzeniowych zostaje opatentowana przez Eivinda Søhoela.

7 SPM model powstawania impulsu uderzeniowego

8 SPM - Poziom udarów i wzór Czas Czas Czas

9 SPM przebieg zużycia łożyska d RPM Żywotność łożyska dbm dbc

10 SPM- Impulsy uderzeniowe a smarowanie Pełny film olejowy Częściowy film olejowy Niewystarczający film olejowy

11 SPM HD [ Higher Definition ] SPM HD jest znakiem handlowym firmy SPM Instrument AB

12 SPM HD - odfiltrowywanie przypadkowych udarów HD sv HD m & HD c HD m Ilość udarów Zakłócenia Czas HD c HD m HD sv

13 Normalizacja

14 SPM HD - Śledzenie rzędnych OBR 1X 1500 Czas Częstotliwość próbkowania jest ustalona próbek/sek ( = zakres Hz ) 25 f Rzędne [Hz] OBR 1X Czas Prędkość mierzona w sposób ciągły i częstotliwość próbkowania jest ustalona wg mierzonej wartości obr/min Rzędne

15 HD Śledzenie rzędnych - Zalety 0.55 mm/s 4.87 mm/s HD Śledzenie rzędnych WYŁ HD Śledzenie rzędnych WŁ

16 SPM HD - Wykorzystywanie przebiegów czasowych BPFO (Częstotliwość bieżni zewnętrznej) Czas BPFI (Częstotliwość bieżni wewnętrznej) 1 obr Czas BS (Częstotliwość elementu tocznego) Czas

17 SPM HD (Shock Pulse Method Higher Definition) - zalety + Zasada pomiaru nie wymaga umieszczania przetwornika jak najbliżej do źródła sygnału + Dokładnie określone wartości progowe do oceny stanu łożyska + Ocenia jakość smarowania + Nie wymaga trendu do określania poziomu alarmu + Odporna na zmienne prędkości obrotowe podczas pomiaru + Daje wyraźne widmo dla łożysk wolnoobrotowych ( od 5 obr/min ) + Możliwość oceny zestawu łożysk i poszczególnych elementów w łożysku + Możliwość oceny pracy łożysk maszyn pracujących w zmiennych warunkach [ logika pomiarowa ]

18 SPM HD (Shock Pulse Method Higher Definition) - wady - Jest konieczna znajomość typu i producenta łożyska - Bardzo ważny jest pomiar rzeczywistej prędkości obrotowej ( szczególnie dla łożysk wolnoobrotowych )

19 Uszkodzenia wykrywane za pomocą metod SPM i SPM HD 36 % 34 % 15 % 14 % 1 % Złe smarowanie Obciążenia zmęczeniowe Zły montaż Zanieczyszczenia Pozostałe

20 2.Spike Energy Spectrum [ gse ] jest znakiem handlowym firmy Rockwell Automation ENTEK. Metoda opracowana w latach 70-ych przez IRD, ostatecznie empirycznie dopracowana przez Ford Motor Company. 3. PeakVue jest znakiem handlowym firmy CSI / Emerson 4. SEE (Spectral Emitted Energy) jest znakiem handlowym firmy SKF Metoda jest połączeniem metody pomiarów drgań o wysokiej częstotliwości emisji akustycznej 250 khz do 350 khz i analizy obwiedni w zakresie 5-60 khz. 5. ENV Acc i HFD są znakami handlowymi firmy SKF Obwiednia Przyspieszenia drgań (ENV Acc) jest metodą wzmocnienia dynamiki sygnału. Najczęściej stosuje się ją aby podbić sygnały z elementów łożyska o niskich częstotliwościach i ogólnej niskiej amplitudzie. Szybkie wykrywanie częstotliwości - HFD metoda dostarcza wartości liczbowe dla drgań o wysokiej częstotliwości z niskimi amplitudami generowanymi przez niskoenergetyczne sygnały z łożysk, gdy ma miejsce styk metal-metal.

21 Metody specjalizowane pozostałe zalety i wady + Możliwość wykrycia wady w łożysku z określeniem, który element łożyska jest uszkodzony Metody wrażliwe na zmienne prędkości ( rozmycie częstotliwości w widmie ) i zakłócenia. - Błędy w ocenie uszkodzeń w przypadku łożysk przeciążonych. - Opierają się głównie na trendzie i brak praktycznych jasno określonych progów, pozwalających oceniać stan rożnych typów badanych maszyn. - Dokładność pomiaru zależna od stosowanego przetwornika przyspieszeń a błąd montażowy ma duży wpływ na dokładność pomiaru ( zasada pomiaru wymaga, aby umieścić czujnik jak najbliżej do źródła sygnału lub uzyskiwane jest poprzez smarowanie powierzchni czujnika w miejscu styku z powierzchnią urządzenia w SEE ). - Na jakość metody mają wybór ustawienia np. częstotliwości filtra górnoprzepustowego w Peak Vue a same ustawienia dobierane intuicyjnie

