Диагностика подшипников скольжения

Автор admin в 6 февраля, 2017. Опубликовано Pages

Подшипники скольжения являются важной составной частью крупных агрегатов, и вибродиагностика подшипников скольжения позволяет избежать аварийных остановов и дорогостоящих ремонтов ответственного оборудования своевременным обнаружением зарождения и развития дефектов подшипников (в компрессорах, в турбинах, в высоскоростном технологическом оборудовании). Под весом ротора и других статических нагрузок в подшипнике скольжения могут возникнуть значительные колебательные силы кинематического и импульсного (ударного) происхождения, а также колебательные силы, вызванные действием сил трения. Также, помимо действия колебательных сил, в подшипниках скольжения могут наблюдаться вибрации с частотой порядка (0,42-0,48)f_вр, возбуждаемые автоколебаниями ротора на масляном клине. Гармонические составляющие вибрации ротора в подшипнике имеют кинематическое происхождение и обусловлены неровностями шейки вала. В спектре вибрации проявляют себя гармониками частоты вращения f_вр. Что касается сил трения, то мощность возбуждаемой ими вибрации зависит от толщины масляного слоя и, как правило, значительно меньше, чем в подшипниках качения. Удары гидродинамического происхождения обусловлены кратковременным появлением зон кавитации и проявляются себя незначительным скачком мощности случайной вибрации. Во много раз больший скачок мощности случайной вибрации наблюдается при ударах, обусловленных разрывом масляного слоя, когда происходят «сухие» удары шейки ротора о поверхность вкладышей.

Дефекты подшипников скольжения

Подшипник скольжения конструктивно значительно проще подшипника качения и, соответственно, в данном случае в нем наблюдается меньше дефектов, отличающихся разными диагностическими признаками. Диагностика подшипников скольжения с помощью диагностического комплекса CSI 2140 и программы VibView позволяет выявить следующие дефекты:

износ поверхностей скольжения
- диагностические признаки:
  - рост гармоник на частоте вращения f_врза счет увеличения амплитуды колебаний ротора в подшипнике;
  - появление вибрации с частотой автоколебаний ротора;
  - возбуждение высокочастотной (ВЧ) вибрации, обусловленной гидроударами.
выкрашивание поверхностей скольжения
- диагностические признаки:
  - возбуждение (ВЧ) вибрации, обусловленной гидроударами.
дефекты сборки и установки подшипника
- диагностические признаки:
  - возбуждение силами трения (ВЧ) вибрации.
дефекты системы подачи смазки
- диагностические признаки:
  - появление вибрации с частотой автоколебаний ротора; нестабильность амплитуд гармоник на частоте вращения;
  - возбуждение ударной (ВЧ) вибрации за счет разрывов масляного слоя.
ухудшение качества смазки
- диагностические признаки:
  - рост уровня случайной (ВЧ) вибрации за счет роста сил трения;
  - возбуждение ударной (ВЧ) вибрации за счет нерегулярных гидравлических ударов.

Таблица 1. Таблица диагностических признаков подшипников скольжения

Таблица диагностических признаков подшипников скольжения, диагностика подшипников

Методы вибродиагностики подшипников скольжения

В связи с тем, что дефекты подшипников скольжения генерируют как низкочастотную (НЧ), так и высокочастотную (ВЧ) вибрацию, их диагностика проводится совместным анализом спектров низкочастотной вибрации и спектра огибающей. При этом измерение вибрации проводится в самой нижней точке подшипникового узла, в которой нагрузка на подшипник является максимальной. В качестве инструментария для вибродиагностики подшипников специалисты Отдела Технического Сервиса (ОТС) компании «БАЛТЕХ» рекомендуют использовать современный простой и недорогой виброанализатор BALTECH VP-3470 и универсальную программу BALTECH-Expert.

Характерные дефекты подшипников скольжения и их спектры

Увеличенный зазор в подшипнике

Рис.1 Спектр вибрации подшипника скольжения с увеличенным зазором

Спектр характеризуется целым набором гармоник на частоте вращения вала и набором субгармоник, кратных со значительно меньшей амплитудой.

Вибрации масляного клина

Спектр вибрации подшипника скольжения с масляной субгармоникой, диагностика подшипников

Рис.2 Спектр вибрации подшипника скольжения с масляной субгармоникой

Для данного спектра характерно появление хорошо выраженной субгармоники приблизительно на половине оборотной частоты Если амплитуда этой субгармоники превышает 50% от первой оборотной гармоники частоты вращения вала, то это является свидетельством серьезности дефекта.

Автоколебания вала

Спектр огибающей вибрации подшипника с автоколебаниями вала, диагностика подшипников

Рис.3 Спектр огибающей вибрации подшипника с автоколебаниями вала

Субгармоники с частотой ½ или 1/3 частоты вращения вала свидетельствуют об автоколебаниях вала.

«Сухие» и гидродинамические удары

Рис. 4 Спектр огибающей вибрации подшипника

«Сухие» удары вызывают слабозатухающий ряд гармоник, кратных частоте вращения вала Качественная вибродиагностика подшипников, также как и вибродиагностика роторного оборудования в целом, подразумевает использование современных виброанализаторов, таких как BALTECH VP-3470 или CSI 2140. Данные приборы вибродиагностики подшипников скольжения сопровождается подробной инструкцией по методам диагностики и позволяет специалистам разного уровня подготовки быстро освоить все функциональные возможности приборов и уверенно проводить вибродиагностику и виброналадку (балансировку) широкого класса машин. Несмотря на то, что обучиться обращению с анализаторами BALTECH VP-3470 и CSI 2140 может даже начинающий диагност, для правильной интерпретации полученных спектров настоятельно рекомендуем вам пройти обучение на курсе повышения квалификации ТОР-103 «Основы вибродиагностики. Методы диагностики подшипников» в лицензированном Учебном центре компании «БАЛТЕХ».