روش های تست بلبرینگ و ارزیابی سلامت آنها

تست بلبرینگ با روش ترموگرافی

روش های گرما نگاری که مبتنــــی بر وجود اصطحکاک در بیرینگ است کمک میکند که عوامل تاثیر گذار بر روی اصطحکاک بلبرینگ ها یا رولبرینگ های صنعتی را بررسی کنیم . این روش به ما دید واضحی از مقدار اتلاف توان ماشین به واسطــــه وجود اصطحکاک میدهد . این روش یک روش سریع برای بررسی و بازرسی سلامت بیرینگ است البتـــه گاهی اوقات از روش گرما نگاری یا ترموگرافی بیرینگ برای ارزیابی کیفیت و سلامت گریس یا روغن رونکار بیرینگ استفاده می شود .

همانطور که در مقاله تخصصی «۰ تا ۱۰۰ ترموگرافی» در مورد ترموگرافی و کاربرد آن در صنعت صحبت کردیــم ، در این مقاله قصد داریم کاربرد ترمو گرافی در بازرسی بلبرینگ و تشخیص لقی بلبرینگ ها صحبت کنیم .

دوربین ترموگرافی

دوربین ترمو گرافی وسیلــه ایی می باشد که توانایی اندازه گیــری محدوده‌ی خاصــی از امواج مادون قرمز را دارد ، این امواج که به نام امواج مادون قرمز اطلاق می شوند جزئی از امواج الکترو مغناطیس هستند که دامنـــه موج آنهــا در محدوده بین ۰/۸ تا ۱۰۰۰ میکــرومتــر می باشد .

محدوده بین ۰/۸ تا ۱۰۰۰ میکــرومتــر که به منطقه مادون قرمز اطلاق می شوند ، بصورت زیر تقسیم بندی میشود .

Near infra-red (NIR): 0.8 to 1.5 µm
Short wavelength infra-red (SWIR): 1.5 to 3 µm
Mid wavelength infra-red (MWIR): 3 to 8 µm
Long wavelength infra-red (LWIR): 8 to 15 µm
Far infra-red (FIR): longer than 15µm

نحوه انجام تست ترموگرافی

همانطور که می دانید کلیـــه اجسامی که دردمایی بالاتر از صفر مطلق یعنـــی ۲۷۳- سانتــی گراد هستند از خودشان این امواج را ساطع می کنند ، اندازه گیــری شدت ساطع شدن این امواج متناسب با دمای آن نقطــه است که این اساس کار دوربین های صنعتــی ترموگرافی می باشد  ، و  محدوده ی ۸ تا ۱۵ میکرومتـــر محدوده ی اندازه گیــری امواج الکترومغنــاطیس توسط دوربین های صنعتــی ترموگرافی می باشند .

همانطور کــه می دانید اگر بلبرینگ یا رولبرینگ موجود در داخـــل دستگاه عملکرد درستـــی نداشته باشد ، سبب افزایش دمای بلبرینگ یا رولبرینگ خواهد شد . و نکتــــه ایی که وجود دارد این است که افزایش دما می تواند ناشی از عوامل زیر باشد .

۱) فرسوده شدن بلبرینگ

۲) نصب نادرست

۳) روانکاری نادرست بلبرینگ [مقاله ۸ اشتباه رایج در روانکاری بلبرینگ ها مطالعه شود ]

عوامل بالا که باعث افزایش دمای بلبرینگ میشوند و همانطور که قبلاً در مقالــه «بازرسی و نگهداری بلبرینگ ها» اشاره شد افزایش دمای روانکار بلبرینگ ، بـــه ازای هر ۱۰ درجـــه افزایش دما در دمای بیشتر از ۷۰ درجـــه سانتــی گراد عمر روانکار را نصف میکند و از طرفی این افزایش دما ممکن است باعث شود تنظیـــم لقی های بلبرینگ بهم بخورد و بلبرینگ جامپ کند که باعث ایجاد خسارت به هم به خود بلبرینگ و هم دستگاه می شود . پس با ازریابی و بازرسی بلبرینگ با روش ترمو گرافی می توانیـــم تا حد زیادی از ایجاد این عیب جلوگیـــری کنیم .

کاربرد انجام تست ترموگرافی برای بازرسی بلبرینگ ها

چرا تست ترمو گرافی بلبرینگ از نظر کارشناسان توصیــه شده است ؟! تست ترمو گرافی بلبرینگ یک مزیت فوق العاده دارد که سایر روش های تست فاقد آن می باشند و آن هم امکان تست بلبرینگ در لحظــه بدون احتیاج به باز کردن آن از روی دستگاه و نمایش نتیجـــه بلافاصلـــه پس از انجام تست فراهم می باشد .

در مواردی که دمای کارکرد بلبرینگ یا رولبرینگ بالا است با استفاده از دوربین ترموگرافی و ابزارهای کمی آن که در نرم افزارهای آن هست می توان علت بالا بودن دما را مشخص کرد که ۲ حالت دارد .

۱) مشکل از خود بلبرینگ و رولبرینگ می باشد .

۲) مشکل از روانکار بلبرینگ و رولبرینگ می باشد [ مقاله انتخاب روانکار بلبرینگ و رولبرینگ را مطالعه کنید .]

