機械運動產(chǎn)生范圍廣泛的聲音, ULTRAPROBE僅專注于接收其中的高頻短波部分,并探測其聲幅和音質(zhì)的細微變化。通過“外差法”將接收到的超聲信號轉(zhuǎn)化為人耳可聽范圍內(nèi)的聲音信號,這樣就可以通過觀察儀表,用耳機收聽,進而對機械設備的狀態(tài)進行監(jiān)測。
利用ULTRAPROBE超聲波檢測技術的優(yōu)點:
1. 先于紅外和振動技術,檢測到早期的故障狀態(tài)。
2. 應用廣泛,包括任何種類的高速和低速軸承。
3. 超聲波是一種高頻短波信號,可以過濾掉大部分環(huán)境噪音。
4. 檢測方法簡單而實用,僅需少量培訓。
5. 可以記錄數(shù)據(jù),并和電腦相連,可以進行趨勢分析。
6. 儀器配有接口,可以和振動分析技術相結(jié)合使用。
超聲波軸承監(jiān)測
檢測內(nèi)容
1. 早期失效狀態(tài)
2. 軸承表面摩擦腐蝕
3. 軸承過度潤滑
4. 軸承潤滑短缺
軸承故障模式
根據(jù)NASA(美國國家航空和宇宙航行局)的研究結(jié)果,超聲波監(jiān)測可以提供早期的軸承故障預警,并且已經(jīng)建立各階段的軸承故障模式:
超過基線8dB表明預故障或潤滑短缺
12dB表明各種故障模式已經(jīng)開始
16dB表明進一步的故障狀態(tài)
35-50dB增加表明已經(jīng)進入災難性故障階段
檢測軸承失效
檢測軸承問題有兩個基本方法:比較法與歷史趨勢法。比較法將兩個或更多的相類似的軸承比較他們潛在的不同。歷史趨勢法要求定期監(jiān)測該軸承并做好歷史記錄。 通過分析軸承歷史記錄,可以輕易的觀察到特定頻率下磨損模式和分貝值的改變??梢栽谠缙诎l(fā)現(xiàn)軸承問題并解決。
比較法
1. 使用接觸式(*)探頭
2. 在選頻盤上選擇預定頻率。(如果只有一個頻率被監(jiān)測,建議用30 kHz)
3. 在軸承座上選擇一個點作為*的“測試點”,用接觸式模塊接觸測試點。超聲波經(jīng)過的介質(zhì)越多,距離傳播的越長,準確性就越低。因此需要將探頭直接接觸軸承的外殼。如果這樣有困難,可以接觸加油孔,或者盡量靠近軸承的外殼。
4. 軸承外殼測量時盡可能是相同角度而且接觸的是同一區(qū)域。
5. 降低靈敏度以接收到清晰的超聲波信號。
6. 通過耳機仔細聽取軸承信號音質(zhì)作出適當判斷。
7. 選擇相同型號,和相似負載與轉(zhuǎn)速的軸承聽其音質(zhì)。
8. 比較讀數(shù)的不同與音質(zhì)的不同。
歷史趨勢法:
在進行軸承監(jiān)測的歷史趨勢法之前,需要用比較法來確定軸承的基線值。
1. 按照上述的1-8步驟進行操作
2. 記錄數(shù)據(jù)作為以后的參考
3. 將現(xiàn)在測試的結(jié)果和之前記錄的數(shù)據(jù)進行比較。在以后的測試中,需要保持和之前測試相同的頻率。
如果分貝值超過基線12分貝,并伴有音質(zhì)的變化,則表明軸承進入早期的失效階段。軸承缺潤滑常表現(xiàn)為超過基線值8分貝,并伴有大的“沙沙聲”。如果猜測是缺潤滑,可以在加注潤滑油的同時,觀察儀表的變化。一次加少量的潤滑油直到分貝值水平降低至基線值。或者使用Ultraprobe 201油脂盒在加潤滑油進行收聽。如果讀數(shù)水平持續(xù)很高且沒有降低的趨勢,可以考慮軸承進入失效模式并且需要經(jīng)常檢測。
缺少潤滑
為了避免缺油,請注意以下事項:
1. 由于潤滑膜的減少,聲音強度值將增加,如果分貝值超過基線8分貝且伴有*的“沙沙聲”,可以認為是缺油。
2. 在加潤滑脂過程中,保證適當?shù)牧渴狗重愔档扔诨鶞手怠?br />注意:一些潤滑脂需要一定時間才能充分的覆蓋軸承的表面,請每次加入適量的潤滑脂。
避免過度潤滑
過度潤滑:
一個zui軸承失效的一個常見原因是過度潤滑。潤滑過度產(chǎn)生的壓力經(jīng)常損壞軸承的密封,或引起軸承的過熱而產(chǎn)生壓力和缺陷。
避免過度潤滑:
1. 如果讀數(shù)維持在基線值上且音質(zhì)良好,請不要加潤滑脂。
2. 潤滑過程中,盡可能使用適量的潤滑脂使讀數(shù)回到基準值。
3. 如上所述,注意:一些潤滑劑需要時間覆蓋軸承表面,請每次加入適量的潤滑脂。
低速軸承
