Метод SPM HD

SPM HD® - это следующая запатентованная разработка метода ударных импульсов (SPM), используемого для быстрой, простой и надежной диагностики рабочего состояния подшипников качения. Он обеспечивает простую для понимания оценку состояния по зеленовато-желтой-красной шкале, а также кристально чистые спектры и временные сигналы для дальнейшего анализа.

Характеристики

  • Быстрый, простой и надежный мониторинг состояния подшипников
  • Наглядная оценка состояния по зелено-желто-красной шкале
  • Определение  повреждений подшипников с помощью исключительно  четких спектров и временных сигналов
  • Применяется для оборудования с очень широким диапазоном оборотов, включая сверхнизкоскоростные (диапазон от 0,1 до 20 000 об / мин)

 

Техническое описание

Во всех подшипниках качения на контактных поверхностях между дорожками качения и элементами качения вырабатываются ударные импульсы. Эти ударные импульсы воспринимаются датчиком, который, в свою очередь, трансформирует их в электрические импульсы, пропорциональные мощности соударений. В отличие от датчиков вибрации, датчики ударных импульсов настроены таким образом, что частота этих электрических импульсов равна собственной частоте датчика (32кГц).

Во всех подшипниках качения на контактных поверхностях между дорожками качения и элементами качения вырабатываются ударные импульсы. Эти ударные импульсы воспринимаются датчиком, который, в свою очередь, трансформирует их в электрические импульсы, пропорциональные мощности соударений. В отличие от датчиков вибрации, датчики ударных импульсов настроены таким образом, что частота этих электрических импульсов равна собственной частоте датчика (32кГц).

Амплитуда ударных импульсов определяется тремя основными факторами:

  • Сила соударения (зависит от диаметра подшипника и скорости вращения)
  • Густота и толщина масляной пленки (разделение металлических поверхностей в зоне качения). Масляная пленка зависит от выбранного типа смазки, от центровки валов, от натяга и нагрузки подшипника.
  • Механическое состояние поверхностей подшипника (шероховатость, поверхностное напряжение, повреждение, выкрашивание частиц металла).
SPM HD measurement technique

Исходные данные

Для унификации оценки состояния подшипников разного размера и вращающихся с разной часотой производится нормализация амплитуд ударных импульсов. Для этого вводятся данные о скорости вращения и диаметре вала с "достаточной точностью". Эти настройки устанавливают "ноль" нормализованной шкалы состояния HDi. 

Обработка сигналов

Фильтр шума: случайно возникающие высокие значения, которые могут вызвать ложные тревоги, отфильтровываются с помощью алгоритма случайного отклонения удара.
Колебания значений об/мин контролируются с помощью Порядкового анализа  HD , см ниже.
Алгоритм улучшения симптомов ищет повторяющиеся воздействия во временной области. В результате случайные сигналы подавляются, а повторяющиеся сигналы усиливаются.

Выходные данные

Метод SPM HD выдает 4 типа параметров для оценки состояния:

  • HDm

    Значение HDm – это скалярная величина, выражаемая в децибелах. Она выражает амплитуду самого сильного ударного импульса в течение времени получения данных. Значение HDm показывает рабочее состояние подшипника и обычно используется для оценки возможных механических неисправностей в подшипнике. HDm - это исходный параметр для настроек аварийного сигнала и оценки тренда.

  • HDc

    Значение HDc - это скалярная величина, которая выражается в децибелах. Данное значение представляет уровень, где присутствуют удары в пределах 200 ударов в секунду. Оно также необходимо для определения состояния смазки.

  • Временной сигнал HD

    Временной сигнал HD необходим для локализации возможного повреждения подшипника. Во многих случаях так же возможно определить природу повреждения (повреждение внутренней обоймы с выкрашиванием по  окружности или единичным сколом и т.д.) Временной сигнал HD является результатом сложных цифровых алгоритмов, которые усиливают повторяющиеся импульсы и отбрасывают случайные результаты.

  • SPM Спектр HD

    SPM Спектр HD получается в результате быстрого преобразования Фурье (БПФ) временного сигнала.  SPM HD спектр используется для определения места возможного повреждения подшипника, а так же для получения трендов (используя симптомы и полосовые значения).

Оценка

Исходная величина и диапазон трех зон состояния (зеленый - желтый - красный) были получены эмпирическим путем тестирования множества подшипников в различных рабочих условиях. Максимальная величина HDm определяет зону состояния подшипника. Высота коврового уровня ударных импульсов и дельта (HDm минус HDc) указывают на качество смазки или проблемы с установкой подшипника или центровки.

Метод Измерения на основе порядков SPM HD

Для машин, работающих на переменных скоростях, анализ методом Измерения на основе порядков предоставляет надежные данные и идеально четкие результаты измерений даже при значительных вариациях скорости вращения в течение времени измерения. Метод Измерения на основе порядков применим в очень широком диапазоне скоростей вращения, начиная с нескольких до нескольких тысяч оборотов в минуту.

Метод использует кратные скорости вращения (порядки), а не абсолютную частоту (Гц). Целью использования порядков является привязка дисплея к скорости вращения (1X) и ее кратным значениям, что означает, что упорядоченные компоненты в спектре всегда остаются в одном и том же положении на дисплее, даже если скорость вращения изменяется во время измерения.

Два или несколько спектров одного агрегата с переменной скоростью легче сравнивать, если они выражены в порядках. С отслеживанием порядков частотный диапазон всегда покрывает интересующие симптомы, независимо от скорости вращения машины.

Сферы применения

МОНИТОРИНГ ДРОБИЛКИ С ПОМОЩЬЮ SPM HD

Для добычи полезных ископаемых используется ряд критически важных агрегатов, которые могут подвергаться сбоям сбоям в производственном процессе в случае неисправностей. Одним из таких агрегатов является дробилка.

МОНИТОРИНГ ОБОРУДОВАНИЯ ЦБК С ПОМОЩЬЮ SPM HD

SPM Instrument уже много лет поставляет решения для мониторинга состояния оборудования целлюлозно-бумажной промышленности. Нажмите, чтобы узнать больше о наших решениях.

ОНЛАЙН МОНИТОРИНГ МЕЛЬНИЦЫ МСИ

Данный пример описывает опыт применения болгарского производителя меди Aurubis технологии SPM HD для контроля за шестернями подшипников вала критически важной для производства мельницы МСИ на флотационной установке.