TECHNIKU A TECHNOLOGII České vysoké učení technické v Praze, fakulta strojní Horská 3, 128 00 Praha 2, tel.: +420 221 990 900, fax: +420 221 990 999 www.rcmt.cvut.cz Možné chyby ložisek a jejich příčiny P.Chvojka 11/2009
2 Obsah přednášky Příčiny poruch vřeten (ložisek) Vliv některých parametrů na vibrační signál Jak to vypadá ve spektru??? Jak to vypadá v praxi??? Příklady poškození ložisek Stand SDV
3 Příčiny poruch vřeten (tedy i ložisek) přetížení stroje havárie řezného procesu chyba automatické výměny nástroje špatná lubrikace špatné chlazení příliš velká nevývaha vnik chladící kapaliny do ložiska průchod. el. proudu ložiskem nevhodná montáž vřetene nesvědomitá oprava špatné napnutí řemene únava materiálu
4 Jak omezit výskyt těchto poruch?? důkladnou přejímkou stroje od výrobce, po opravě provést měření po přejímce (instalace, oprava) pečlivou volbou maziva, pravidelným domazáváním u vřeten často automaticky pravidelným sledováním vytipovaných parametrů způsoby (strategie) údržby: po poruše (opravě) dle harmonogramu preventivně prediktivně
5 Provozní poruchy Nedostatečné mazání 34,4% Kontaminace maziva nečistotami 19,6% Silové přetížení ložisek 6,9% Další příčiny 4,8% Poruchy chemického a elektrického rázu 4,5% Brinelling 1,9% Nesouosost 1,0% Zadírání 0,8% Celkem 74,0% Poruchy způsobené chybnou montáží Další příčiny 4,8% Nesouosost uložení ložiska 3,9% Špatné vymezení vůle v ložisku 3,1% Poškození rázem (úderem) 2,3% Poškození uložení ložiska 1,7% Nedodržení lícování uložení ložiska 1,0% Nesprávná pozice ložiska (vůle, přesah) 0,8% Celkem 17,7% Skladování a převoz ložisek Náraz 1,3% Kontaminace nečistotami 0,7% Oxidace 0,3% Další příčiny 0,5% Celkem 2,8% Další příčiny Nespecifikované nebo nenalezené příčiny 5,5%
6 Provozní poruchy Nedostatečné mazání 34,4% Kontaminace maziva nečistotami 19,6% Silové přetížení ložisek 6,9% Další příčiny 4,8% Poruchy chemického a elektrického rázu 4,5% Brinelling 1,9% Nesouosost 1,0% Zadírání 0,8% Celkem 74,0%
7 Poruchy způsobené chybnou montáží Další příčiny 4,8% Nesouosost uložení ložiska 3,9% Špatné vymezení vůle v ložisku 3,1% Poškození rázem (úderem) 2,3% Poškození uložení ložiska 1,7% Nedodržení lícování uložení ložiska 1,0% Nesprávná pozice ložiska (vůle, přesah) 0,8% Celkem 17,7%
8 Skladování a převoz ložisek Náraz 1,3% Kontaminace nečistotami 0,7% Oxidace 0,3% Další příčiny 0,5% Celkem 2,8% Další příčiny Nespecifikované nebo nenalezené příčiny 5,5% Zdroj: SKF
9 Zdroj: B&K
10 Vliv některých parametrů na chování vibrací
11 Vliv provozních otáček (odstředivé síly) kontaktní síly kontaktní úhly axiální tuhost radiální tuhost
12 Vliv změny předpětí 400N 1600N
13 Vliv dlouhodobého běhu vřetene vibrace 40 35 teplota vřetena teplota [ C] 30 25 teplota 20 15 0 50 100 150 200 250 300 čas [min]
14 Jak se projevuje porucha ve vibracích?
15 Poškození valivých ložisek Zdroj: B&K S rozvíjející se závadou, se přesouvá projev závady valivého ložiska od vysokých frekvencí k nízkým Pro včasnou detekci je obecně vhodné použít metodu diagnostiky pracující s vyššími frekvencemi, musí však být spolehlivá a jednoznačná
16 Trocha klasiky. James Berry Technical Assiciate Chahrlotte
17 Poškození valivých ložisek 4 fáze (Berry) Zdroj: SKF
18 Poškozený vnitřní kroužek Amplitudy se v časovém záznamu mění v závislosti na fixní poloze snímače Chyba vnitřního kroužku je modulovaná otáčkami hřídele
19 Poškozený valivý element(y) Porucha na kuličce je ve spektru viditelná na frekvenci BFF=2.BSF Chyba kuličky je modulovaná otáčkami klece
20 Jak to vypadá v praxi???
21 Špatné mazání zvýšená teplota vytékání maziva (tuk) zmenšení vůlí zvýšené zatížení odlupování smýkání val. elementů
22 Kontaminace maziva opotřebení komponent drcení, odlupování velký hluk zvýšená teplota rozpouštění olejového filmu (voda)
23 Špatné lícování na hřídeli protáčení kroužku, leštění generování tepla snižování vůle prasklý IR teplo (špatná lubrikace)
24 Špatné lícování v tubusu protáčení kroužku, leštění generování tepla zadrhávání při bodovém zatížení nesouosost snižování vůle špatný přenos axiálních sil Zdroj: SKF
25 Kompletně poškozené ložisko stroj LM2
26 Kompletně poškozené ložisko Zrychlení vibrací obálka zrychlení
27 Poškozené ložisko pneumatického vřetene Deuschle Vřeteno Deutschle Vřeteno obráběcího stroje teplotní čidla akcelerometr horního ložiska tachosonda akcelerometr dolního ložiska
28 první záběh vřetene (26.2.03) provoz cca 200 hod. postupné zadírání, následná demontáž instalace nových spodních ložisek záběh II velké impulsy v časové oblasti obálky zrychlení, předčasné zastavení záběhu (23.3.05) Demontáž, vyčištění, promazaní záběh III (24.3.05) kontrolní běh (25.3.05)
29
30 Foto poškození ložiska Vnější kroužek ložiska Uložení vnějšího kroužku
31 Stand diagnostiky vřeten
32 Stand diagnostiky vřeten Plánované experimenty na standu SDV jsou důležité jak z hlediska konstrukce vřeten tak z hlediska jejich měření. Z výsledků experimentů lze očekávat: sledování fyzikálního chování a vibračních projevů ložisek v celém průběhu jejich životnosti; simulace chyb montáže; simulace chyb způsobených provozem; ověření mechanické konstrukce vřeten a zástavby vřetenových ložisek; z toho plynoucí konstrukční úpravy pro konstrukci dalších vřeten; získání zkušeností při nastavování a optimalizaci předpětí ložisek za chodu; verifikace výpočtových modelů tepelného chování; verifikace výpočtových modelů mechanického namáhání.
33 Stand diagnostiky vřeten
34 Shrnutí důležité zásady nízkofrekvenční vibrace mechanická část (struktura) - rychlost vysokofrekvenční vibrace ložiska, ozubené převody - zrychlení stejné nastavení přístroje stejné umístění snímačů pozor na filtry trendování nejdříve celkové hodnoty, pak analýza (FFT) prohlédnout časový záznam
35 Děkuji za pozornost Petr Chvojka p.chvojka@rcmt.cvut.cz 605 205 933