Jak kontrolujete vibrace ložisek?

Hluk z uložení ložisek může být způsoben závadami na vnějších a vnitřních kroužcích, kuličkách nebo nečistotami v ložisku.

Omezení hluku a vibrací jsou v moderních aplikacích stejně důležité jako tuhost, nosnost, rychlosti a životnost.

Dobrou zprávou je, že lze otestovat problémy s kvalitou ložisek. Pacific International Bearing Sales nabízí spolehlivé a kvalitní vibrační zařízení prostřednictvím SKF Bearing Company.

Špičková analýza a měření, jako je frekvenční analýza (FFT) a další pokročilá analýza, zjišťují chyby. Spektrální masky pomáhají optimalizovat výkon ložisek v konkrétní zákaznické aplikaci.

Existuje mezinárodní norma (ISO) pro celosvětovou kalibraci vibračních zařízení ložisek. Po určitém zaškolení se operátor bude moci spolehnout na toto zařízení při detekci nedokonalostí ložisek.

Podle Americké společnosti strojních inženýrů (ASME) jsou poruchy ložisek zodpovědné za přibližně 40 % všech poruch strojů. Využitím analýzy vibrací ložisek jako nástroje proaktivní údržby mohou zákazníci zmírnit rizika a optimalizovat provozní efektivitu.

Pochopení vibrací ložisek

Během provozu stroje dochází k vibracím ložisek. Vibrace mohou být výsledkem nesouososti, nevyváženosti, mechanické vůle, problémů s mazáním a vad ložisek. Testováním a pochopením příčin vibrací ložisek mohou inženýři efektivně diagnostikovat závady a implementovat vhodné strategie údržby.

NSK Bearing nabízí ke stažení aplikaci pro měření a diagnostiku vibrací s názvem Acous Navi pro diagnostiku vibrací. Je k dispozici ke stažení z obchodu Google Play.

Společnost NTN Bearing Company nabízí něco, čemu se říká přenosný vibroskop. Přenosný vibroskop NTN je zařízení, které dokáže měřit vibrace zařízení a detekovat abnormality a poškozené polohy ložisek. Lze jej použít jednoduše připevněním k zařízení pomocí magnetů, šroubů atd. Údaje o vibracích lze analyzovat a spravovat pomocí chytrých zařízení Apple iOS nainstalovaných pomocí speciální aplikace.

Vibrace, kterým je ložisko vystaveno, lze kvantitativně měřit pomocí různých metrik, jako je amplituda vibrací, frekvence a fáze. Amplituda vibrací představuje velikost oscilačního pohybu a obvykle se měří v jednotkách posunutí (mikrometry), rychlosti (milimetry za sekundu) nebo zrychlení (metry za sekundu na druhou). Frekvence vibrací se vztahuje k počtu oscilací za jednotku času a často se vyjadřuje v hertzech (Hz). Navíc fáze indikuje relativní polohu tvaru vlny vibrací ve specifické časové oblasti.

Při analýze vibrací ložisek se inženýři spoléhají na komplexní pochopení vibračních znaků spojených s různými závadami ložisek. Například u valivých ložisek chyby, jako je vnější kroužek, vnitřní kroužek a vady kuliček, generují charakteristické frekvence známé jako chybové frekvence. Tyto chybové frekvence lze vypočítat pomocí základních vzorců, jako je frekvence kuličkového průchodu (BPF) a frekvence poruchy vnějšího závodu (ORFF).

BPF lze určit pomocí vzorce:

BPF = (N * d) / 2

• N představuje počet valivých těles a d představuje roztečný průměr ložiska.

Kromě toho lze závažnost vibrací ložisek posoudit pomocí norem závažnosti vibrací, jako je ISO 10816-1, která poskytuje pokyny pro hodnocení celkových úrovní vibrací rotujících strojů. Tato norma kategorizuje stroje do různých tříd vibrací na základě jejich rychlosti otáčení a poskytuje přijatelné limity vibrací pro každou třídu. Porovnáním naměřených úrovní vibrací s těmito normami mohou inženýři určit stav ložisek a identifikovat potenciální problémy.

