Rýchla detekcia začínajúcich porúch ložísk

Začínajúca porucha ložiska sa často prejaví najprv vysokofrekvenčnými akustickými signálmi, ktoré môžu predchádzať výraznému nárastu vibrácií alebo teploty. Akustická kamera Fluke ii915 s funkciou MecQ™ umožňuje tieto prejavy rýchlo a bezkontaktne lokalizovať priamo počas prevádzky. Údržba tak získa časový náskok na overenie stavu, plánovanie zásahu a zníženie rizika neplánovanej odstávky dopravníkov, pohonov a ďalších rotačných zariadení.

Fluke MecQ™: bezkontaktní ultrazvuková kontrola ložisek dříve, než se závada projeví ve vibracích.

Autor: Ing. Jaroslav Smetana
Odborná garance: Blue Panther s.r.o.

Ložisko nezačíná selhávat až ve chvíli, kdy se zvýší vibrace nebo teplota

U rotačních strojů, dopravníků, pohonů, válečkových tratí a převodových mechanismů je ložisko často jedním z prvních míst, kde se začíná projevovat mechanická degradace.

V rané fázi však závada nemusí být ještě patrná jako výrazné zvýšení vibrací, teploty nebo odběru pohonu.

Právě tuto oblast dobře vystihuje známá P-F křivka vývoje poruchy.

Bod P označuje okamžik, kdy je začínající porucha poprvé technicky detekovatelná.

Bod F je funkční selhání zařízení, tedy stav, kdy stroj již neplní požadovanou funkci.

Čím blíže k bodu P dokáže údržba problém zachytit, tím více času má na ověření stavu, naplánování zásahu, přípravu náhradních dílů a provedení opravy v řízeném termínu.

U ložisek vznikají v počátku poruchy vysokofrekvenční projevy související se zvýšeným třením, změnou mazacího filmu, počínajícím poškozením valivých drah, klece nebo valivých těles.

Tyto projevy se mohou objevit dříve, než se závada jednoznačně projeví v běžně sledovaných vibračních hodnotách nebo teplotě.

 

 

Kde pomáhá Fluke ii915 s funkcí MecQ™

Akustická kamera Fluke ii915 s funkcí MecQ™ je určena pro rychlou bezkontaktní kontrolu mechanických anomálií. Využívá mikrofonní pole a zpracování ultrazvukového signálu k tomu, aby technikovi zobrazila místo, odkud podezřelý vysokofrekvenční projev vychází.

Výsledkem není pouze číselná hodnota. Kamera zobrazí akustický obraz SoundMap™ přímo přes reálný obraz kontrolovaného zařízení.

Technik tak při obchůzce vidí, který válec, ložiskový domek, kladka, převodovka nebo pohon se od okolních částí odlišuje.

Praktický význam je jednoduchý: u rozsáhlých zařízení není nutné začínat detailní vibrodiagnostikou na každém místě. Nejprve lze rychle vytipovat podezřelé body a teprve ty následně ověřit další metodou, například vibrační analýzou, kontrolou mazání, teplotním měřením nebo mechanickou prohlídkou.

Ultrazvukový screening před vibrodiagnostikou

Vibrodiagnostika zůstává základní metodou pro podrobné hodnocení rotačních strojů. Umožňuje určit charakter závady, sledovat frekvenční složky, vyhodnotit nevyváženost, nesouosost, vůle, ložiskové frekvence a závažnost stavu.

Funkce MecQ™ má jinou roli. Je to rychlý screeningový nástroj pro obchůzkovou a prediktivní údržbu. Jeho úkolem není nahradit vibrodiagnostiku, ale posunout první upozornění na možný problém blíže k začátku P-F křivky.

To je důležité zejména u zařízení s velkým počtem ložisek, kde není časově reálné provádět detailní kontaktní měření na každém bodě při každé obchůzce. MecQ™ pomáhá rychle odpovědět na otázku:

Kterému místu se máme věnovat dříve, než z něj vznikne skutečný provozní problém?

Typické použití při údržbě dopravníků a pohonů

Největší přínos má MecQ™ tam, kde je mnoho podobných mechanických prvků a kde porucha jediného místa může zastavit část technologie. Typické příklady jsou:

válečkové a pásové dopravníky,
dopravníkové linky v automotive a logistice,
kladky a ložiska dlouhých dopravních tras,
motory a převodovky pohonů,
ventilátory, čerpadla a kompresory,
balicí, třídicí a manipulační technologie,
technologické linky s obtížně přístupnými rotačními částmi.

Technik může při pravidelné obchůzce projít podél zařízení a kamerou zkontrolovat větší počet míst bez kontaktu se strojem. To je výhodné zejména u pohybujících se částí, u zařízení ve výšce, u krytovaných nebo obtížně přístupných uzlů a tam, kde by kontaktní měření znamenalo zdržení nebo zvýšené bezpečnostní riziko.

Detekce poruch v průmyslu a logistice

V automobilkách jsou tisíce ložisek instalovaných v převodových mechanismech dopravníků, motorových pohonech zvedacích systémů nebo ve válečkových dopravnících, které přenášejí karoserie, díly a palety mezi jednotlivými stanovišti.

Pomocí akustické kamery Fluke ii915 může technik při obchůzce výrobní haly snadno a rychle zkontrolovat stovky ložisek v rámci několika minut.

