Überwachung des Lagerzustands: Vibrations-, Temperatur- und Schmierungsprüfungen

Ein Getriebelager in der Nachtschicht läuft ein paar Grad wärmer als im letzten Monat. Nichts ist ausgefallen und die Linie läuft weiter. Die einfache Lösung besteht also darin, Fett hinzuzufügen und im nächsten Quartal noch einmal nachzuschauen. Um dieses Rätsel zu lösen, gibt es die Überwachung des Lagerzustands: Sie verwandelt ein Lager in ein Teil mit einer messbaren Restlebensdauer. Die Kurzfassung besagt, dass die Disziplin mehr auf Basislinien und Trendraten als auf Instrumenten beruht und drei Signale, Vibration, Temperatur und Schmiermittelzustand, die meisten sich entwickelnden Fehler Wochen erkennen, bevor sie einen Stillstand verursachen.

Die Wirtschaftslage ist stumpf. Ein Lagerwechsel innerhalb eines geplanten Zeitfensters kostet ein Teil und ein paar Arbeitsstunden. Bei einem Blockieren kommt es zu einer beschädigten Welle, einem beschädigten Gehäuse, verunreinigtem Schmiermittel im Kreislauf und einem ungeplanten Stopp. Bei Fehleranalysen vorzeitiger Schäden werden Schmierungsprobleme und fehlerhafte Montage immer vor der Ermüdung des Stahls selbst eingestuft, und beide Ursachen hinterlassen Spuren in den Daten, lange bevor Lochfraß auftritt.

Die vier Stufen, die Sie eigentlich suchen

Lager verschlechtern sich in einer erkennbaren Reihenfolge, und diese Reihenfolge macht die Messwerte lesbar. Frühzeitige Schäden sind im Gesamtgeschwindigkeitswert unsichtbar und im Hochfrequenzband offensichtlich. Wenn ein Defektton das Spektrum dominiert, schließt sich das Fenster für eine geplante Änderung bereits.

Daraus ergeben sich zwei Konsequenzen. Ein einzelner Messwert beweist nur sehr wenig, da die nützliche Information in der Differenz zwischen den Messwerten liegt, die auf derselben Maschine bei derselben Belastung ermittelt wurden. Und das Instrument muss die Phase sehen, die Sie interessiert, was einen Gesamtgeschwindigkeitsmesser zu einem Spätwarngerät für Peilungen macht.

Schwingungsanalyse: das früheste nutzbare Signal

Vibration bleibt die am weitesten verbreitete Technik, da sie direkt auf mechanische Veränderungen reagiert und einen Beschleunigungsmesser am Gehäuse in der Nähe der Lastzone benötigt. Die Qualität der Halterung ist wichtiger als der Preis des Sensors. Ein auf einem Bolzen montierter Beschleunigungsmesser speichert nutzbare Daten weit über 10 kHz, eine Magnethalterung verliert die Spitze dieses Bereichs genau dort, wo die frühe Lagerenergie sitzt, und eine Handsonde eignet sich gut für die Routenprüfung, jedoch nicht für Hüllkurvenarbeiten.

Wissenswerte Defekttöne

• Äußerer Ring, BPFO: konstante Amplitude, da der äußere Ring relativ zur Lastzone ruhig bleibt, was ihn zum am einfachsten zu trendenden Defekt macht.
• Innenring, BPFI: Die Amplitude steigt und fällt mit der Wellendrehung, es ist also mit Seitenbändern zu rechnen, die im Abstand von 1x um den Ton herum angeordnet sind.
• Rollelement, BSF: schwächer und durch den Käfig moduliert, leicht mit einer Harmonischen von etwas anderem zu verwechseln.
• Käfig, FTF: niedrige Energie, aber ein steigender Käfigton zusammen mit der Hitze deutet auf Schmiermittelmangel oder Käfigverschleiß hin.

