Diagnostyka ułożyskowań i smarowania

Ultradźwiękowa kontrola i monitorowanie stanu łożysk to najbardziej wiarygodna i skuteczna metoda wczesnego wykrywania ich uszkodzeń.  Ultradźwiękowe ostrzeżenie pojawia się wcześniej przed wzrostem temperatury lub słyszalnym w normalnych warunkach sygnałem o niskiej częstotliwości.  Ultradźwiękowa kontroli łożysk jest przydatna w ocenie:
 a.  Początkowej fazy pęknięcia zmęczeniowego.
 b.  Śladów pracy na powierzchni bieżni.
 c.  Nadmiaru lub braku smaru.
W łożyskach tocznych, na metalowych bieżniach, po których toczą się wałeczki lub kulki, w wyniku długotrwałej pracy i związanego z tym zmęczenia pojawiają się subtelne deformacje. Te deformacje w metalu będzie prowadzić do zwiększenia emisji ultradźwiękowej fali.
 
Zmiany w amplitudzie od 12 do 50 razy w stosunku do stanu początkowego wskazują na zbliżającą się awarię. Gdy odczyt mocy sygnału przekracza wszelkie wcześniejsze odczyty o 12 dB, to można założyć, że rozpoczęła się faza awarii łożyska.
 
Informacja ta została pierwotnie odkryta w eksperymentach wykonywanych przez NASA na łożyskach kulkowych. W przeprowadzonych badaniach monitorowano łożyska w zakresie częstotliwości od 24 do 50 kHz i stwierdzono, że zmiany w amplitudzie wskazują na fazę wstępną (na początek), zanim inne wskazania, w tym zwiększona emisja ciepła czy wibracje się pojawią.  Ultradźwiękowa metoda opiera się na wykrywaniu i analizie występujących modulacji częstotliwości i dostarcza nowe, subtelne możliwości ocen. Natomiast konwencjonalne metody nie są w stanie wykrywać tak bardzo nieznacznych usterek, które późnej przechodzą w poważne awarie. Gdy kulka biegnie po nierównościach na swoim torze, wtedy w wyniku powtarzalnych uderzeń powstaje się ultradźwiękowy sygnał.  Wytwarzany dźwięk jest analizowany i odznacza się wzrostem amplitudy.
 
Efekt zużycia powierzchni roboczych łożysk daje podobny wzrost amplitudy ze względu na spłaszczanie kształtu kulek. Te płaskie miejsca również wytwarzają powtarzalne dźwięki o zwiększonej amplitudzie.
 
Ultradźwiękowe częstotliwości wykrywane przez ULTRATESTER są przetwarzane w słyszalne fale dźwiękowe. Ten przetworzony i wzmocniony sygnał może być bardzo pomocny dla użytkownika w ustalaniu pojawiających się problemów z łożyskami. Podczas osłuchiwania, zalecane jest, aby użytkownik zapoznał się wcześniej z dźwiękami wydawanymi przez dobre łożyska. Dobre łożysko daje sygnał podobny do jednostajnego, syczącego hałasu. Trzaski lub niejednostajność brzmień wskazują na początek zużycia łożyska. W niektórych przypadkach uszkodzoną kulkę łożyska słychać jako klikanie o wysokiej intensywności dźwięku, jednolity „gruby” dźwięk może wskazywać uszkodzoną bieżnię lub zablokowaną kulkę. Gwałtowny syczący dźwięk podobny do dźwięku dobrego łożyska, ale bardziej „szorstki” wskazuje na brak smarowania. Dobrze jest rozszerzyć diagnozę na moment startu łożyska, np. uruchomienia silnika. Pojawiający się sygnał drapania przechodzący później w wymieniany wyżej szorstki syczący jest podstawa do zaplanowania wymiany łożyska.

WYKRYWANIE WAD ŁOŻYSK
Metoda porównawcza polega na ocenie przynajmniej dwóch lub więcej podobnych łożysk i analizie zauważonych różnic.
 
 CELEM PRZEPROWADZENIA BADANIA PORÓWNAWCZEGO:
 1.  Użyj modułu kontaktowego (stetoskop).
 2.  Wybierz miejsce testowane na obudowie łożyska.  Dotknij to miejsce końcówką modułu. W badaniach ultradźwiękowych należy uwzględniać, że im dłuższa jest droga sygnału, tym mniej dokładny będzie odczyt. Dlatego, upewnij się, że końcówka jest w dobrym kontakcie z obudową łożyska i maksymalnie blisko niego, jeśli warunki techniczne na to pozwalają.
 3.  Końcówkę trzymaj pod tym samym kątem, dotykając tego samego miejsca obudowy.
 4.  Zmniejsz czułość.
 5.  Słuchaj dźwięków poprzez słuchawki, aby rozpoznać „jakość" sygnału celem właściwej interpretacji.
 6.  Wybieraj ten sam rodzaj łożysk w podobnych warunkach obciążeń i prędkości obrotowej.
 7.  Porównaj różnice odczytów i „jakość” sygnału.

Ważne jest, aby rozważyć dwa źródła potencjalnych awarii. Jednym z nich jest brak smarowania, natomiast drugim jest nadmiar smarowania.
 
Normalne obciążenia w łożysku powodują sprężyste odkształcenia elementów w obszarze styku, co daje eliptyczny rozkład naprężeń. Ale powierzchnie robocze nie są idealnie gładkie. Z tego powodu rzeczywisty rozkład naprężeń w miejscu kontaktu będzie losowo zmienny zależnie od chropowatości powierzchni. W związku z obecnością smaru na powierzchni nośnej i efektu nawilżania uzyskiwana energia akustyczna będzie na niskim poziomie. Jeśli smarowanie zostanie zredukowane, wtedy ulegnie zwiększeniu wytwarzana energia akustyczna. Mikroskopowe zniekształcenia czy chropowatości zaczną przyspieszać zużycie i powstawanie mikropęknięć, które z czasem rozwiną się do stanu przedawaryjnego. Dlatego, oprócz normalnego zużycia lub zmęczenia, czas użytkowania łożyska zależy zdecydowanie od względnej grubości filmu tworzonego przez odpowiednie smary.
 
ŁOŻYSKA WOLNOOBROTOWE
Badanie wolnoobrotowych łożysk z wykorzystaniem ULTRATESTERA także jest możliwe. Ustawiając właściwie zakres czułości, można posłuchać akustycznej „jakości” łożyska.  W bardzo wolnoobrotowych łożyskach (mniej niż 25 obrotów na minutę) często niezbędnym jest, poza wskazaniami ewentualnych przyrządów, wysłuchać dźwięku łożyska. W takich ekstremalnych sytuacjach, gdy łożyska są zwykle duże (1 "-2" i więcej), stosuje się smary o wysokiej lepkości. Najczęściej trudno usłyszeć jakiś dźwięk, gdyż smar pochłonie większość energii akustycznej. Jeśli pojawi się dźwięk, zwykle „chrupiący”, wtedy mamy do czynienia  z wystąpieniem deformacji, a więc zużycia.

Nowa technika wykrywania wycieków z układów chłodniczych  >>> 
Badania nieniszczące materiałów   szczelności kanałów, okien itp.  >>>
Łuki elektryczne, wyładowania, przebicia, wady styków  >>>
Diagnostyka usterek mechanicznych    >>>
Certyfikacja   >>>

                                     masz BCJ - masz ULTRATESTER