สัญญาณของความเสียหายในตลับลูกปืนแผ่นเอียงที่คุณไม่ควรมองข้าม

แบริ่งแผ่นเอียง เป็นส่วนประกอบที่สำคัญในเครื่องจักรที่หมุนด้วยความเร็วสูง เช่น กังหันไอน้ำ เครื่องอัดแก๊ส และมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดใหญ่ ความสามารถของพวกเขาในการมอบสมรรถนะโรเตอร์ไดนามิกที่เสถียรและรองรับการวางแนวที่ไม่ตรง ทำให้สิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับส่วนประกอบที่มีความแม่นยำอื่นๆ แบริ่งแผ่นเอียงอาจได้รับความเสียหายเมื่อเวลาผ่านไป การเพิกเฉยสัญญาณเตือนล่วงหน้าอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายร้ายแรง การหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผน และค่าซ่อมที่มีค่าใช้จ่ายสูง

ทำความเข้าใจหลักการทำงาน

ก่อนที่จะระบุโหมดความเสียหาย จะเป็นประโยชน์ที่จะนึกถึงวิธีการทำงานของตลับลูกปืนแบบเอียง แต่ละแผ่นจะหมุนอย่างอิสระ ทำให้เกิดลิ่มอุทกไดนามิก โดยไม่คำนึงถึงทิศทางการรับน้ำหนักหรือความเร็วของเพลา การออกแบบนี้ช่วยลดความแข็งของครอสคัปเปิลให้เหลือน้อยที่สุด และช่วยลดความไม่แน่นอนของการหมุนวนของน้ำมัน อย่างไรก็ตาม ความซับซ้อนอย่างมากที่ทำให้พวกเขามีประสิทธิภาพยังทำให้เกิดกลไกความล้มเหลวหลายประการอีกด้วย การตระหนักถึงความแตกต่างระหว่างรูปแบบการสึกหรอตามปกติและความเสียหายร้ายแรงถือเป็นสิ่งสำคัญ

สัญญาณทางการมองเห็นและทางกายภาพของการสึกหรอ

วิธีการวินิจฉัยที่สามารถเข้าถึงได้ยังคงเป็นการตรวจสอบด้วยภาพในระหว่างการบำรุงรักษาตามกำหนดเวลา เมื่อตรวจสอบตลับลูกปืนแผ่นเอียง สัญญาณทางกายภาพหลายอย่างจำเป็นต้องได้รับการดูแลทันที

ความผิดปกติของพื้นผิวแผ่น

ชั้นแบบบับบิต (โลหะสีขาว) บนพื้นผิวแผ่นเป็นแนวป้องกัน ความผิดปกติใดๆ ต่อไปนี้บ่งบอกถึงความเสียหายที่เพิ่มขึ้น:

การแตกร้าวและรอยเปื้อนถือเป็นอันตรายอย่างยิ่งเนื่องจากจะแพร่กระจายอย่างรวดเร็วภายใต้การดำเนินการอย่างต่อเนื่อง แผ่นอิเล็กโทรดแผ่นเดียวที่มีรอยเปื้อนอย่างรุนแรงสามารถถ่ายโอนเศษวัสดุไปยังแผ่นอิเล็กโทรดที่อยู่ติดกัน ทำให้เกิดความล้มเหลวแบบเรียงซ้อน

ความเสียหายจากการหมุนและการสนับสนุน

แบริ่งแผ่นเอียงอาศัยการเคลื่อนที่ของเดือยอย่างอิสระ หากเดือย (แบบลูกบ๊อกซ์หรือทรงกระบอก) มีลักษณะแบน มีน้ำเกลือ หรือสึกกร่อน แสดงว่าแผ่นรองไม่สามารถจัดแนวได้อย่างถูกต้อง แผ่นที่ติดอยู่จะสูญเสียข้อได้เปรียบทางอุทกพลศาสตร์ ทำให้เกิดการกระจายน้ำหนักที่ไม่สม่ำเสมอและเกิดความร้อนสูงเกินไปเฉพาะจุด ตรวจสอบจุดหมุนสำหรับ:

• รอยบุ๋มจากการกระแทกซ้ำๆ
• สูญเสียความโค้งเดิม
• การเปลี่ยนสีจากความร้อนแบบเสียดทาน
• มีร่องรอยของการกัดกร่อนแบบ fretting (ผงสีน้ำตาลแดง)

ตรวจพบสัญญาณความร้อนระหว่างการทำงาน

กลไกความเสียหายหลายประการในแบริ่งแผ่นเอียงมีต้นกำเนิดมาจากความผิดปกติของความร้อน ระบบตรวจสอบสภาพสมัยใหม่สามารถจับสัญญาณเหล่านี้ได้ก่อนที่จะเกิดความเสียหายที่มองเห็นได้

