Metody diagnostyki łożysk tocznych układów napędowych

Maszyny przemysłowe mogą być napędzane w sposób bezpośredni lub pośredni. W przypadku napędu bezpośredniego rolę układu napędowego najczęściej pełni silnik elektryczny połączony za pomocą sprzęgła z maszyną roboczą. Maszyny z napędem pośrednim posiadają dodatkowo zainstalowane między silnikiem a maszyną roboczą przekładnie mechaniczne różnego typu.

Wspólną cechą obu rodzajów napędów jest obecność węzłów łożyskowych, w których najczęściej stosowane są łożyska toczne. Według różnych źródeł, niesprawności łożysk tocznych są jedną z głównych przyczyn awarii układów napędowych. Co za tym idzie – postojów maszyn. To z reguły powoduje zakłócenie lub też całkowite przerwanie procesu produkcyjnego, skutkujące zwykle dużymi stratami finansowymi przedsiębiorstwa. Jednym ze sposobów redukcji strat jest systematyczne badanie stanu technicznego układów napędowych, w tym także diagnozowanie łożysk tocznych.

Uszkodzenia łożysk tocznych układów napędowych

Kolejną przyczyną przedwczesnego uszkodzenia łożyska może być nieprawidłowy montaż. Wśród przyczyn eksploatacyjnych można wymienić niedostateczne lub nieprawidłowe smarowanie, a także nadmierną temperaturę pracy. Jednak jedną z najczęstszych przyczyn uszkodzeń łożysk jest przedwczesne zużycie wywołane nadmiernymi obciążeniami działającymi na łożysko. Główną przyczynę powstawania nadmiernych obciążeń można upatrywać w niewyważeniu wirnika i niewspółosiowości wałów.

W przypadku silników elektrycznych powodem niewyważenia poza poluzowanymi prętami lub uzwojeniami wirnika może być również uszkodzenie (wyłamanie) łopatek wentylatora chłodzącego lub osadzanie się zanieczyszczeń na powierzchni łopat wentylatora lub samego wirnika. Uszkodzenie wentylatora może również prowadzić do uszkodzeń mechanicznych uzwojeń stojana. Niewspółosiowość należy do niesprawności, która zwykle wynika z błędów w obsłudze maszyny. Może również powstawać w trakcie eksploatacji w wyniku odkształceń cieplnych i mechanicznych korpusów tej maszyny. Niewspółosiowość można skutecznie wykryć i usunąć, stosując laserowe systemy osiowania wałów.

Uszkodzenia łożysk

Uszkodzenia łożysk silników napędowych mają bezpośredni wpływ na zmiany centryczności osi wirnika wobec stojana, a zatem i zmiany szerokości szczeliny powietrznej. Prowadzi to często do przycierania wirnika o stojan, co z kolei jest przyczyną uszkodzeń mechanicznych obwodów elektrycznych. Dlatego istotnym zagadnieniem staje się badanie i diagnostyka łożysk tocznych.

Metody diagnozowania łożysk tocznych

Diagnozowanie stanu technicznego łożysk tocznych może być prowadzone w trybie off-line i on-line. Diagnostyka off-line wymaga wyłączenia maszyny z eksploatacji i przeprowadzania inspekcji łożysk metodami demontażowymi i/lub bezdemontażowymi. W trakcie tego typu badań ocenia się wizualnie lub za pomocą odpowiednich narzędzi luzy mechaniczne w łożysku, stan smaru i, jeśli to możliwe, stan elementów łożyska. O wiele tańszym i również bardzo skutecznym podejściem jest prowadzenie diagnostyki on-line w trakcie eksploatacji maszyny. Badania mogą być wykonywane okresowo lub też w sposób ciągły.

Diagnostyka obchodowa łożysk

Badania okresowe (nazywane również diagnostyką obchodową) polegają na przeprowadzaniu cyklicznych inspekcji. W ich trakcie wykonywane są pomiary wybranych parametrów diagnostycznych, na podstawie których tworzone są trendy zmian stanu. Analiza trendów pozwala w skuteczny sposób identyfikować zmiany stanu technicznego łożysk. W przypadku napędów o krytycznym znaczeniu dla funkcjonowania maszyny i całego procesu produkcji stosuje się układy ciągłego monitorowania i diagnostyki. W tym przypadku układy pomiarowe na bieżąco dostarczają odpowiednie dane o bieżącym stanie łożysk tocznych oraz innych podzespołów maszyny.

Diagnostyka okresowa łożysk

W diagnostyce okresowej i ciągłej wykorzystywane są różnorodne parametry diagnostyczne, które ze względu na mierzone wielkości fizyczne można podzielić na: elektryczne, wibroakustyczne i cieplne. Na tej podstawie można wskazać trzy podstawowe grupy metod diagnostyki napędów, a mianowicie: diagnostykę wibroakustyczną, diagnostykę parametrów elektrycznych i diagnostykę temperaturową [2].

Galeria

Zobacz więcej