Низкоскоростные и большегрузные поворотные подшипники широко применяются в различных видах промышленного оборудования и механизмах. По сравнению с обычными подшипниками, большие поворотные подшипники (опорно-поворотные устройства) имеют более сложную конструкцию и работают в условиях переменных нагрузок.

Мониторинг и диагностика неисправностей в режиме реального времени имеют очень большое значение для обеспечения безопасности людей и оборудования и повышения срока службы ОПУ.

Современные средства диагностики состояния поворотных кругов включают в себя такие методы, как:

• Методы, основанные на анализе вибрации
• Метод акустической эмиссии
• Методы оценки состояния масла и температуры

Скорость вращения большого поворотного устройства обычно колеблется от 0,1 об / мин до 5 об / мин, при этом ему приходится работать в условиях тяжелых нагрузок. Чтобы сохранить плавность работы ОПУ и предотвратить незапланированные простои, необходима регулярная диагностика устройства. Если мониторинг и диагностика неисправностей не были проведены своевременно, на ранних стадиях повреждения поворотного устройства, в дальнейшем будет трудно избежать экономических потерь, вызванных приостановкой производства, что будет необходимо для обеспечения безопасности рабочих. Большие ОПУ, как правило, используются в сложных и крупных промышленных машинах и механизмах, так что любые возникшие в ОПУ неисправности могут с большой долей вероятности повредить и сами машины и устройства. Таким образом, своевременная диагностика больших поворотных подшипников очень важна.

Рабочие характеристики больших поворотных устройств включают в себя тяжелую нагрузку, низкую скорость работы и работу в условиях циклов постоянного включения/выключения. Учитывая различия в материале ОПУ, особенности рабочего процесса, условия нагрузки и окружающей среды в процессе эксплуатации, время выхода из строя может значительно варьироваться даже для одного и того же типа поворотных подшипников.

Особенности конструкции и основные неисправности крупногабаритных поворотных устройств

Конструктивные особенности больших ОПУ

Большие опорно-поворотные устройства могут выдерживать высокие осевые нагрузки, радиальные нагрузки и высокий опрокидывающий момент, что позволяет использовать их для обеспечения разных функций, таких как поддержка, вращения, передача и фиксация.

Поворотные круги, с внутренним зацеплением, по принципу устройства внутренних подшипников, можно разделить на три основные категории:

Основные неисправности поворотных устройств

Конструкция поворотных устройств достаточно сложная и, кроме дорожки подшипников качения, включает в себя такие элементы, как наружное кольцо, внутреннее кольца, элементы качения, изоляционные блоки, соединительные болты и другие компоненты.

Типичные места ОПУ, где возникают неисправности:

Разработка методов контроля состояния и диагностики неисправностей крупногабаритных поворотных кругов

Исследование методов мониторинга состояния и диагностики неисправностей можно проследить, начиная с 1960-х годов. Они зародились в США и распространились дальше по всему миру. Мониторинг состояния ОПУ основывается на техническом состоянии изделия при его эксплуатации, включая оценку нормальной работы устройства, и прогнозирование возможных поломок. Диагностика неисправностей направлена на анализ неисправностей оборудования путем мониторинга и анализа типов неисправностей и их локализации.

Разработка системы мониторинга состояния и диагностики неисправностей для больших поворотных устройств может быть разделена на следующие три стадии:

1. Мониторинг и диагностика на основе человеческого опыта

В начале промышленного развития теоретической системы мониторинга состояния не существовало как таковой системы диагностика неисправностей. Профессионального испытательного оборудования не было, и люди обычно определяли только факт возникновения неисправности и ее степень путем обнаружения изменений во внешней виде изделия, включая ненормальный звук, температурную аномалию, сломанные зубья, металлические частицы в масле, утечка масла и другие видимые признаки. На этом этапе люди наблюдали и диагностировали состояние поворотных подшипников на основе их предыдущего опыта. Хотя методы оценки были сравнительно простые, они в значительной степени зависели от опыта техников или инженеров, и точность такой оценки могла оказаться не очень высокой, или вовсе неправильной.

2. Мониторинг и диагностика на базе измерительного оборудования

С развитием методов измерения и компьютерного программного обеспечения, США, Япония и некоторые развитые страны Европы постепенно начали использовать эти возможности в исследованиях по мониторингу состояния и диагностики ОПУ. С развитием усовершенствованных сенсорных устройств и совершенствования технологии разработки программного обеспечения, методы мониторинга и
диагностики стали уже не зависеть от человеческих чувств и субъективного опыта, значительно повысилась эффективность и точность анализа.

3. Интеллектуальная система мониторинга и диагностики на основе анализа больших данных (Big Data)

Начиная с 1980-х годов, с развитием компьютерных коммуникационных технологий и искусственного интеллекта, методы мониторинга состояния и диагностики неисправностей постепенно развиваются, становясь все более систематизированными и интегрированными.

Изучение методов контроля состояния и диагностики неисправностей крупногабаритных поворотных подшипников привлекает большое внимание инженеров и пользователей. Интеллектуальная система может собирать информацию более эффективно, более точно определять функции изделий и быстрее анализировать данные.

В настоящее время технические стандарты и критерии поворотных платформ различаются по странам и производителям. Производители сосредоточены на совершенствовании разработки и производстве изделий, методах повышения остаточного ресурса и повышении конкурентоспособности продукции.

На сегодняшний день, методы диагностики ОПУ можно условно разделить на четыре основных категории: акустические эмиссия, состояние масла и изменение температуры.

Мониторинг состояния и диагностика неисправностей на основе анализа вибрации

Обычно, используются методы контроля состояния и диагностики неисправностей, основанные на анализе вибрации, как традиционные методы, так и современные методы. Вибрационные сигналы поступают с датчиков, устанавливаемых на ОПУ. Текущие методы включают амплитудную область, временную область, частотную область и анализ частотно-временной области.

Мониторинг состояния и диагностика неисправностей на основе состояния масла

При работе большого поворотного кольца в зоне контакта происходит деформационное скольжение. Смазка помогает снизить сопротивление трению. В реальных условиях, большие поворотные устройства смазываются маслом и консистентной смазкой. Используется смазывание консистентной смазкой в качестве уплотнения для предотвращения смешивания примесей в компонентах, а также для предотвращения утечки масла. Масляная смазка используется для уменьшения трения, защиты от ржавчины и рассеивания тепла. Когда большой поворотный подшипник вращается, абразивная пыль, вызванная трением, слипается в масле или смазке и постоянно накапливаются в зонах контакта. Методы, основанные на контроле состояния масла, не только дают сигнал тревоги о необходимости прекращения использования изделия, но и позволяют обнаружить изменения в структуре поворотного устройства. Общие методы диагностики включают в себя спектрометрический анализ и феррографический анализ. Спектрометрический анализ основан на принципе отражения и преломления. Наконец, этот метод также позволяет определить места возникновения повреждений ОПУ.

Мониторинг состояния и диагностика неисправностей на основе изменения температуры

Температура поверхности и распределение температурного поля больших поворотных устройств изменяются с изменением нагрузки и температуры окружающей среды. Когда опорно-поворотные устройства испытывают недостаток смазки, соответственно повышается и трение между его элементами и повышается температура. Условия теплопередачи ухудшаются, что приводит к
повышение температуры по сравнению с нормальным состоянием. Итак, контроль изменения температуры может определить состояние неисправностей. Система мониторинга состояния и диагностика неисправностей, основанная на изменении температуры, обычно рассматривается как дополнительное средство и применяется вместе с другими методами диагностики ОПУ.

 
Посмотреть ОПУ в нашем каталоге