Kritéria přijetí vibrací

Kritéria přijatelnosti vibrací slouží jako měřítko pro stanovení přijatelných úrovní vibrací pro ložiska ve strojních zařízeních. Tato kritéria jsou stanovena na základě několika faktorů, včetně typu ložiska, provozní role stroje a průmyslových standardů. Obvykle jsou odvozeny z pokynů stanovených organizacemi, jako je ISO (Mezinárodní organizace pro normalizaci) nebo ANSI (Americký národní institut pro normalizaci). Kritéria pomáhají při identifikaci, kdy jsou úrovně vibrací ložiska v bezpečném rozsahu nebo kdy překračují prahové hodnoty, které by mohly naznačovat potenciální problémy nebo hrozící poruchy. Dodržením těchto kritérií mohou inženýři zajistit, že ložiska budou fungovat v bezpečných, předem stanovených mezích, čímž se sníží riziko poškození a prodlouží se životnost strojního zařízení.

Běžně používané diagnostické strategie

• Techniky akustické emise
  Tyto techniky detekují vysokofrekvenční zvuky nebo emise generované ložiskem. Změny těchto emisí mohou naznačovat problémy, jako je praskání nebo odlupování v ložiskových prvcích.
• Termografická analýza
  Pomocí infračervených kamer k detekci tepelných vzorů tato strategie pomáhá identifikovat oblasti nadměrného tření nebo nesouososti, což může vést ke zvýšeným vibracím.
• Analýza maziv
  Zkoumání maziva na znečištění nebo částice opotřebení může poskytnout pohled na stav ložiska a potenciální zdroje vibrací.
• Pravidelná kontrola a monitorování
  Pravidelné kontroly a sledování úrovně vibrací ložisek v průběhu času mohou pomoci při včasném odhalení problémů a analýze trendů.
• Analýza vibrací
  To zahrnuje použití specializovaného zařízení pro měření a analýzu frekvence, amplitudy a dalších charakteristik vibrací. Interpretací těchto měření mohou inženýři identifikovat specifické problémy, jako je nesouosost, nevyváženost nebo opotřebení v ložisku.

Nástroje pro analýzu vibrací ložisek

Přesná analýza vibrací ložisek se opírá o použití specializovaných nástrojů, které dokážou přesně zachytit a změřit data o vibracích. Tyto nástroje umožňují konstruktérům monitorovat a diagnostikovat stav ložisek, což usnadňuje proaktivní strategie údržby.

Vibrační senzory

Vibrační senzory, jako jsou akcelerometry a sondy přiblížení, jsou klíčovými nástroji pro zachycení vibračních dat. Akcelerometry měří vibrace napříč více osami a poskytují signály, které lze analyzovat v časové nebo frekvenční oblasti. Proximity sondy se na druhé straně používají k detekci radiálních vibrací u rotujících strojů, což umožňuje měření relativního posunutí hřídele.

Systémy sběru dat

Systémy sběru dat se používají ke sběru a zpracování vibračních dat ze senzorů. Tyto systémy obvykle zahrnují analogově-digitální převodníky, moduly pro úpravu signálu a softwarová rozhraní. Umožňují inženýrům zachytit vysoce věrné vibrační signály a přenést je do analytického softwaru pro další zpracování.

Přenosné analyzátory

Přenosné analyzátory vibrací nabízejí možnosti měření a analýzy na místě. Tato ruční zařízení jsou vybavena vestavěnými akcelerometry nebo je lze připojit k externím senzorům. Poskytují vizualizaci dat v reálném čase, spektrální analýzu a různé diagnostické nástroje pro posouzení stavu ložisek v terénu.

Diagnostický software

Při analýze vibrací ložisek hrají důležitou roli pokročilé diagnostické softwarové balíčky. Tyto softwarové nástroje využívají složité algoritmy k analýze dat o vibracích a detekci chyb. Umožňují inženýrům identifikovat specifické frekvence poruch, sledovat změny ve vzorcích vibrací v průběhu času a vytvářet komplexní zprávy pro další analýzu.

