vibration analysis- vietnamese language

1. Institute of mechanics
Chuyên đề 3A/1
CHẨN ĐOÁN VÒNG BI
KSC. Nguyễn Văn Đắc
ThS. Nguyễn Việt Điển
1

2. Institute of mechanics
NỘI DUNG
1. Các đặc trưng rung động
2. Các tần số hư hỏng
3. Chế độ đo, phân tích
4. Các dạng hư hỏng vòng bi
5. Mức độ nghiêm trọng hư hỏng
6. Một số ví dụ phân tích
2

3. Institute of mechanics
1. Các đặc trưng rung động
Các chi tiết của vòng bi
• Ca trong (inner race)
• Ca ngoài (outer race)
• Viên bi/con lăn (ball/roller)
• Vòng cách (cage)
3

4. Institute of mechanics
Các đặc trưng rung động
• Xuất hiện các tần số là bội lẻ (nonsynchronous) của tần số
quay và các bội của nó.
• Xuất hiện các xung trong tín hiệu thời gian.
• Khi xuất hiện hư hỏng, mức rung có thể thấp.
• Khi xuất hiện tiếng ồn thì hư hỏng ở mức độ nghiêm trọng
4

5. Institute of mechanics
2. Các tần số hư hỏng
Các tần số hư hỏng:
- FTF: tần số vòng cách (Fundamental Train Frequency)
- BSP: tần số viên bi (Ball Spin Frequency)
- BPFO: tần số ca ngoài (Ball Pass Frequency of the Outer race)
- BPFI: tần số ca trong (Ball Pass Frequency of the Inner race)
Các ký hiệu:
- RPM: số vòng quay trong một phút (revolutions per minute).
- S: số vòng quay trong một giây (revolutions per second, Hz).
- Bd: đường kính viên bi (ball or roller diameter)
- Nb: số viên bi (number of balls or rollers)
- Pd: đường kính vị trí viên bi
- Ø: góc tiếp xúc của biên bi
5

6. Institute of mechanics
Các công thức tính tần số
Tính xấp xỉ
• BPFI = 0.6 x S x Nb
• BPFO = 0.4 x S x Nb
Ø
Bd
Pd
6

7. Institute of mechanics
3. Chế độ đo, phân tích
• Fmax > 10 x BPFI
• Đầu đo gia tốc
• Phổ vận tốc
• Dạng tín hiệu vận tốc theo thời gian
• Tín hiệu gia tốc trong miền thời gian
7

8. Institute of mechanics
4. Các dạng hư hỏng vòng bi
 Hư hỏng các chi tiết vòng bi (ca trong, ca
ngoài, viên bi, vòng cách).
 Rơ lỏng vòng bi
 2 vòng bi lệch tâm
 Thiếu dầu/mỡ
8

9. Institute of mechanics
Hư hỏng các chi tiết của vòng bi
 Thứ tự xuất hiện các hư hỏng vòng bi thường: rãnh (ca trong,
ca ngoài), viên bi, vòng cách, hoặc kết hợp.
 Tần số hư hỏng xuất hiện trong phổ tần số cho thấy hư hỏng
tương ứng với chi tiết đó của vòng bi
 Các vòng bi có góc tiếp xúc bằng 0 thường không xuất hiện
bội các tần số hư hỏng. Góc tiếp xúc lớn hơn 0 sẽ có các bội
của các tần số hư hỏng.
 Số lượng và biên độ các bội của tần số BPFO hoặc tần số
BPFI có thể đánh giá được mức độ hư hỏng
 Tần số hư hỏng BPFO thường xuất hiện đầu tiên và nội trội
nhất so với các tần số hư hỏng khác
9

10. Institute of mechanics
Biểu hiện các giai đoạn hư hỏng
Zone 1
1X
2X
3X
Zone 2
Bearing defects
Zone 3
Bearing natural
resonances
Zone 4
High frequency
NORMAL
Zone 1
1X
2X
3X
Zone 2
Bearing defects
Zone 3
Bearing natural
resonances
Zone 4
High frequency
STAGE 1
10

11. Institute of mechanics
Zone 1
1X
2X
3X
Zone 2
Bearing defects
Zone 3
Bearing natural
resonances
Zone 4
High
frequency
STAGE 2
STAGE 3
Zone 1
1X
2X
3X
Zone 2
Bearing defects
Zone 3
Bearing natural
resonances
Zone 4
High
frequency
BSP
BPFO
BPFI
Biểu hiện các giai đoạn hư hỏng
11

12. Institute of mechanics
STAGE 4
Zone 1
1X
2X
3X
Zone 2
Bearing defects
Zone 3
Bearing natural
resonances
Zone 4
High
frequency
BSP
BPFO
BPFI
2xBSP
2xBPFI
2xBPFO
STAGE 4’
Zone 1
1X
2X
3X
Zone 2
Bearing defects
Zone 3
Bearing natural
resonances
Zone 4
High
frequency
BSP
BPFO
BPFI
Random frequency
Biểu hiện các giai đoạn hư hỏng
12

13. Institute of mechanics
Rơ lỏng
 Rơ lỏng xuất hiện khi khe hở vòng bi lớn (khe hở với trục,
với ổ hoặc trong vòng bi)
 Có thể xuất hiện rơ lỏng giữa trục và vòng bi, hoặc giữa vòng
bi và vỏ.
 Phổ tần số xuất hiện tần số quay và các bội bậc cao, có thể
xuất hiện các thành phần ngẫu nhiên giữa các bội này
 Bội 4x xuất hiện nếu vòng bi xoay quanh ổ
Các dạng hư hỏng khiếm khuyết khác
13

14. Institute of mechanics
2 vòng bi lệch tâm
• Giống như misalignment, sẽ xuất hiện các bội 2X và 3X nổi
trội hơn 1X, thông thường sẽ kết hợp với rơ lỏng và sinh ra
các bội bậc cao.
Thiếu dầu mỡ
• Xuất hiện các tần số riêng của vòng bi.
• Có thể xuất hiện các sideband BPFI xung quanh các tần số
riêng này.
Các dạng hư hỏng khiếm khuyết khác
14

15. Institute of mechanics
 Không có mức biên độ chuẩn để đánh giá hư hỏng vòng
bi
 Tuổi thọ vòng bi từ khi xuất hiện hư hỏng phụ thuộc và
nhiều yếu tố (chế độ làm việc, thời gian đã chạy, chế độ
bảo dưỡng...)
 Khi sinh ra tiếng ồn thì nên thay vòng bi
5. Mức độ nghiêm trọng hư hỏng
15

16. Institute of mechanics
Rơ lỏng: vòng bi xuay quanh ổ
6. Một số ví dụ phân tích
16

17. Institute of mechanics
Rơ lỏng giữa trục và vòng bi (cháy vòng làm kín)
17

18. Institute of mechanics
Hư hỏng ca ngoài và ca trong (trước và sau khi cân bằng)
18

19. Institute of mechanics
MỘT SỐ VÍ DỤ PHÂN TÍCH
Hư hỏng ca ngoài và ca trong (trước và sau khi cân bằng)
19

20. Institute of mechanics
Hư hỏng ca ngoài (nghiêm trọng)
20

21. Institute of mechanics
Lỗi lắp chặt (vòng bi mới)
21

22. Institute of mechanics
Khe hở vòng bi lớn
22