用超聲波傳感器可以監(jiān)測低速軸承(低于200RPM)。由于靈敏度范圍和頻率的可調(diào),可以收聽到軸承的音質(zhì)。對于低速軸承(低于25RPM),常需要不考慮讀數(shù)的具體值,僅僅收聽音質(zhì)的不同。在這種條件下,通常是大型軸承并且用高粘性的潤滑脂。常常僅能夠接收到低程度的聲音信號,因為潤滑脂會吸收大部分的聲音能量。如果高程度音或“渣渣音”被聽見,這將表明軸承失效的發(fā)生。
對于其它低速的軸承,可以用前述的方法設置基線值并進行監(jiān)測。
振動分析(FFT接口)
超聲波傳感器如Ultraprobe可以和振動分析儀器相連,以增強診斷的程序。振動分析儀可以和Ultraprobe的耳機接口連接,這樣,其就可以接收經(jīng)儀器“外差法”處理過的聲音信息,用來監(jiān)測和判斷軸承的狀態(tài)和趨勢,同時也包括低速軸承。也擴展了振動儀器的范圍至各種機械信息記錄,如壓縮機閥門的泄漏、氣蝕、齒輪磨損等。如果沒有振動分析儀,通過專門的分析軟件如UE的頻譜分析軟件可以通過電腦對聲音進行記錄和回放。
一般機械故障解答
當運轉(zhuǎn)的設備由于部件磨損、損壞或位置不正而開始失效時,超聲波信號的變化就會產(chǎn)生。通過監(jiān)測聲音模式的改變可以節(jié)省診斷問題的時間和預算。因此,關鍵設備的超聲波監(jiān)測歷史可以避免無計劃的停機。如果設備可能在現(xiàn)場失效,對其進行分析,用超聲波傳感器對于狀態(tài)監(jiān)測中的問題解決是非常有幫助的。
故障解答/狀態(tài)分析:
1. 使用接觸式(*)探頭
2. 觸碰測試區(qū) :用耳機收聽聲音并觀察測量儀器。
3. 調(diào)節(jié)靈敏度直到清楚聽到設備機械運作的聲音且儀器的強度顯示來回波動。
4. 用探頭觸碰各種可疑區(qū)域
5. 如果存在環(huán)境噪音,并影響目前的測試,可以嘗試:接觸設備直到聽到潛在問題的聲音或緩緩調(diào)節(jié)頻率直到聽到清楚的問題聲音。
6. 專注于問題的聲音,當使用接觸式探頭時,常需要緩緩調(diào)節(jié)儀器的靈敏度,以對問題聲音的zui大點進行定位。
運行設備的監(jiān)測:為了掌握和預知運行設備的潛在問題,有必要建立數(shù)據(jù)庫并觀察其數(shù)據(jù)的變化。可以通過儀器本身進行讀數(shù)的數(shù)據(jù)錄入,也可以通過存儲卡或錄音設備對聲音進行記錄。
注意:在對任何種類的設備進行診斷時,知道設備如何運作是非常重要的。對設備聲音變化的解釋?;趯y試設備的基本了解。例如,一些往復式壓縮機,在進氣端管道閥門的診斷,取決于對正常情況下清晰的咔嗒聲與在“內(nèi)漏”情況下含混的咔嗒聲的理解。
壓縮機好的閥門 壓縮機問題閥門
在齒輪箱檢測中,在脫齒之前會檢測到異常的咔嗒聲,需要了解正常狀況下齒輪的聲音。
齒輪脫齒
其它輔助
其它輔助:可能在某些情況下接近軸承是非常困難的。如,一些復雜機械中,軸承包含在設備的內(nèi)部區(qū)域,只有潤滑管延伸到外面的箱體。如果潤滑管是可傳導信號的金屬,如黃銅,軸承還是可以檢測,并設定潤滑的水平。如果是不傳導聲音信號的材料,如塑料,這時就安裝一種獨立的可以傳導聲波的組件,以進行軸承的監(jiān)測。該組件可以通過橡膠屏蔽材料屏蔽機械內(nèi)部的環(huán)境噪音。如果不能放置傳導聲波的組件,還有以下方案。可以在軸承外罩上*安裝傳感器,用電纜連接到外面。這種電纜可以和專門的連接件相連,方便的插入超聲波的傳感器,如下圖所示。
超聲的優(yōu)點
超聲波狀態(tài)監(jiān)測的優(yōu)點有很多:
使用者可以實時的聽到運轉(zhuǎn)中設備的聲音
超聲波是一種方向性很強的信號,可以幫助操作者辨別聲源
超聲波提供失效狀況的早期預警提示
外差后的聲音信號可以記錄并可以在電腦上進行分析
在電腦上分析聲音樣本的同時,可以聽到樣本的聲音
聲音樣本可以在振動分析儀上使用,提供更高的解決方案
超聲波可以監(jiān)測潤滑短缺并避免潤滑過度
超聲波儀器在潤滑狀態(tài)檢測程序中是非常有效的
超聲波可以有效的監(jiān)測低速軸承
超聲波可以有效的監(jiān)測任何速度的軸承
軟件可以提供趨勢分析,報警組和分析的重要數(shù)據(jù)
超聲波可以監(jiān)測氣蝕問題
超聲波可以檢測齒輪磨損
超聲波儀器可以使用在噪音的環(huán)境中
超聲波儀器可以輔助其它技術使用