Techniky pro analýzu vibrací ložisek

Analýza vibrací ložisek využívá několik technik, které poskytují pohled na dynamické chování ložisek a pomáhají při přesné diagnostice poruch:

• Analýza časové domény

Analýza v časové oblasti zahrnuje analýzu surového vibračního signálu v časové oblasti. Inženýři sledují charakteristiky tvaru vlny, jako je amplituda, tvar a přechodné chování, aby získali přehled o povaze poruchy. Analýza v časové oblasti je zvláště účinná při zjišťování neperiodických nebo přechodných poruch, jako jsou nárazové nebo třecí události. Umožňuje přímou vizualizaci průběhu vibrací a identifikaci specifických znaků, které indikují závady ložisek.

• Analýza frekvenční domény

Analýza ve frekvenční oblasti se zaměřuje na transformaci vibračního signálu z časové oblasti do frekvenční oblasti. Techniky jako rychlá Fourierova transformace (FFT) umožňují inženýrům rozložit vibrační signál na jeho základní frekvenční složky.

Analýzou amplitudy a distribuce těchto frekvencí mohou inženýři identifikovat konkrétní chybové frekvence spojené s vadami ložisek. Analýza ve frekvenční oblasti poskytuje cenné informace o distribuci energie na různých frekvencích, což umožňuje detekci chybových signatur i v přítomnosti šumu.

• Spektrální analýza

Spektrální analýza je podmnožinou analýzy ve frekvenční oblasti, která specificky zkoumá spektrum vibračního signálu. Běžně se používá analýza spektrální hustoty výkonu (PSD), která zobrazuje rozložení výkonu nebo energie na různých frekvencích. Pomocí vizualizace PSD mohou inženýři identifikovat charakteristické frekvence poruch, harmonické, postranní pásma a další vzory indikující specifické poruchy ložisek. Spektrální analýza poskytuje komplexní přehled o frekvenčním obsahu vibračního signálu, což usnadňuje identifikaci poruchových signatur a jejich vztahu k vadám ložisek.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Případové studie z reálného světa napříč průmyslovými odvětvími, jako je výroba energie, ropa a plyn a výroba, podtrhují praktické aplikace analýzy vibrací ložisek. Ukázalo se, že včasná detekce chyb pomocí analýzy vibrací snižuje prostoje, minimalizuje náklady na opravy a zvyšuje provozní efektivitu. Zavedením strategií proaktivní údržby založených na analýze vibrací ložisek mohou průmyslová odvětví zmírnit rizika katastrofických poruch a optimalizovat životnost kritických strojů.

Neustálý výzkum, školení a používání spolehlivých vědeckých zdrojů jsou nezbytné pro udržení aktuálního stavu s pokroky v analýze vibrací ložisek.

Pokračující vylepšování technologie senzorů, algoritmů analýzy dat a diagnostického softwaru dále rozšíří možnosti analýzy vibrací ložisek, což inženýrům umožní dosáhnout ještě větší přesnosti při detekci a interpretaci chyb.

Kontaktujte nás pro další informace.

Přišlo vám to užitečné? Sdílet s:

Tento článek pojednává o příkladu vady vnějšího ložiska na 1,250tunovém (4,400kilowattovém) chladiči klimatizace. Závada byla detekována pomocí běžného přenosného hardwaru a softwaru pro analýzu vibrací.

Stroj je jednostupňový odstředivý kompresor s axiálním valivým ložiskem na volném konci motoru a kluzným ložiskem na straně pohonu motoru. Tento článek pojednává o metodách používaných k diagnostice a vývoji vad ložiska pomocí spekter vibrací jako indikátoru stavu ložiska.

Probrané diagnostické metody jsou univerzálně použitelné pro jiné typy strojů (čerpadla, ventilátory, převody) s valivými ložisky.

Nástroje pro analýzu vibrací

Nástroje používané k měření vibrací se za posledních 25 let výrazně zlepšily. Senzorem volby pro většinu sběru dat o vibracích na průmyslových strojích je akcelerometr. Jak název napovídá, výstup je úměrný zrychlení; normálně je však integrován pro zobrazení v jednotkách rychlosti. Všechna data uvedená v této historii případů byla shromážděna pomocí triaxiálního akcelerometru znázorněného na obrázku 2.

Obrázek 1. Chladič znázorňující místo vibrační zkoušky na skříních ložisek motoru.