Kamera v režimu MecQ™ okamžitě zvýrazní místa s abnormální akustickou aktivitou – například ložiska s nedostatkem maziva, mikrotrhlinou nebo poškozenou klecí.
Údržba tak dostává přehledný obraz o skutečném stavu celé linky a může plánovat zásahy preventivně – ještě dříve, než by došlo ke zvýšení teploty, vibrací nebo zastavení linky.

Pásové dopravníky v lomech, pískovnách a energetice

Zásadní přínos technologie MecQ™ se projevuje také v oblasti dlouhých pásových dopravníků, které zajišťují přepravu surovin,

kameniva, písku, štěrku, uhlí či popílku. Tyto systémy často dosahují délky stovek metrů a pracují v náročných podmínkách – prašné prostředí, vysoká vlhkost, vibrace, proměnlivé zatížení i obtížný přístup k ložiskům.

Pomocí kamery Fluke ii915 lze jednoduše „projít“ celou trasu dopravníku, přičemž akustické zobrazení automaticky označí ložiska nebo převodové uzly, které vykazují vyšší ultrazvukovou aktivitu.

Tímto způsobem je možné včas zachytit počínající zadírání, poškozené válečky nebo nedostatečné mazání kladek – a předejít tak vážným haváriím a zastavení celé dopravní trasy.
V uhelných a tepelných elektrárnách se technologie MecQ™ osvědčila při diagnostice dopravníků pro přísun paliva nebo popílku, v cementárnách při kontrole mlecích a dávkovacích mechanismů a v těžebních provozech při monitorování pohonů drtičů, nakladačů nebo separátorů.

Díky dosahu akustické kamery přes 100 metrů a vysoké směrové citlivosti lze tyto kontroly provádět i na místech, která jsou pro běžné vibrační snímače nedostupná.

Textilní a lehké průmyslové aplikace

Další zajímavou oblastí využití jsou rychloběžné mechanické systémy v textilním průmyslu – například člunky, zakládací mechanismy nebo navíječe.

Zde dochází k velmi rychlému opotřebení ložisek a kluzných sedel, které se často projeví dříve akusticky než tepelně.

Kamera ii915 v režimu MecQ™ umožňuje identifikovat drobné nepravidelnosti v běhu stroje a umožňuje přesně určit, která stanice nebo člunek vyžaduje údržbu.

 

Co údržba získá v praxi

Použití Fluke ii915 s funkcí MecQ™ přináší údržbě především časový náskok. Kamera pomáhá včas vytipovat ložisko nebo mechanický uzel, který se začíná chovat jinak než okolní části zařízení.

Údržba pak může:

zařadit podezřelé místo do detailnější kontroly,
ověřit stav mazání,
porovnat vývoj nálezu při další obchůzce,
rozhodnout o vibrační analýze konkrétního místa,
připravit náhradní díly,
naplánovat zásah do odstávky,
snížit riziko havarijní opravy.

Důležité je také uložení nálezu.

Obraz se zvýrazněným akustickým zdrojem lze použít jako dokumentaci pro vedoucího údržby, plánování oprav, předání mezi směnami nebo komunikaci s výrobou. Nález je tak konkrétní, lokalizovaný a opakovatelně kontrolovatelný.

Kdy je přínos největší

MecQ™ dává největší smysl tam, kde údržba potřebuje rychle prověřit velký počet ložisek a rotačních částí, ale nechce čekat až na pokročilý projev závady. Typicky jde o provozy, kde neplánované zastavení dopravníku, pohonu nebo linky způsobí vysoké ztráty, organizační problémy a tlak na rychlou opravu.

Akustická kamera zde slouží jako praktický nástroj pro rozhodování.

Neukazuje pouze to, že zařízení „ještě běží“. Pomáhá ukázat, kde se může začínat rozvíjet problém, který je vhodné řešit včas.

Výsledky měření a reporting

Vedle detekce jsou velmi důležité i činnosti následné. Fluke ii915 umožňuje zachytit obraz „SoundMap™“, tedy akustickou mapu přetisku nad vizuálním obrazem, uložit snímek či krátké video, přidat poznámku či foto k danému místu, přiřadit údaje (číslo zařízení, datum, stav „Jak bylo nalezeno / Jak bylo zanecháno“) a následně generovat report pomocí softwaru ii-Series Reporting Tool. 

Díky tomu má údržba k dispozici jasnou historii a trend vývoje hluku u každého zařízení – což je klíčem k efektivnímu plánování preventivních zásahů.

Shrnutí

Fluke ii915 s funkcí MecQ™

rozšiřuje možnosti prediktivní údržby o rychlou bezkontaktní ultrazvukovou kontrolu ložisek, dopravníků a pohonů.

Jeho hlavní hodnota není v nahrazení vibrodiagnostiky, ale v tom, že pomáhá zachytit počínající mechanickou degradaci velmi brzy – v části P-F křivky, kde má údržba ještě dostatek času jednat.

Pro pracovníky údržby to znamená rychlejší orientaci v rozsáhlém zařízení. Pro vedoucí údržby to znamená lepší plánování zásahů, menší riziko neplánovaných odstávek a konkrétní podklady pro rozhodnutí, kterému místu věnovat pozornost jako prvnímu.

MecQ™ pomáhá technikům udržet provoz plynulý, bezpečný a bez neplánovaných odstávek.

Fotografia