Diagnostika porúch ložísk: nezvyčajný šum, zahrievanie a opotrebovanie

Poruchy ložísk v rotačných motroch hydraulických hornických vŕtačov sa zvyčajne neprejavujú zjavnou náhlym udalosťou – katastrofálnym zaseknutím, ktoré zastaví vŕtač. Toto zaseknutie je zvyčajne koncom postupného degradačného procesu, ktorý začal týždne alebo mesiace predtým. Prvé príznaky sú jemné: mierne zmena výšky tónu zvuku rotačného motora pri nízkom údere, teplota oleja v odtoku, ktorá je o 5 °C vyššia ako predtým, alebo postupný nárast počtu kovových častíc v olejovej vzorke medzi servisnými intervalmi. Keď sa niektorý z týchto príznakov stane dostatočne zjavným na vyvolanie servisného volania, ložisko je zvyčajne už v takom stave, že jeho prehliadka a znovu-olejovanie už nedokážu predĺžiť životnosť – jedinou možnosťou je výmena.

Zachytenie degradácie ložiska v ranom štádiu, keď je zásah stále cenovo efektívny, vyžaduje poznatky o tom, čo každý signál znamená a kedy sa objaví v časovej osi poruchy – konkrétne, ktorý príznak sa zvyčajne objaví ako prvý a ktorý signál indikuje, že ložisko je iba niekoľko hodín od zaseknutia.

Postupné vznikanie poruchy: Ktoré signály sa objavia kedy

Porucha ložiska v rotačnom motore kameňového vŕtacieho stroja zvyčajne prebieha postupne. Najskorší detegovateľný signál – často sa objavujúci ešte pred tým, než by sa ľudské ucho dozvedelo akýkoľvek zvuk – je zvýšenie amplitúdy vibrácií na frekvenciách charakteristických pre ložiská. V prostredí rázového pohybu, kde je pozadie vibrácií spôsobených rázovým mechanizmom intenzívne, je táto subprahová zmena vibrácií bez senzorovej analýzy vibrácií efektívne nedetegovateľná. Väčšina prevádzok v teréne nemá tento typ meracej techniky špecificky inštalovaný na rotačnom motore, takže tento skorý signál zostáva nepozorovaný.

Nasledujúci signál, ktorý sa zvyčajne objaví, je zvyčajne šum: zmena charakteristického zvuku rotačného motora od stáleho nízkeho hučania k zvuku s periodickou alebo prerušovanou kvalitou – jemná kovová cyklická zložka, ktorá sa opakuje s frekvenciou obehu ložiskového kruhu. Tento zvuk je počuteľný skúsenému operátorovi, ktorý prevádzkuje zariadenie bez úderov a iba s rotáciou pri nízkom tlaku rotácie. Kľúčová diagnostická metóda: počas cyklu nastavovania polohy (bez úderov, rotácia pri nízkej rýchlosti) sa špecificky pozorne naslúchajte koncu rotačného motora vrtáku. Nové ložiská sú pri nízkej rýchlosti rotácie takmer tiché; ložiská poškodené na obežnej dráhe vyvolávajú nepravidelné hučanie alebo slabé cyklické škrabanie, ktoré sa zosilňuje so zvyšujúcou sa rýchlosťou rotácie.

Teplo v väčšine poruchových postupov nasleduje po hluku. Teplota ložiska v kryte rotačného motora stúpa, keď poškodený povrch dráhy zvyšuje trenie pri každej otáčke. Pri väčšine ložísk rotačných motorov je akceptovateľná prevádzková teplota ložiska 80 °C alebo nižšia na povrchu krytu. Skontrolovať, či ložisko beží horúco (ešte pred tým, ako sa blíži riziko zaseknutia), možno dotykom ruky (pozorovať, či sa kryt zdá horúci v porovnaní s priľahlými obvodmi) alebo infračerveným teplomerom umiestneným na kryte motora. Náhly nárast teploty (na rozdiel od postupného) naznačuje skôr zlyhanie mazania než progresívne opotrebovanie dráhy – napríklad kontaminovaný mazivo, ktoré náhle stratí svoju viskozitu, alebo mazací potrubie zablokované nečistotami.