Obrázek 2. Náčrt tříosého sdruženého bloku akcelerometru (vlevo), který je přišroubován k montážní podložce bronzového disku (vpravo dole). Klastr obsahuje tři akcelerometry, každý vzájemně kolmý na ostatní. Sběr dat o vibracích se aktivuje pomocí čárového kódu, který automaticky nastaví sběrač dat, shromažďuje a následně ukládá data.

Vroubkovaná montážní podložka je pevně přilepena k pouzdru ložiska motoru a tříosý blok je namontován na čepu, což umožňuje současné shromáždění všech tří os.

Čárový kód a montážní konfigurace umožňují shromažďování přesných a opakovatelných dat pokaždé, bez ohledu na dovednosti osoby provádějící sběr dat. Pokud jsou zkušební podmínky relativně konzistentní, měly by být zkušební údaje také konzistentní, pokud mechanické podmínky zůstanou nezměněny.

Techniky zpracování signálu používané analytikem vibrací se liší v závislosti na požadované úrovni detailů. V programech rutinní prediktivní údržby se obvykle shromažďují dva typy dat.

Celková úroveň: Celková úroveň je mírou celkové amplitudy vibrací v širokém rozsahu frekvencí. Celkové měření vibrací, nazývané také širokopásmová úroveň, je jediná hodnota, kterou lze relativně snadno a levně shromáždit, zpracovat, analyzovat a trendovat.

Úzké pásmo: Pomocí algoritmu rychlé Fourierovy transformace (FFT) se vibrační signál rozloží na řadu diskrétních frekvencí a zobrazí se jako dvourozměrný spektrální graf závislosti amplitudy na frekvenci. Všechna triaxiální spektra uvedená v historii tohoto případu mají frekvenční stupnici s rozlišením 800 řádků. Jinými slovy, každé spektrum se skládá z 800 jednotlivých vrcholů definujících amplitudu na konkrétní frekvenci.

Kritéria přijetí vibrací

Jaká je přijatelná úroveň vibrací pro 1,250tunový (4400kW) chladič? Výrobce chladiče používá širokopásmovou specifikaci vyhovující/nevyhovující 0.25 palce/s (špička). Tolerance nebo specifikace vibrací jsou obvykle vyjádřeny jako absolutní nebo relativní kritéria.

Tabulka závažnosti vibrací IRD General Machinery, shrnutá v tabulce 1, je nejběžnějším příkladem absolutních kritérií a je dobrým vodítkem pro inženýry, kteří nemají žádná historická data o stroji. Každý přírůstek stavu stroje je reprezentován změnou součinitele rychlosti vibrací.

Třetí sloupec poskytuje snadný převod mezi palci za sekundu (špička) a běžně používanou logaritmickou jednotkou rychlosti decibely (VdB). Všimněte si, že 6 dB také představuje změnu o faktor dva, takže každé pásmo stavu stroje je reprezentováno rozdílem 6 dB.

Stroje
Stav

Rychlost
(v./mluvit)

Rychlost
(VdB)

Tabulka 1. Tabulka závažnosti vibrací IRD General Machinery je vylepšením kritéria vyhovění/nevyhovění, jaké používá výrobce chladičů, protože poskytuje odstupňovanou stupnici stavu stroje. Tolerance v tabulce platí pro frekvence mezi 1.6 a 1667 Hz a platí pro většinu rotačních strojů.

Zatímco absolutní kritéria jsou vhodná pro akceptační testy, pro stanovení přesných diagnóz jako součást programu prediktivní údržby jsou zapotřebí citlivější kritéria. Relativní kritérium je nejlepší, pokud je vaším cílem přesně diagnostikovat stav stroje.

Relativní kritéria jsou definována průměrnými měřeními vibrací provedenými na několika stejných strojích, všechny testované za podobných provozních podmínek. Pro tento případ byla kritéria přijatelnosti vytvořena zprůměrováním spektrálních měření z 12 stejných chladičů.

Bronzové montážní podložky disků byly namontovány na stejném místě na každém stroji a data byla shromažďována s chladičem pracujícím na přibližně 80 procent jmenovitého zatížení.

Testovací spektra byla po ručním přezkoumání dat vyvinuta na průměrná základní spektrální data, takže každý test ukázal, že stroje jsou v přiměřeně dobrém stavu. Kvůli odchylkám testovacích dat mezi stroji ve vzorku byly vypočteny standardní odchylky (sigma).

