概述
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OptiComp™BN压缩机控制套件

当管理您的旋转机械的整体健康时,滚动轴承的状况起着关键的作用。单个轴承故障可以导致机器关闭,导致昂贵的停机时间和生产损失。

在内华达本特利,我们提供广泛的轴承状态监测用于早期轴承故障检测和诊断的工具、软件和设备。从振动传感器到数据采集工具和诊断软件,我们有您需要的解决方案,以保持您的工厂高效和有效地运行。适当设计和精心润滑的轴承几乎可以有无限的寿命。然而,如果有足够的时间,所有reb最终都会因疲劳机制而失效,而疲劳机制可能会因安装不当、过载、润滑不当或污染而大大加速失效。

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产品简介

加速度计
加速度计

发现Bently内华达加速度计轴承问题的早期迹象

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振动监测

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轴承故障的常见原因
轴承润滑不当

滚动轴承依赖于极薄的润滑剂层,以保持滚动元件/滚道接触到最小。滚动元件实际上会有一定程度的滑动,润滑剂会形成一种弹性流体力学楔,使元件分离。元素的分离是典型表面粗糙度的几倍,小于一微米(或几微英寸)。润滑液还可用于去除元件和元件之间的微小间隙所产生的热量。如果润滑供应不足,则金属对金属的接触将发生,造成磨损和可能的磨损。润滑剂必须是清洁的,并且与负载和工作温度相适应。滚动轴承可以在相对少量的润滑剂下很好地存活很长时间。过度润滑可能是有害的,因为润滑剂剪应力导致高温,实际上可能导致轴承失效。

轴承润滑问题的一些迹象包括:

  • 变色
  • 得分和脱皮
  • 滚筒端/轴承金属温度
  • 轴承锁住

轴承下半部分和上半部分为发现状态
轴承油污染

润滑剂的清洁度对延长轴承寿命至关重要。如果灰尘颗粒直接或通过油系统进入轴承,那么这些颗粒就会被困在滚动元件和滚道之间。如果颗粒具有足够的硬度,则颗粒接触处产生的极端应力将导致race和/或element material的局部塑性变形。这将产生一个永久的坑,将作为一个潜在的裂纹成核地点。即使是微米大小的碎片被困在滚动元件和滚轮之间,也会导致局部塑性变形,并在其中一个或两个表面形成小凹坑。相对较小的坑边界半径作为应力集中因子,大大增加了疲劳裂纹萌生的可能性。大颗粒也可能以这样一种方式堵塞,从而减少元件的滚动作用和增加滑动运动。在滑动运动中,污垢颗粒可以像犁一样,在比赛表面创造一个永久的沟槽。

轴承油污染问题的一些迹象包括:

  • 轴承磨损
  • 轴承点蚀
  • 瘀伤
图11.密封图。图12.在碳环面上切断了污染物的堵塞。图13.碳环区域的轴摩擦标记。图14.油污导致的清漆形成。
安装和清理不当

在安装过程中已经注定了许多轴承。必须根据制造商的规格仔细和安装轴承。如果在轴承环上使用干涉配合,则必须注意避免在安装过程中变形或翘起环。翘起或未对齐的轴承环将产生轴承中的异常载荷。不正确的配合也可以将轴承视为异常负载。虽然这可能看起来很明显,但是不应以这样的方式压制轴承,使得压力负荷在滚动元件上输送。高压载荷可能导致球永久性凹坑(Brinell)比赛。

轴承不对中往往是由于轴承座和轴配合不当造成的。常见的问题包括:

  • 弯曲的轴
  • 不规则轴肩
  • 不规则间隔器
  • 不规则夹紧螺母
  • 安装不当,配合松动
错位轴承摩擦
适用轴承不正确

如果设计者没有考虑到在使用中可能发生的所有可能的负载,为应用选择的轴承可能是不正确的。如果使用负荷超过设计意图,则轴承将过早失效。对于设计人员来说,了解可能出现在服务中的静态和动态加载是很重要的。在载荷谱的另一端是轴承负载非常轻的情况。在这种情况下,滚轮不是滚动而是打滑,这也是不需要的。也有可能在组装或修理期间安装了错误的轴承。