22 6. BCU (Bearing Condition Unit) jest znakiem handlowym firmy SCHENCK BCU jest miarą wartości energii tych zanikających drgań i częstotliwości ich występowania. Zakres jednostek. Jednostka obwiedni BCU jest logarytmiczną zależnością pomiędzy BCU i wartością szczytową Impulsów uderzeniowych. - Zmiana wartości zauważalna dopiero przy zaawansowanym uszkodzeniu łożyska - Problemy z oceną stanu łożysk przeciążonych - Trudność z ustaleniem progów alarmowych

23 Uszkodzenia wykrywane za pomocą pozostałych metod specjalizowanych Złe smarowanie Obciążenia zmęczeniowe Zły montaż Zanieczyszczenia Pozostałe

24 Standardowe metody pomiaru drgań całkowitych zgodnie z ISO-2372 i W oparciu o wartości RMS parametrów drgań ( DISPL, VEL, ACC ).

25 ISO-2372 i Definicja RMS RMS Pik RMS =

26 ISO-2372 i Kierunki pomiarowe

27 ISO Natężenie drgań Hz mm/s RMS in/s RMS

28 ISO Klasyfikacja urządzeń 1 - Wytyczne ogólne. 2 - Duże, lądowe zestawy generatorów z turbiną parową > 50MW. 3 - Maszyny przemysłowe > 15kW i prędkością obrotową pomiędzy obr/min. 4 - Zestawy napędzane turbiną gazową oprócz lotniczych. 5 - Zestawy maszyn w instalacjach pompowych i zasilania hydraulicznego. 6 - Maszyny pracujące posuwisto-zwrotnie o mocy powyżej > 100kW.

29 ISO , Wytyczne ogólne Pomiary Musi być wybierany zakres częstotliwości Przemieszczenie, prędkość i przyspieszenie R.m.s lub Pik-do-Pik zależnie od zastosowania Ocena Strefa od A do D. Strefa A: nowe maszyny, Strefa D: wzrost drgań, mogący wywołać awarię Wspomniane inne metody kontroli łożysk np. Impulsów Udarowych lub bez pomiarów drgań np. termowizja

30 ISO 2372 / zalety i wady + Łatwa do zrozumienia metoda z precyzyjnie określonymi wartościami progów alarmowych Konieczność pomiaru w 3 kierunkach ( wydłuża czas pomiaru sprzętem przenośnym i podraża koszty instalacji systemów kontroli ciągłej ). - Brak informacji o jakości smarowania. - Wady i uszkodzenia innego typu np. niewywaga maskują sygnał z łożyska. - Wady łożysk zauważalne dopiero przy wysokim poziomie uszkodzenia.

31 Uszkodzenia wykrywane za pomocą pomiaru drgań zgodnie z normą ISO Przy wysokim stopniu uszkodzenia Złe smarowanie Obciążenia zmęczeniowe Zły montaż Zanieczyszczenia Pozostałe

32 Dlaczego tak trudno wykryć uszkodzenie w łożysku tylko za pomocą pomiarów drgań? Siły powodujące drgania ~99% obrotowa-bezwładności ~1% tarcie ~0.1% udary

33 Dlaczego tak trudno wykryć uszkodzenie w łożysku tylko za pomocą pomiarów drgań? Wpływ montażu przetwornika drgań Ręczny Magnes Przymocowany 1 < Hz

34 Dlaczego nie można wykryć jakości smarowania w łożysku za pomocą pomiarów widma drgań? Różne sinusoidy sekundy Domena czasowa Hz Brak częstotliwości = Brak symptomu

35 Inne metody [uzupełniające] : Pomiar temperatury ( termowizja ) Ultradźwiękowo osłuch stetoskopem Oględziny Analiza smaru + Proste metody, łatwe do zrozumienia podstawy fizyczne + Możliwość oceny jakości smarowania + Wygodne w przypadku kontroli łożysk tego samego typu, pracujących w tych samych warunkach ( prędkość, obciążenie ) Ocena pracy łożysk subiektywna, wymagająca wieloletniego doświadczenia i posiadania lub nagrania biblioteki sygnałów - Brak jasno określonych progów alarmowych - Badanie parametrów /zjawisk będących wynikiem już istniejącego uszkodzenia, a nie wykrywanie uszkodzeń - Niewygodne w przypadku kontroli łożysk różnego typu, wielkości, pracujących w różnych warunkach np. prędkościach roboczych.

36