Poté byl vypočten průměr plus jedna sigma spektrální maska. Statisticky by asi 85 procent amplitud vibrací mělo klesnout pod průměr plus jedna sigma maska. Na rozdíl od kritérií pro vyhovění/neúspěch definovaných dodavatelem nebo absolutních kritérií, jako je graf IRD, umožňují relativní kritéria samotným strojům definovat, co je přijatelné.

Obrázek 3 je příkladem jedné osy relativních kritérií přijatelnosti použitých v této historii případů. Obrázek 4 ukazuje průměrnou a průměrnou úroveň plus sigma pro všechny tři osy pro data nízkého i vysokého rozsahu. Pokud jeden nebo více píků v 800řádkovém spektru překračuje kritérium průměrné plus sigma amplitudy, tato skutečnost sama o sobě neznamená významný problém (viz část o diagnostických strategiích).

Obrázek 3. Relativní kritéria přijatelnosti byla vytvořena specificky pro 1,250tunový chladič zprůměrováním spekter z 12 identických chladičů. Zobrazená kritéria průměru (spodní spektrum modře) a průměru plus jedna standardní odchylka (horní spektrum červeně) platí pro radiální osu. Kritéria tabulky závažnosti IRD jsou pro srovnání překryta.

Obrázek 4. Průměrné základní údaje ze dvou samostatných zařízení: Závod A (horních 6 spekter) a Závod B (dolních 6 spekter). Každý závod má 18 stejných modelů chladičů. Rychlost chodu dat závodu B odráží jinou průměrnou rychlost chodu (2,982 50 ot./min), která se odráží ve vstupní frekvenci XNUMX Hz běžné v Evropě. Tato průměrná a průměrná plus sigma data pocházejí z ložiska motoru s volným koncem.

Problémy s valivým ložiskem

Problémy s ložisky jsou některé z nejběžnějších typů poruch diagnostikovaných programy pro analýzu vibrací. V raných fázích bude vadné ložisko produkovat vibrační komponenty s frekvencemi, které nejsou násobky rychlosti otáčení hřídele.

Přesné hodnoty těchto nesynchronních frekvencí vycházejí z geometrie ložisek. Lze je vypočítat, pokud jsou známy rozměry oběžného kola a válce. V praxi většina technických inženýrů nedokumentuje výrobce a číslo modelu ložisek ve strojních zařízeních, a tak se musí při určování frekvence ložisek spoléhat na jiné metody. Sada pravidel pro stanovení přibližných hodnot frekvencí nosných tónů je následující:

Vnější závod s frekvencí přihrávek míčem (BPFO)
= počet válců x rychlost hřídele x 0.4

Míč, frekvence vnitřního závodu (BPFI)
= počet válců x rychlost hřídele x 0.6

Základní vlaková frekvence (FTF)
= rychlost x 0.4

Výrobce chladiče uvedl, že kuličkové ložisko je v tomto případě SKF 7318. Tabulka ložisek potvrzuje, že 4.9xM a 7.1xM jsou vnější a vnitřní kuličkové průchodové frekvence. Tyto frekvence jsou prezentovány jako řády, kde přípona „xM“ představuje „krát rychlost otáčení hřídele motoru“. Při pohledu na frekvence a základní pravidla je zřejmé, že toto ložisko má 12 valivých těles.

Opotřebení kuličkových ložisek se stává stále evidentnějším, když se ve spektrech vibrací vyskytují harmonické (celočíselné násobky) těchto špiček frekvence kuličkového průchodu. V závislosti na povaze defektu mohou být kolem nosných tónů nebo jejich harmonických také silná postranní pásma 1xM. Extrémní opotřebení ložisek vytváří abnormálně vysokou hladinu hluku ve spektrech vysokého rozsahu mezi asi 70 až 100násobkem rychlosti otáčení hřídele (70xM až 100xM).

Běžně používané diagnostické strategie

Při hodnocení opotřebení ložisek pomocí analýzy vibrací je nezbytná konzistentní metoda sběru a analýzy dat. Širokopásmové vibrační měřiče normálně nemohou detekovat opotřebení ložisek až do pozdějších fází. V důsledku toho je technik údržby málo varován, aby naplánoval opravu, a riskuje katastrofální selhání.