不正确的轴承
过度负荷

轴承寿命对装载非常敏感。轴承载荷可以分为静态负载,其具有恒定的幅度和方向,并且动态载荷,其在幅度和方向上可以变化。在设计阶段正确尺寸轴承,机器设计师必须考虑两种类型的装载及其对轴承预测寿命的影响。如果在服务期间,机器中的负载偏离设计值,则轴承寿命将受到影响。未对准是过度静态负荷的重要来源。正确设计和大小的耦合将在某种程度上适应未对准,但如果未对准超过耦合的能力,则轴承可能会出现过大的载荷。另一个重要的静载源是皮带驱动器。动态载荷由许多转子发生故障引入,但也可能由机器正在进行的工作引起。不平衡,摩擦或空气动力学或流体诱导的不稳定性可以产生超过设计限制和降低轴承寿命的动态载荷。此外,耦合故障可能会引入过度的静态和动态载荷。

轴承疲劳应力
不旋转时暴露在振动下

布林是一种非旋转载荷损伤。当转子停止时,轴承中的滚动元件保持在一个位置。如果机器受到冲击载荷,元件(尤其是球)会使赛道发生塑性变形,产生一组永久性的坑。这种情况发生在铁路或卡车运输的新机器上。机器到达工厂后,却发现轴承已经损坏了。为了防止这种损坏,在运输过程中,易受损坏的机械通常是在转向装置上进行旋转。备用(备用)机器在不运行时暴露于某种程度的振动是正常的。它的静态负载将使润滑远离轴承负载区,允许元素和滑圈之间的金属与金属接触。如果振动足够高,当主机器在长时间的服务后出现故障时,备用机器的轴承可能会在上线后不久,在主机器修复之前,由于盐水损坏而失效。一种预防措施是定期运行备份机器。

电流(EDM)

不适当的电气接地会导致电流流过滚动元件轴承。如果发生电弧,少量轴承材料在小的、高温电弧中汽化。这种汽化有效地从滚动元件或轴承套圈或两者中去除材料。由此产生的坑作为一个应力集中器,能够形核疲劳裂纹,导致最终的失效。电弧造成的损伤与电火花加工(EDM)相似,是在变频驱动的电机上发生的。在极少数情况下,这也可能是由于工艺流体和材料的静电荷积聚。

搓板花纹轴承失效
疲劳失效

假设轴承正确装载,清洁,并提供正确的适当类型的清洁润滑剂;由于疲劳,典型滚动元件轴承的故障仍然是不可避免的。滚动元件轴承载荷基本上不同于其他工程结构中发现的负载类型,其中耐久极限可用于保证免于疲劳失效的自由度。不幸的是,没有用于滚动元件轴承的这种耐用限制,最终将发生这些轴承的疲劳失效。由于轴承向疲劳失效发展而来,剥落发生在外圈,内部竞争或元素上。由于滚动元件遇到铸件凹坑(或损坏的元件旋转),冲击/响应振动倾向于在特征频率下重复,称为轴承缺陷频率,通常称为故障频率。每个轴承具有一组与内圈,外圈,元件和笼缺陷相关的一组缺陷频率,该缺陷由其特定的几何形状和操作速度决定。



轴承磨损监测 - 逼近的方法

在理想的情况下,带有滚动轴承的机器将以与关键轴向轴承机器相同的方式进行监控(每个轴承的振动传感器、轴承温度、Keyphasor†传感器、在线监测)。但是,从经济上来说,很难证明这种监测水平是合理的。监测轴承温度、磨损和整体状况的最佳方法是通过在线监测- 使用永久安装,连续或扫描系统。通过在线系统,适当传感器套件用于检测机器何时出现问题。

在没有在线监控系统的情况下便携式数据收集器(PDC)是下一个最好的方法。建立PDC路由的重要部分是定义数据的频率。收集数据越多,早期轴承故障检测就越可能。但由于数据收集和分析更频繁的数据收集和分析,情况监测的成本将更高。路由创建和定时取决于机器运行时间,运行速度,负载,过程和环境条件等。

关于滚子元件轴承监测的更多信息,请联系bentently Nevada应用和解决方案架构师或机械诊断服务工程师,以帮助您提供建议。

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