Pomiar wibracji łożysk: Dlaczego jest ważny i jak działa

Pomiar wibracji może brzmieć technicznie, ale w istocie jest to po prostu proces monitorowania, jak bardzo komponent maszyny porusza się lub oscyluje podczas pracy. W przypadku łożysk – krytycznych elementów, które umożliwiają płynne obracanie się wałów i kół – analiza wibracji jest potężnym narzędziem diagnostycznym. Pomyśl o tym jak o „stetoskopie” dla maszyn przemysłowych, ujawniającym wczesne oznaki zużycia i potencjalnej awarii.

Co to jest pomiar wibracji łożysk?

Gdy łożysko się obraca, jego elementy toczne (kulki lub rolki) poruszają się wzdłuż bieżni wewnętrznej i zewnętrznej. Nawet najprecyzyjniej wykonane łożyska mają mikroskopijne niedoskonałości – drobne nieregularności w wykończeniu powierzchni lub geometrii. Te drobne wady generują małe, ale mierzalne wibracje podczas pracy.

Aby uchwycić te dane, technicy używają czujników – zazwyczaj akcelerometrów – montowanych bezpośrednio na obudowie maszyny w pobliżu łożyska. Czujniki te mierzą trzy kluczowe parametry wibracji:

1.Przemieszczenie: Odległość od szczytu do szczytu, jaką łożysko przemieszcza się od pozycji spoczynkowej (mierzone w mikrometrach lub milach). Przydatne w przypadku maszyn wolnoobrotowych.

2. Prędkość: Prędkość wibracji (w mm/s lub in/s). Parametr ten jest ściśle związany z hałasem i ogólną energią, co czyni go idealnym do ogólnego monitorowania stanu.

3. Przyspieszenie: Tempo zmian prędkości wibracji (w g lub m/s²). Bardzo wrażliwe na uderzenia o wysokiej częstotliwości, jest szczególnie skuteczne w wykrywaniu wczesnych defektów łożysk, takich jak łuszczenie się lub wżery.

Dlaczego pomiar wibracji jest krytyczny dla łożysk?

Monitorowanie wibracji łożysk to nie tylko dobra praktyka – jest niezbędne dla niezawodnej i opłacalnej eksploatacji.

Oto dlaczego:

1. Wczesne wykrywanie usterek

Zmiany w wzorcach wibracji często sygnalizują rozwijające się problemy – takie jak awaria smarowania, niewspółosiowość, brak równowagi lub początkowe pęknięcia – na długo przed wystąpieniem katastrofalnej awarii. Wczesne wykrycie pozwala na interwencję w odpowiednim czasie, zapobiegając nieplanowanym przestojom.

2. Oszczędność kosztów i czasu

Planowana konserwacja jest znacznie tańsza i mniej zakłócająca niż naprawy awaryjne. Konserwacja predykcyjna oparta na wibracjach umożliwia organizacjom naprawę lub wymianę komponentów tylko wtedy, gdy jest to konieczne, maksymalizując czas sprawności i minimalizując koszty pracy i części.

3. Wydłużona żywotność sprzętu

Identyfikując i korygując wcześnie nieprawidłowe warunki pracy, monitorowanie wibracji zmniejsza obciążenie łożysk i powiązanych komponentów, co prowadzi do dłuższej żywotności i poprawy niezawodności.

4. Zwiększone bezpieczeństwo i niezawodność

Niespodziewane awarie sprzętu mogą stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa i zakłócać krytyczne procesy. Regularna analiza wibracji pomaga utrzymać bezpieczne, przewidywalne operacje – szczególnie w środowiskach wysokiego ryzyka, takich jak elektrownie, rafinerie i zakłady produkcyjne.

Jak przeprowadza się pomiar wibracji?

Proces jest prosty i powszechnie stosowany w różnych branżach:

• Czujnik wibracji (akcelerometr) jest przymocowany do obudowy maszyny w pobliżu łożyska.
• Czujnik zbiera dane o wibracjach w czasie rzeczywistym i przesyła je do rejestratora danych lub systemu monitorowania online.
• Inżynierowie lub oprogramowanie do monitorowania stanu analizują widmo częstotliwości i trendy amplitud, aby zidentyfikować sygnatury usterek (np. częstotliwości defektów łożysk).
• Czynności konserwacyjne są planowane na podstawie nasilenia i przebiegu wykrytych problemów.

Zaawansowane systemy wykorzystują analizę FFT (szybka transformata Fouriera) do rozkładu złożonych sygnałów wibracji na poszczególne składowe częstotliwości, co ułatwia wskazanie konkretnych usterek, takich jak uszkodzenie bieżni wewnętrznej, bieżni zewnętrznej lub koszyka.

Podsumowując

Pomiar wibracji to sprawdzona, nieinwazyjna metoda oceny stanu zdrowia maszyn wirujących. W przypadku łożysk przekształca konserwację z reaktywnej w proaktywną. Dla każdej organizacji polegającej na sprzęcie przemysłowym wdrożenie monitorowania wibracji oznacza:

• Wyższą dostępność sprzętu
• Niższe koszty konserwacji
• Zmniejszone ryzyko nieoczekiwanych awarii
• Poprawione bezpieczeństwo operacyjne

Nie czekaj na awarię. Użyj analizy wibracji, aby utrzymać płynną pracę maszyn – zanim małe problemy staną się dużymi problemami.