Diagnostické techniky, které se spoléhají na vysokofrekvenční jevy, jako jsou rázové pulsy nebo ultrazvuková energie, jsou velmi účinné při včasné detekci opotřebení ložisek. Typicky jim však chybí schopnost detekovat četné strojní závady, které se projevují vibracemi při nižších frekvencích.

Triaxiální úzkopásmová spektrální analýza využívající relativní kritéria přijatelnosti může přesně poskytnout včasné varování před vadami ložisek. Může být také použit k diagnostice široké škály dalších strojních problémů, jako je nevyváženost, nesouosost, problém s vůlí oběžného kola, uvolnění a rezonance. V tomto případě se používá třetí technika.

Úzkopásmová data potřebná pro analýzu zahrnují dva frekvenční rozsahy tříosých spektrálních dat s vysokým rozlišením (800 řádků) měřených v jednom bodě na tuhé části ložiskového pouzdra. Data v nízkém rozsahu jsou typicky 0 až 10 řádů rychlosti hřídele, kde jsou základní tóny ložisek snadno viditelné.

Data vysokého rozsahu jsou typicky 0 až 100 řádů rychlosti hřídele, kde jsou vidět harmonické tóny ložiska a spodní hranice vysokofrekvenčního šumu. I když se to může zdát jako přebytek dat pro jedno místo, způsob montáže a čárový kód umožňují jednoduchý a efektivní sběr dat. Navíc je zpracování dat na PC rychlé a automatické.

Úzkopásmový model defektu ložiska, jak je vyučován ve většině základních kurzů analýzy vibrací, zahrnuje následující čtyři podmínky:

1. Harmonická řada vrcholů s nesynchronní základní frekvencí.
2. 1xM a/nebo postranní pásma základní vlakové frekvence (FTF) kolem kteréhokoli z vrcholů v (1).
3. Zvýšená velikost spodní hranice vysokofrekvenčního hluku.
4. Harmonické řady rychlosti otáčení hřídele způsobené nadměrnou vůlí ložisek.

Analýza vibrací (člověk vs. počítač)

Obrovské množství úzkopásmových dat potřebných k přesné diagnostice vad ložisek vyžaduje, aby všechny běžné funkce redukce dat a logické funkce byly prováděny osobním počítačem s expertním systémem. Pro lidského analytika není časově ekonomické provádět všechny rutinní úkoly, které počítač zvládne, za pouhé sekundy.

Prvním krokem je objednávka normalizovat spektra s ohledem na rychlost otáčení hřídele. Dalším krokem je extrahování amplitud pro hlavní vynucovací frekvence a další vrcholy v testovacích datech. Třetím krokem je použití výše popsaného modelu poruchy k identifikaci vzoru pro vadu ložiska. Posledním krokem je určení závažnosti vady ložiska, vzhledem k tomu, že vzor existuje.

Logika expertního systému použitá k identifikaci závady a její závažnosti byla vytvořena jako součást empirického procesu, při kterém byla automatizovaná diagnóza na velké populaci strojů porovnána s diagnózou, kterou by na stejných strojích provedl odborník na vibrace.

Pravidla expertní logiky jsou proto odrazem toho, jak by expert na vibrace analyzoval data. Z tohoto důvodu nemůže být expertní systém o nic lepší než vibrační analytik, který jej vytváří. Protože všechny kroky popsané v předchozím odstavci jsou rutinní a opakující se, moderní počítač může rychle provést všechny čtyři kroky analýzy během několika sekund na stroji. Expertní systém poté vygeneruje textovou zprávu o opotřebení ložisek motoru chladiče, jak je znázorněno na obrázku 5.

Obrázek 5. Počítačem generované diagnostické výsledky pro chladič 4

Manuální kontrola spektrálních dat

Obrázek 6 ukazuje data o volném konci motoru shromážděná 25. března na chladiči 4. Maska Avg + sigma (červená) jsou pro srovnání superponována. Osa x je škálována v jednotkách řádů, kde řád „1“ představuje rychlost otáčení motoru.