การแพร่กระจายของอุณหภูมิแผ่นผิดปกติ

ในตลับลูกปืนที่แข็งแรง แผ่นอิเล็กโทรดทั้งหมดจะทำงานภายในช่วงอุณหภูมิที่ใกล้เคียงภายใต้ภาระที่มั่นคง แผ่นเดียวที่แสดงอุณหภูมิ 5–8°C เหนือเพื่อนบ้าน แสดงว่ามีการโอเวอร์โหลดเฉพาะจุดหรือมีการเช็ดที่กำลังพัฒนา ในทางกลับกัน แผ่นที่เย็นกว่าแผ่นอื่นๆ อาจถูกขนถ่ายเนื่องจากการวางแนวที่ไม่ตรงหรือแกนหมุนติด บันทึกแนวโน้มของอุณหภูมิมากกว่าค่าสัมบูรณ์ การเพิ่มขึ้นทีละน้อยในหนึ่งแพดในช่วงหลายสัปดาห์มักจะมาก่อนความล้มเหลว

ความผันผวนของอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว

หากอุณหภูมิของแผ่นอิเล็กโทรดแกว่งมากกว่า ±3°C ภายในไม่กี่นาทีโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงโหลด อาจสงสัยว่าฟิล์มน้ำมันไม่เสถียรหรือแผ่นอิเล็กโทรดเริ่มสั่น นี่เป็นเรื่องธรรมดาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในตลับลูกปืนแผ่นเอียงที่รับน้ำหนักน้อย ซึ่งแผ่นอิเล็กโทรดอาจ “สั่นสะเทือน” กับเดือย หากไม่แก้ไข จะทำให้เกิดการสึกหรอที่เดือยและสูญเสียตำแหน่งแผ่นเบรกในที่สุด

การทำแผนที่ความร้อนที่อยู่อาศัยแบริ่ง

การใช้การถ่ายภาพความร้อนบนตัวเรือนแบริ่งสามารถเปิดเผยจุดร้อนได้ ในขณะที่การสร้างความร้อนเป็นเรื่องปกติ แต่โซนร้อนเฉพาะที่ซึ่งอยู่ในแนวเดียวกับแผ่นเดียวบ่งชี้ว่ามีการเสียดสีมากเกินไปบนแผ่นนั้น เปรียบเทียบรูปแบบการระบายความร้อนระหว่างแบริ่งที่เหมือนกัน—การทำความร้อนแบบอสมมาตรถือเป็นสัญญาณอันตรายที่เชื่อถือได้

ลายเซ็นการสั่นสะเทือนของความเสียหายของแบริ่งแผ่นเอียง

การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนถือเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังในการตรวจจับความเสียหายตั้งแต่เนิ่นๆ ในตลับลูกปืนแบบเอียงโดยไม่รบกวนการผลิต รูปแบบความถี่เฉพาะสอดคล้องกับโหมดความล้มเหลวที่แตกต่างกัน

กิจกรรมแบบซิงโครนัสย่อย

ข้อดีหลักประการหนึ่งของตลับลูกปืนแผ่นเอียงคือความต้านทานต่อการหมุนวนของน้ำมัน หากคุณสังเกตเห็นส่วนประกอบที่มีการสั่นสะเทือนรุนแรงที่ความเร็วรอบ 0.4–0.48× นั่นไม่ใช่การหมุนวนของน้ำมันแบบคลาสสิก แต่อาจบ่งบอกถึง:

• แพดสั่นเนื่องจากพรีโหลดไม่เพียงพอ
• พอดีเดือยหลวมช่วยให้สามารถกระโดดแพดได้
• ปัญหาการกวาดล้างตัวเรือนแบริ่ง

การสั่นสะเทือนแบบซับซิงโครนัสอย่างต่อเนื่องที่ความเร็วสูงสุดเกิน 0.1 นิ้ว/วินาที รับประกันการตรวจสอบ อย่ามองข้ามว่าเป็น “ปกติ” สำหรับตลับลูกปืนประเภทนี้ เนื่องจากตลับลูกปืนแผ่นเอียงที่ดีจะทำงานด้วยพลังงานซับซิงโครนัสที่ต่ำมาก

พีคแบบซิงโครนัสและฮาร์มอนิก

การสั่นสะเทือนของความเร็วในการวิ่งที่เพิ่มขึ้น 1 เท่าอาจเป็นผลมาจากความเสียหายที่พื้นผิวของแผ่นเบรกซึ่งทำให้เกิดจุดสูงเฉพาะที่ ตัวอย่างเช่น รอยแตกร้าวที่ซ้อนทับแบบ Babbitt ขนาดเล็กอาจทำให้เกิดการถูหนึ่งครั้งต่อรอบในแต่ละครั้งที่เพลาผ่านแผ่นนั้น ในทำนองเดียวกัน ฮาร์โมนิค 2× หรือ 3× จะปรากฏขึ้นเมื่อฟิล์มน้ำมันกลายเป็นแบบไม่เชิงเส้นเนื่องจากแผ่นสึกหรอหรือความเสียหายของเดือย