Charakteristika hluku podľa typu poruchy

Diagnostika vzorky oleja: Zachytenie opotrebovania ložiska pred vznikom hluku

Pri prevádzke, pri ktorej sa pravidelne analyzuje hydraulický olej – čo by malo zahŕňať aj olej z odvodného otvoru rotačného motora, nie iba olej z úderového obvodu – stúpajúce počty kovových častíc vo vzorke odvádzaného oleja sú najskorším signálom degradácie ložiska, ktorý je možné prakticky monitorovať. Častice železa a ocele vznikajúce opotrebovaním dráhy a valivých prvkov sa objavia v oleji skôr, ako sa dajú zaznačiť zmeny v hlučnosti alebo teplote. Dvojnásobný nárast počtu častíc medzi dvoma po sebe nasledujúcimi vzorkami po každých 200 hodinách prevádzky (aj keď sú absolútne hodnoty počtov stále v rámci normálneho rozsahu) naznačuje zrýchlené opotrebovanie niekde v mazacom obvode. Zdroj sa potvrdí porovnaním s kontrolou hlučnosti a teploty.

Rôzne typy opotrobovacích častíc naznačujú rôzne režimy poruchy: veľké, nepravidelné železné častice naznačujú únavové odštiepovanie povrchu behového kruhu; jemné železné ‚triedky‘ bez častíc odštiepovania naznačujú abrazívne opotrebovanie spôsobené kontaminovaným mazivom; neželezné častice (meď, cín) naznačujú materiál kotúča alebo deliaceho prvku, čo ukazuje na preťaženie alebo nesprávny typ ložiska pre dané prostredie s nárazmi. Tieto rozdiely je možné pozorovať pri jednoduchej kontrolnej skúške pomocou magnetického zátky – umiestnením magnetu do vypúšťacej rúrky – alebo pri laboratórnej analýze vzorky.

Základná príčina: Čo v skutočnosti spôsobuje poškodenie ložísk rotačných motorov

Zlyhanie mazania predstavuje väčšinu predčasných porúch ložísk v rotáciách vrtacích motorov. Dve formy: príliš málo (hlad z zablokovaného alebo prázdneho lubrikátora, ktorý tiež napája zónu motorového ložiska) a nesprávna zmes (hydraulický olej všeobecného použitia, ktorý nahradil olej EP pre vrtačky, keď nebol k dispozícii správny stupeň). Oba spôsobujú zrýchlené opotrebovanie povrchu v priebehu 50-100 hodín a vytvárajú teplo, ktoré urýchľuje degradáciu oleja ďalej v cykle zmesovania.

Druhou hlavnou príčinou je kontaminácia vodou z splachovacích zariadení. Keď sa zlyhá tesnenie splachovacej skrinky, voda sa časom presunie smerom k rotácii motorickej zóny. Voda v mazivach pre ložiská dramaticky zvyšuje nosnosť abrazivov, pretože voda nevytvára ochranný film medzi kovovými povrchmi pod zaťažením. Magnetická zástrčka bude zobrazovať jemné kovové vlny (nie veľké častice rozpúšťania), ak je príčinou kontaminovaná voda, ktorá sa môže rozlíšiť od zlyhania typu rozpúšťania morfológiou častíc.

Preťaženie spôsobené nosením vodcovských rukávov je tretia príčina. Vedúci rukáv s nadmernou voľnosťou umožňuje, aby sa špendlík pod tlakom pozdĺžne kolísal a tento bočný zaťaženie sa čiastočne prenáša na ložisko rotácie motora cez súpravu šoku. Rulové ložisko znáša radiálne zaťaženie, na ktoré nebolo navrhnuté. Diagnóza: ak ložiská často zlyhávajú a voľnosť vodičského rukávku je na alebo nad hranicu výmeny, rukáv je základnou príčinou, aj keď to nie je zjavný problém.

Vymena a opätovná inštalácia: Vyhnúť sa opakovaným zlyhaniam

Inštalácia nového ložiska do toho istého krytu, kde došlo k poruche bez kontroly povrchu ložiska a ramenných ploch hriadeľa, je najčastejšou príčinou opakovaného poruchy ložiska. V prípade zlyhania valcového ložiska sa zaznamenáva výťažok v obytnom priestore; tieto výsledky vytvárajú koncentráciu napätia, ktorá poškodzuje vonkajšiu dráhu nového ložiska v priebehu prvých prevádzkových hodín. Pred inštaláciou nových ložísk si ich vyčistite, zmerať a v prípade potreby vylepšiť alebo vymeniť.

V prípade, že sa použije systém na pripevnenie ložiska, musí sa použiť náprava na správne prsteňprsteň, ktorý je namontovaný na lis. Použitie inštalácie sily cez valcovacie prvky okamžite poškodí závody, čo spôsobí poruchu, ktorá vyzerá ako predčasné opotrebovanie, ale v skutočnosti je poškodenie inštalácie. HOVOO dodáva súpravy na pečovanie rotácie motora pre všetky hlavné značky. Úplné odkazy na hovooseal.com.