Všimněte si prominentních nesynchronních vrcholů v axiálních datech nízkého rozsahu při 4.9xM a 7.1xM. Tyto špičky odpovídají průchozím frekvencím kuličkového ložiska pro ložisko motoru. Ve spektrech vysokého rozsahu jsou harmonické značky umístěny na každý vrchol harmonické řady s rozestupem 4.9xM.

Všimněte si, že harmonická řada má silné amplitudy ve všech třech osách horního rozsahu, zatímco výrazná pouze v axiálním směru v údajích nízkého rozsahu. Spodní hranice vysokofrekvenčního hluku je přibližně stejná nebo nižší než u masky one sigma, což nám říká, že opotřebení ložisek není téměř k selhání; avšak silná harmonická řada implikuje, že je přítomna vada.

Obrázek 6. Triaxiální vibrační spektra pro ložisko motoru s volným koncem na chladiči 4. Tři spektra nalevo jsou data v nízkém rozsahu a tři spektra napravo jsou data z vysokého rozsahu. Označené píky v datech vysokého rozsahu představují rozestup 4.9xM, což je harmonická řada BPFO.

Prognostika

Není pochyb o tom, zda došlo k chybě ložiska. Obsluha stroje může tento stav rozpoznat podle zvuku a dotyku. Důležitější otázka zní: Kolik zbývající životnosti má toto ložisko? Chytrý vibrační analytik neučiní závěr, dokud se nevyvine trend a nebude k dispozici několik souborů dat. Pro každou diagnózu vypočítá expertní systém skóre závažnosti na základě tří věcí.

1. Počet vrcholů, které podporují diagnózu.
2. Částka, o kterou je překročeno kritérium pro každý vrchol v (1).
3. Absolutní amplituda každého píku v (1).

Trend skóre závažnosti je dobrým indikátorem stavu stroje. Pro každou šablonu diagnostického pravidla je skóre závažnosti mapováno do stupnice závažnosti, která zahrnuje mírnou, střední, závažnou a extrémní.

Algoritmus používaný pro stanovení závažnosti byl odvozen empiricky pro každou diagnózu na základě velkého množství výsledků testů, které byly ručně analyzovány odborníky na vibrace. Pokud se indikace opotřebení ložisek (tóny ložisek, harmonické, postranní pásma a hladina hluku) časem zvyšují, expertní systém tuto skutečnost rozpozná a závažnost přiřazená diagnostice opotřebení ložisek se zvýší. V grafu trendu (obrázek 7) se závažnost opotřebení ložisek motoru vyrovnala na nízké úrovni.

Obrázek 7. Graf trendu expertního systému pro chladič 4

Očekávaná životnost ložiska je většinou funkcí síly na ložisko a nezdá se, že by se stav za poslední rok zhoršoval. Analýza vibrací poskytuje kvantifikovatelné důkazy o stavu ložisek a umožňuje majiteli znát stav jeho strojního zařízení. Jak se závada zhoršuje, vzor defektu opotřebení ložiska bude výraznější. Expertní systém zareaguje přiřazením vyšší závažnosti diagnóze.

Majitel chladiče zavolal servisního technika od výrobce chladiče, aby změřil vibrace. Pomocí měřiče vibrací technik řekl majiteli, že s ložiskem není žádný problém. Výrobce chladiče specifikuje celkový maximální limit vibrací 0.25 palce/s (špička). V tomto případě je celková úroveň pravděpodobně nižší než limit. To zdůrazňuje jeden z problémů s používáním širokopásmových měření pro prediktivní údržbu.

Širokopásmová měření zcela minula indikace opotřebení ložisek, protože širokopásmové měření je citlivé především na nejvyšší vrchol ve spektru. Nevidí harmonickou řadu BPFO.

Proč investovat do čističky vzduchu?
Aby se z tohoto stroje poučil a získal maximální životnost ložiska, musí technik zařízení tento stroj pečlivě sledovat a porovnávat jeho údaje s průměrem plus jednou standardní odchylkou pro tento model chladiče. Skóre závažnosti expertního systému je vynikající způsob, jak konzistentně sledovat stav ložiska, protože vždy používá stejnou logiku a sleduje řadu funkcí v datech.

Když se závažnost zvýší směrem k extrémní úrovni a je objednána výměna ložiska, ložisko by se mělo uložit a rozříznout pro kontrolu. Možná by pak byla tato anamnéza považována za úplnou.