Hüllkurvenanalyse und die Steigung, auf die es ankommt

Die Hüllkurven- oder Demodulationsverarbeitung extrahiert eine Niederfrequenzwiederholung aus einem Hochfrequenzträger und ist die Standardmethode zur Erkennung von Schäden der Stufen eins und zwei. Der Wert liegt in der Wiederholung: Ein bestätigter Ton sollte oft genug erneut gemessen werden, um mindestens drei Punkte vor dem vorhergesagten Ausfall darzustellen, da die Steigung das Datum des Arbeitsauftrags und nicht die Amplitude bestimmt. Wöchentliche Messwerte, sobald ein Fehler bestätigt wurde, und monatliche Messungen auf einer funktionsfähigen, kritischen Maschine sind ein praktikabler Standard. Fehleraufzeichnungen von ähnlichen Geräten, wie diese Überprüfung von Häufige Fehler und Lösungen für zweireihige Kugellager , helfen Ihnen zu beurteilen, welche Töne erwartet werden und welche neu sind.

Temperatur- und Schmiermittelprüfungen

Die Temperatur ist günstig, leicht zu automatisieren und spät. Er steigt an, sobald die Reibung bereits zugenommen hat, und bestätigt somit ein Problem, statt es vorherzusagen. Wo der Vibrationszugang jedoch schwierig ist, verdient ein permanenter Sensor immer noch seinen Platz. Stellen Sie es auf eine vergleichbare Last und Umgebungstemperatur ein, markieren Sie einen Anstieg von etwa 10 °C über dem Ausgangswert für die Untersuchung und behandeln Sie 20 °C als Stopp- und Inspektionsbedingung. Eine Wärmebildkamera auf der Strecke erledigt die gleiche Aufgabe und ist praktisch, um Schwesterlager auf einer Welle zu vergleichen.

Der Zustand des Schmiermittels ist die andere Hälfte des Bildes. Oxidiertes, ausgehärtetes oder Wasser absorbierendes Fett erzeugt die Reibung, die sich später als Wärme zeigt. Die Probenahme erfolgt nicht kontinuierlich, daher wird die Disziplin protokolliert: Fettart, -menge, -intervall, -farbe und etwaige Anzeichen von Wasser oder Metall an der Dichtungslippe. Übermäßiges Fetten verdient eine eigene Warnung, da es die Betriebstemperatur erhöht und an einer Dichtung vorbeidrücken kann, so dass es in einem abgeschirmten Teil nirgendwo hingehen kann.

Bestandige Basislinien und Alarmschwellen

Allgemeine Vibrationsgrenzwerte, wie die Zonengrenzen in ISO 20816, eignen sich für Abnahmeprüfungen und das Erkennen einer Maschine in großen Schwierigkeiten. Sie sind grob für Lager. Eine trendbasierte Regel funktioniert besser: Alarmieren Sie bei etwa 3 dB über der festgelegten Basislinie, planen Sie die Arbeit bei 6 dB und stoppen Sie bei 10 dB oder einem plötzlichen Schritt. Linear ausgedrückt sind 3 dB etwa das 1,4-fache der Amplitude und 6 dB das Doppelte.

Drei Bedingungen sorgen dafür, dass diese Zahlen ehrlich bleiben: jedes Mal der gleiche Messpunkt, der gleiche Maschinenzustand in Bezug auf Geschwindigkeit, Last und Aufwärmphase und eine Historie, die auch bei Personalwechseln Bestand hat. Eine Basislinie, die auf einer Peilung unbekannter Herkunft aufgenommen wurde, ist sehr wenig wert, weshalb Beschaffungsaufzeichnungen in die gleiche Datei wie die Spektren gehören.