การระเบิดความถี่สูง

การระเบิดของการสั่นสะเทือนความถี่สูงแบบสุ่ม (มักจะสูงกว่า 1,000 เฮิรตซ์) ทำให้เกิดการสัมผัสระหว่างโลหะกับโลหะเป็นระยะๆ นี่เป็นเรื่องปกติในตลับลูกปืนแผ่นเอียงที่มีการสูญเสียแบบบาบิตต์อย่างรุนแรง โดยที่แผ่นรองเหล็กสัมผัสกับเพลา สัญญาณดังกล่าวมักจะพลาดหากระบบการสั่นสะเทือนถูกตั้งค่าไว้ที่เทรนด์แอมพลิจูดโดยรวมเท่านั้น

ผลการวิเคราะห์น้ำมันหล่อลื่น

การวิเคราะห์น้ำมันให้หลักฐานทางอ้อมแต่ทรงพลังเกี่ยวกับการสึกหรอภายใน ไม่จำกัดการทดสอบเพียงการนับอนุภาค—ตัวบ่งชี้เฉพาะเป้าหมายสำหรับแบริ่งแผ่นเอียง

อนุภาคแบ๊บบิต

ดีบุก ทองแดง และพลวงเป็นองค์ประกอบหลักในบับบิตต์ที่มีดีบุก การเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันของโลหะเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่า 10 ไมครอน บ่งชี้ถึงการสึกหรอของแผ่นอิเล็กโทรด เปรียบเทียบกับค่าพื้นฐาน การเพิ่มชั่วโมงการทำงานเกิน 100 ชั่วโมงเป็นสองเท่าถือเป็นสิ่งสำคัญ โปรดทราบว่าอนุภาคของแบบบิตต์นั้นอ่อนและมักจะปรากฏเป็นสะเก็ดสีเงินแบนๆ ใต้กล้องจุลทรรศน์

ออกซิเดชันและวานิช

การเสื่อมสภาพที่เกี่ยวข้องกับความร้อนของน้ำมันหล่อลื่นทำให้เกิดสารเคลือบเงาและตะกอน การเอียงลูกปืนแผ่นที่มีการไหลไม่เพียงพอหรือช่องว่างแผ่นมากเกินไปทำให้เกิดจุดร้อนเฉพาะที่ซึ่งออกซิไดซ์น้ำมันในบริเวณใกล้เคียง ค่าสีของแผ่นเมมเบรน (MPC) สูง (>20) หรือการมีอยู่ของคราบสีน้ำตาลบนพื้นผิวที่เย็นกว่า บ่งบอกถึงปัญหาความร้อนขั้นสูง สารเคลือบเงายังสามารถทำให้แผ่นอิเล็กโทรดติดได้ ทำให้เกิดวงจรป้อนกลับเพื่อเร่งความเสียหาย

การปนเปื้อนของน้ำและอนุภาค

ปริมาณน้ำที่สูงกว่า 500 ppm จะช่วยลดความสามารถในการรับน้ำหนักของฟิล์มน้ำมันลงอย่างมาก และเร่งให้เกิดความเมื่อยล้าแบบ Babbitt ในขณะเดียวกัน อนุภาคแข็ง (ซิลิกาจากซีล เหล็กจากส่วนประกอบอื่นๆ) ฝังอยู่ในพื้นผิวของแผ่น ทำให้เกิดส่วนที่ยื่นออกมาซึ่งขัดขวางการขูดขีดของเพลา เฟอร์รากราฟฟีตามปกติสามารถแยกแยะระหว่างการสึกหรอในการตัด (อนุภาคที่มีขอบคม) และการสึกหรอแบบเลื่อน (อนุภาคที่โค้งมน)

พารามิเตอร์การทำงานจะเปลี่ยนความเสียหายของสัญญาณ

บางครั้งความเสียหายในแบริ่งแผ่นเอียงจะเผยให้เห็นผ่านการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของเครื่องจักรมากกว่าการวัดโดยตรง

เพิ่มแรงบิดในการสตาร์ท

หากเครื่องจักรต้องการแรงบิดที่สูงกว่าปกติในระหว่างการสตาร์ทหรือเคลื่อนตัวลง สงสัยว่าแผ่นอิเล็กโทรดรบกวน แผ่นบวม (เนื่องจากการคืบของแบบ babbitt) หรือเดือยที่ถูกยึดสามารถสร้างแรงต้านได้ เปรียบเทียบกระแสสตาร์ทปัจจุบันหรือแรงบิดกับข้อมูลในอดีต การเพิ่มขึ้น 15% เป็นเกณฑ์ที่สมเหตุสมผลสำหรับการตรวจสอบ

