بیرینگ (یاتاقان غلتشی و لغزشی)

بیرینگ ها اجزای حیاتی در صنایع مختلف هستند و چرخش دقیق و روان تجهیزات را تضمین می‌کنند.
آنها می توانند دچار عیوب و خرابی‌های مختلفی شوند که مانع کارایی و عملکرد صحیح آنها می‌شود.

خرابی بیرینگ ها الگوهای موازی و همزمان زیادی را ایجاد می‌کند. آگاهی کامل از این الگوها به ما کمک می‌کند که حتی ” بدون داشتن اطلاعات کافی از مدل بیرینگ ها“، امکان تشخیص خرابی آنها با اطمینان کافی برای ما میسر شود..
نمونه‌ای از تکنیک های ارتعاشی تشخیص عیوب بیرینگ که می‌توانیم از آنها برای تشخیص صحیح خرابی و تخمین شدت آن کمک بگیریم:

• A- الگوی پیک‌های فرکانسی سرعت ارتعاشات
• ۱-B- طیف فرکانسی شتاب ارتعاشات: الگوی پیک‌های فرکانسی
• B-2- طیف فرکانسی شتاب ارتعاشات: سطح نویز
• C- شکل سیگنال زمانی شتاب ارتعاشات
• D- الگوی پیک‌های فرکانسی پوش سیگنال یا انولوپ
• E- ارزیابی مقدار یا تغییرات (ترند یا روند) مقادیر پارامترهای مختلف

ارزیابی مقدار یا تغییرات (ترند یا روند) مقادیر پارامترهای مختلف

هر پارامترها، مقداری را به عنوان خروجی به ما می‌دهد که امیدوارم نماینده سلامتی یا خرابی بیرینگ باشد. مسلما اگر این روش(متد E)، اطمینان بالایی داشته باشد، کار ما را در کاهش تحلیل ها(متد A تا D)، تا حد زیادی کاهش خواهد داد.

برای استفاده بهینه از یک پارامتر، لازم است که به‌طور دقیق از روش محاسبه آن اطلاع داشته باشیم، زیرا تنها در این حالت قادر خواهیم بود از صحت و علت تغییرات آن تحت شرایط مختلف برداشت صحیحی داشته باشیم.

در صنایع مختلف شاهد بوده ایم که استفاده ناصحیح از پارامترهاسبب تعویض زودهنگام بیرینگ‌های سالم و یا حتی جام کردن بیرینگ بدون اعلام هشدار شده است.

به همین دلیل در دوره آموزشی “تحلیل عیوب بیرینگ‌های غلتشی”، ضمن بررسی عملی خرابی، شدت خرابی و سرعت چرخشی روی مقادیر پارامترهای مختلف، مفاهیم تئوری مربوط به این پارامترها و شرایطی که این پارامترها دچار خطا می‌شوند را مورد بررسی قرار می‌دهیم.
همچنین جهت افزایش دقت، چگونگی “استفاده همزمان” از “تکنیک های فوق(A تا D)” را بررسی خواهیم کرد تا بتوانیم با اطمینان کافی، از وجود خرابی و شدت رشد خرابی اطمینان حاصل کنیم.

امروزه تجهیزات مختلف با توجه به امکانات در دسترس خود، پارامترهای مختلفی را ارائه می‌دهند:

BC- Skew- BCU -HDM- dBM- SFx-Spike Energy- Peak value-Crest Factor- Envelope Parameter

در این نوشتار مختصری در خصوص برخی از این پارامترها بررسی می‌کنیم:

• پارامتر dBM تکنیک SPM Sock Pulse Method: از تجزیه تحلیل آماری سیگنال های کشف شده در فرکانس‌های بسیار بالا محاسبه می‌شود.
• پارامتر HDM: روشی بهبود یافته از پارامتر dBM است.
• پارامتر BC: مقدار موثر سیگنال شتاب با فیلتر بالاگذر است.
• پارامتر BCU یا BearingConditionUnit: پارامتری است که وضعیت دامنه ارتعاش فرکانس بالا را بیان می کند.
• پارامترهای استخراج شده از سیگنال انولوپ: وابسته به سیگنال شتاب دمود شده در باند فرکانسی مدنظر هستند. با توجه به اینکه در فرآیند انولوپ، سیگنال دستکاری می‌شود، واحدهای بدست آمده استاندارد نیستند و تجهیزات مختلف از واحدهای مختلفی برای بیان مقدار سیگنال انولوپ استفاده می‌کنند. نظیر: eu, Hdrp, gE, …
• پارامتر Kurt یا Kurtosis: بیانگر چگونگی قرارگیری سیگنال ارتعاشی در حدود مقدار متوسطش است. وجود ضربات منظم روی این پارامتر اثر زیادی دارد.
• پارامتر Crest Factor یا شاخص تیزی: نسبت مقدار پیک به مقدار موثر را نشان می‌دهد. برای تشخیص خرابی بیرینگ، این پارامتر غالبا در حوزه شتاب بررسی می‌شود.
• پارامتر RMS: مقدار موثر سیگنال را نشان می‌دهد. برای تشخیص خرابی بیرینگ، این پارامتر غالبا در حوزه شتاب بررسی می‌شود….

نمونه ای از کیس استادی ها که داوطلبان به صورت جداگانه، امکان تحلیل سیگنال‌های آنها را خواهند داشت:

Bearing Defect-Ball

Bearing Defect-Roller

Bearing Defect-Outer Race

Loosness-Bearing Outer Race

Bearing Defect Low Speed-Roller

Bearing Defect Low Speed-Outer Race

Bearing Defect Low Speed-Outer Race and Roller

Bearing Defect Low Speed-Inner Race and Roller

Bearing Defect Low Speed-Load Zone-Outer Race and Roller

Bearing Defect Cage-Rolling Gearbox

Bearing Defect Low Speed- Roller

Bearing Defect-Outer Race

روش شاک پالس(SPM) توسط شرکت “SPM Instrument AB” ارائه شده است.
هدف انحصاری آن، پایش وضعیت بیرینگ های غلتشی و تعیین هشدار ایجاد خرابی بیرینگ برای برنامه ریزی تعویض بیرینگ و در نتیجه کاهش ریسک خرابی ماشین و توقفات می باشد.
همچنین از این روش جهت ارزیابی شرایط روانکاری بیرینگ های سالم استفاده می شود. بنابراین علاوه بر تشخیص خرابی های موجود روی سطح ریس یا ساچمه های بیرینگ، می توان توسط روانکاری بهینه، از عامل عمده خرابی زودهنگام بیرینگ ها(مشکلات روانکاری) نیز جلوگیری کرد.

ISO 15243
Rolling bearings — Damage and failures — Terms, characteristics and causes

عنوان استاندارد:
بیرینگ های غلتشی: خرابی ها و شکست- اصطلاحات، ویژگی ها و عوامل

توضیح مختصر در مورد استاندارد:
این استاندارد راهنمای خوبی برای شناسایی علل ریشه ای خرابی بیرینگ ها می باشد.