Warum die Lagerqualität die Daten verändert

Durch die Überwachung wird ein Fehlersignal vom Hintergrundrauschen getrennt, sodass ein ruhigeres Lager in einwandfreiem Zustand seine Fehler früher erkennt. Ein rauscharmes, hochpräzises Teil sorgt für ein sauberes Spektrum mit vorhersehbaren Tönen; Eine Charge mit inkonsistentem Spiel oder rauen Laufbahnen bewegt den Boden und macht Trends mehrdeutig. Lärm und Präzision sind also Beschaffungskriterien mit direkter Auswirkung auf die Überwachung, keine Marketingbegriffe.

Ningbo Wanshun Bearing Co., Ltd. fertigt die beiden Familien, die dieses Gespräch dominieren, hochpräzise, ​​geräuscharme zweireihige Schrägkugellager und kleine bis mittlere Rillenkugellager, in einem Werk in Cixi, Zhejiang, einer Gegend, die als Chinas Lagerstadt bekannt ist. Die angegebene Produktion beträgt 6 Millionen zweireihige Schrägkugellager und 35 Millionen Rillenkugellager pro Jahr, unterstützt durch ein ISO 9001-Qualitätsmanagement und ein 35-köpfiges technisches Team.

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Bei einer überwachten Maschine sind die Spezifikationsdetails, die die Fehlerfrequenzen und den Geräuschpegel verschieben, am wichtigsten: Kontaktwinkel und Vorspannung in den zweireihigen Teilen, Spiel und Fettfüllung in den tiefen Nutteilen. Eine zu hoch eingestellte Vorspannung hebt den Hochfrequenzboden an und sorgt vom ersten Lauf an für mehr Wärme, während ein zu lockerer Abstand bei niedriger Geschwindigkeit als 1x- und Käfigtöne sichtbar wird.

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Wenn kombinierte radiale und axiale Belastungen auftreten und die Wellendurchbiegung gering bleiben muss, erspart die Anpassung der Serie und der Vorspannung an die Belastung vor dem Einbau später viel Interpretation. Die abgedichteten und abgeschirmten Varianten der Serien 52 und 53 sind eine gängige Lösung für Pumpen und Getriebe, bei denen eine Fettleitung nicht praktikabel ist.

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Führungssysteme und Roboterachsen fügen einen weiteren Fall hinzu. Dort bewegen sich die Wälzelemente und nicht sie drehen sich an Ort und Stelle, so dass sich die Überwachungsfrage in Richtung Schienenebenheit, Rollenkontakt und Verschmutzung verlagert, weshalb die Konstruktion von Laufrollen mit gotischen Bogenrillen ist genauso wichtig wie das Lager in ihnen.

Eine praktische Start-Checkliste

1. Wählen Sie die Maschinen aus, bei denen ein Lagerausfall tatsächlich die Produktion stoppt, nicht die gesamte Anlage.
2. Zeichnen Sie jeweils eine Basislinie an einem festen Punkt bei gleicher Last und Geschwindigkeit nach der thermischen Stabilisierung auf.
3. Speichern Sie die Lagerbezeichnung zusammen mit den Daten, damit Fehlerhäufigkeiten und Ersatzteile bekannt bleiben.
4. Legen Sie Warn- und Alarmstufen anhand dieser Basislinie und nicht anhand allgemeiner Tabellen fest.
5. Fixieren Sie das Abtastintervall von der Kritikalität und behalten Sie es bei, da eine unregelmäßige Route zu unbrauchbaren Steigungen führt.
6. Besprechen Sie Trends mit den Leuten, die die Maschine warten, da ein Fettwechsel und ein Vibrationsschritt normalerweise dasselbe Ereignis sind.

All das erfordert zu Beginn kein großes Budget. Ein Beschleunigungsmesser mit Hüllkurvenfunktion, eine bereits auf der Strecke eingesetzte Wärmebildkamera und eine schriftliche Aufzeichnung der Schmierintervalle können die meisten Ausfälle erkennen, die in einer mittelgroßen Anlage von Bedeutung sind. Instrumente können mit dem Programm wachsen; Die Disziplin einer sauberen Grundlinie kann nicht nachträglich hinzugefügt werden.