อุณหภูมิทางออกของน้ำมันเปลี่ยนแปลง

ภายใต้ภาระและความเร็วที่มั่นคง ตลับลูกปืนที่แข็งแรงจะรักษาอุณหภูมิทางออกของน้ำมันให้สม่ำเสมอ การเพิ่มขึ้นทีละน้อย 3–5°C โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมหรือโหลด บ่งชี้ว่าแรงเสียดทานภายในตลับลูกปืนเพิ่มขึ้น สิ่งนี้มีความโดดเด่นเป็นพิเศษในตลับลูกปืนแผ่นเอียงที่สูญเสียพื้นที่แบบ babbitt เนื่องจากแผ่นอิเล็กโทรดที่เหลือรับน้ำหนักได้มากกว่า

รูปแบบเสียงรบกวนที่ผิดปกติ

ผู้ปฏิบัติงานที่มีประสบการณ์สามารถตรวจจับความเสียหายได้ผ่านเสียง การคลิกหรือการแตะเสียงที่ความถี่ในการหมุนของเพลา บ่งชี้ว่าแผ่นอิเล็กโทรดหลวมบนเดือย เสียงขูดหรือเสียดสีระหว่างการหมุนช้า (เกียร์เปลี่ยนเกียร์) ชี้ไปที่การสัมผัสระหว่างโลหะกับโลหะโดยตรง ไมโครโฟนอัลตราโซนิกสามารถขยายการได้ยินของมนุษย์เพื่อตรวจจับการเสียดสีความถี่สูงที่เกิดขึ้นก่อนเสียงรบกวนเป็นเวลาหลายสัปดาห์

สรุปตัวชี้วัดความเสียหายร้ายแรง

เพื่อการอ้างอิงอย่างรวดเร็ว ตารางต่อไปนี้จะรวมสัญญาณเร่งด่วนที่ต้องปิดเครื่องทันทีและการตรวจสอบตลับลูกปืนแผ่นเอียง

มาตรการเชิงรุกเพื่อป้องกันความล้มเหลวจากภัยพิบัติ

แม้ว่าการจดจำสัญญาณความเสียหายเป็นสิ่งสำคัญ แต่การป้องกันจะช่วยยืดอายุการใช้งานของตลับลูกปืน ใช้แนวทางปฏิบัติต่อไปนี้สำหรับแบริ่งแผ่นเอียง:

• รักษาความสะอาดของน้ำมันให้อยู่ที่ ISO 16/13/10 หรือดีกว่า
• ตรวจสอบพรีโหลดของแผ่นอิเล็กโทรดและระยะห่างระหว่างการยกเครื่องทุกครั้ง
• ใช้การถ่ายภาพความร้อนรายไตรมาสเพื่อสร้างรูปแบบพื้นฐาน
• ข้อมูลการสั่นสะเทือนของแนวโน้มรายสัปดาห์แทนที่จะเป็นรายเดือน
• อย่าให้เกินพิกัดการรับน้ำหนักเฉพาะของตลับลูกปืน โดยเฉพาะในระหว่างการทำงานชั่วคราว

บทสรุป

แบริ่งแผ่นเอียงมีความน่าเชื่อถือสูงเมื่อได้รับการบำรุงรักษาตามพารามิเตอร์การออกแบบ แต่ก็ไม่ต้านทานต่อความเสียหาย สัญญาณที่กล่าวถึง ได้แก่ เครื่องหมายการสึกหรอที่มองเห็น ความผิดปกติจากความร้อน รูปแบบการสั่นสะเทือน การเปลี่ยนแปลงของน้ำมันหล่อลื่น และการเปลี่ยนแปลงการปฏิบัติงาน ก่อให้เกิดกรอบการทำงานการวินิจฉัยที่สมบูรณ์ การเพิกเฉยต่อตัวบ่งชี้ใดๆ ทำให้เกิดการเสื่อมถอยลงเรื่อยๆ ในทางกลับกัน การจดจำอย่างรวดเร็วช่วยให้สามารถเข้าแทรกแซงตามเป้าหมายได้ ประหยัดเวลาหลายสัปดาห์ของการหยุดทำงาน และหลีกเลี่ยงความเสียหายร้ายแรงของโรเตอร์ สำหรับโรงงานใดๆ ที่ใช้เครื่องจักรเทอร์โบความเร็วสูง การฝึกอบรมบุคลากรให้รับรู้สัญญาณเริ่มต้นของความเสียหายในตลับลูกปืนแบบเอียงนั้นไม่ใช่ทางเลือก แต่จำเป็นสำหรับความเป็นเลิศในการปฏิบัติงาน