مطالعه موردی ارزیابی سلامت بلبرینگ با تست ترموگرافی

یکــی از پژوهش های خیلـــی جالبی که در خصوص تست ترمو گرافی بلبرینگ انجام شده است ، آزمایش آقایـــان معصومی ، رحمانی ، مذهب جعفری و میمند پور در سال ۹۲ در مورد تست سلامت بلبرینگ پمپ روغن داغ انجام شده است در قصد داریم در اینجا آن را با شما به اشتراک بگذاریـــم .

در حل این مسئله خاص چالشی که محققان با آن روبه رو بودند این بود که این پمپ ، روغن داغ با دمای ۱۵۰ درجـــه سانتی گراد پمپـــــاژ می کرد و  تصمیم گیری در مورد اینکه علت بالا بودن دمای بلبرینگ مشکل داخلی بلبرینگ است یا انتقال حرارت از سیال پمپ به هوزینگ بلبرینگ می باشد چالش برانگیـــز بود  و این مسئله که تشخیص نادرست می توانست محققان را در انتخاب اقدام اصلاحی برای کاهش دمای بیرینگ دچار اشتباه کند بسیـــار حساس بود  زیرا اگر بالا بودن دمای بیرینگ به علت انتقال دما از سیال پمپ باشد نوع اقدام اصلاح نسبت به وقتی که بیرینگ عامل افزایش دما باشد متفاوت می بود .

که تشخیص صحیـــح علت آن حیاتــی می باشد ، با توجه به اینکه اگر انتقال گرما از سیال پمپ به بلبرینگ یا رولبرینگ باشد بایستی روند تغییرات دما در سطح هوزینگ بیرینگ از سمت بدنه پمپ به سمت بیرینگ ها روند کاهشی داشته باشد اما در صورتی که این روند وجود نداشته باشد و با همراه با افزایش نسبی در سمت بلبرینگ باشد علت افزایش دما خود بلبرینگ ها می باشند.

مزیت های تست ترموگرافی

بهترین ابزاری که می تواند در این زمینه کمک کند عکس ترموگرافی به همراه آنالیز دمای یک خط بر روی سطح هورینگ بیرینگ می باشد. همانگونه که در شکل مشخص است زیر روند تغییرات از سمت هوزینگ بیرینگ به سمت بیرینگ علاوه بر بالا بودن سطح دمای آن دارای یک افزایش نسبی درست در محل وجود بیرینگ ها می باشد که همین مسئله نشان دهنده وجود مشکل داخلـی در بیرینگ میباشد .

با توجه به اینکه کم بودن لقی داخلي بیرینگ می تواند باعث کاهش فیلم روغن و افزایش اصطکاک و دما شود اقدام به افزایش لفی داخلی با قرار دادن یک واشر به ضخامت یک دهم میلیمتر بین حلقه های داخلی بیرینگ گردید [مقاله نحوه نصب بلبرینگ ها را مطالعه کنید .] که افزایش لقی سبب می شود مقدار بار تحملـــی به بلبرینگ یا رولبرینگ افزایش پیدا کند و در بازرسی های دوره ایی بعـــدی که توسط محققان انجام شده است ، مشخص گردید که با این روش توانستند با کاهش محسوس دمای بلبرینگ ، عمر کارکرد آن را بطور قابل ملاحضـــه افزایش بدهند .

چطوری با استفاده از ترموگرافی عیوب بلبرینگ را تشخیص می دهند ؟

همانطور که اشاره شد تست ترموگرافی یکی از روش های تشخیص عیوب بلبرینگ ها می باشد که از مهمترین مزیت های استفاده از روش ترموگرافی در تشخیص عیوب بلبرینگ دارد می توان به موارد زیر اشاره کرد .

۱) اندازه گیری دمای قطعه

۲) امکان انجام تست در حین کار دستگاه بدون نیاز به متوقف کردن آن

۳) امکان انجام آن به صورت روزانه

امــا استفاده از ترموگرافی یک محدودیت دارد این است که شما نیاز دارید تصویر ترموگرافی را تحلیل کنید و تحلیل تصاویر ترموگرافی برای  تشخیص عیوب بلبرینگ ها ، می تواند کمی چالش بر انگیز باشد . استاندارد مشخصی برای تحلیل تصاویر ترموگرافی نیست و با توجه به متغیر های زیادی که در تحلیل تاثیر گذار هستند مانند سرعت دوران ، نیروی بارگذاری ، ویسکوزیته روانکار و اندازه بلبرینگ ارائه تحیلی درست کمی دشوار است .

در حقیقت این گونه فرض کنید که عیوب زیادی در بلبرینگ ها سبب ایجاد دمای بالا می شوند [برای اطلاعات بیشتر مقاله آشنایی با انواع عیوب بلبرینگ مطالعه شود ] و اینکه شما عیب دمای بالا را به چه نوع خرابی در بلبرینگ ربط می دهید کاری است که نیاز به دانش و تخصص بالایی دارد .

در بسیاری از پروژه های عملی که انجام شده است ، استفاده از ترموگرافی برای تشخیص عیوب بلبرینگ ها به عنوان یک روش مکمل در کنار سایر روش های ارزیابی و تست سلامت بلبرینگ ها مورد استفاده قرار گرفتــه است .