روش های تست بلبرینگ و ارزیابی سلامت آنها

تست بلبرینگ با روش ترموگرافی

روش‌های گرما‌نگاری که مبتنـی بر وجود اصطکاک در بیرینگ است کمک می‌کند که عوامل تأثیر‌گذار بر روی اصطکاک بلبرینگ‌ها یا رولبرینگ‌های صنعتی را بررسی کنیم. این روش به ما دید واضحی از مقدار اتلاف توان ماشین به واسطـه وجود اصطکاک می‌دهد. این روش یک روش سریع برای بررسی و بازرسی سلامت بیرینگ است البتـــه گاهی اوقات از روش گرما‌نگاری یا ترموگرافی بیرینگ برای ارزیابی کیفیت و سلامت گریس یا روغن روانکار بیرینگ استفاده می‌شود.

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

دوربین ترموگرافی

دوربین ترموگرافی وسیله‌ایی می‌باشد که توانایی اندازه گیــری محدوده‌ی خاصــی از امواج مادون قرمز را دارد، این امواج که به نام امواج مادون قرمز اطلاق می‌شوند جزئی از امواج الکترو مغناطیس هستند که دامنـــه موج آنهــا در محدوده بین ۰/۸ تا ۱۰۰۰ میکـرومتر می‌باشد.

محدوده بین ۰/۸ تا ۱۰۰۰ می‌کــرومتــر که به منطقه مادون قرمز اطلاق می‌شوند، بصورت زیر تقسیم‌بندی می‌شود.

Near infra-red (NIR): ۰/۸ to ۱/۵ µm
Short wavelength infra-red (SWIR): ۱/۵ to ۳ µm
Mid wavelength infra-red (MWIR): ۳ to ۸ µm
Long wavelength infra-red (LWIR): ۸ to ۱۵ µm
Far infra-red (FIR): longer than ۱۵µm

نحوه انجام تست ترموگرافی

همانطور که می‌دانید کلیـه اجسامی که در دمایی بالاتر از صفر مطلق یعنـــی ۲۷۳- درجه سانتــی گراد هستند از خودشان این امواج را ساطع می‌کنند، اندازه گیــری شدت ساطع شدن این امواج متناسب با دمای آن نقطــه است که این اساس کار دوربین‌های صنعتــی ترموگرافی می‌باشد و محدوده‌ی ۸ تا ۱۵ میکرومتـــر محدوده‌ی اندازه گیــری امواج الکترومغنــاطیس توسط دوربین‌های صنعتــی ترموگرافی می‌باشند.

همانطور کــه می‌دانید اگر بلبرینگ یا رولبرینگ موجود در داخـل دستگاه عملکرد درستـــی نداشته باشد، سبب افزایش دمای بلبرینگ یا رولبرینگ خواهد شد. نکتـه‌ایی که وجود دارد این است که افزایش دما می‌تواند ناشی از عوامل زیر باشد.

۱) فرسوده شدن بلبرینگ

۲) نصب نادرست

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

عوامل بالا که باعث افزایش دمای بلبرینگ می‌شوند و همانطور که قبلاً در مقالــه «بازرسی و نگهداری بلبرینگ‌ها» 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 لقی‌های بلبرینگ بهم بخورد و بلبرینگ جامپ کند که باعث ایجاد خسارت به هم به خود بلبرینگ و هم دستگاه می‌شود. پس با ازریابی و بازرسی بلبرینگ با روش ترموگرافی می‌توانیـم تا حد زیادی از ایجاد این عیب جلوگیری کنیم.

کاربرد انجام تست ترموگرافی برای بازرسی بلبرینگ ها

چرا تست ترموگرافی بلبرینگ از نظر کارشناسان توصیــه شده است؟! تست ترموگرافی بلبرینگ یک مزیت فوق‌العاده دارد که سایر روش‌های تست فاقد آن می‌باشند 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 می‌باشد.

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

۱) مشکل از خود بلبرینگ و رولبرینگ می‌باشد.

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

مطالعه موردی ارزیابی سلامت بلبرینگ با تست ترموگرافی

یکــی از پژوهش‌های خیلـــی جالبی که در خصوص تست ترموگرافی بلبرینگ انجام شده است، آزمایش آقایان معصومی، رحمانی، مذهب جعفری و میمند پور در سال ۹۲ است که در مورد تست سلامت بلبرینگ پمپ روغن داغ انجام شده است و در قصد داریم در اینجا آن را با شما به اشتراک بگذاریــم.

در حل این مسأله خاص چالشی که محققان با آن روبه رو بوده‌اند این بود که این پمپ، روغن داغ با دمای ۱۵۰ درجـــه سانتی گراد پمپـاژ می‌کرد و تصمیم‌گیری در مورد اینکه علت بالا بودن دمای بلبرینگ مشکل داخلی بلبرینگ است یا انتقال حرارت از سیال پمپ به هوزینگ بلبرینگ می‌باشد چالش برانگیـــز بود و این مسأله که تشخیص نادرست می‌توانست 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 می‌بود. تشخیص صحیح علت آن حیاتی می‌بود.

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 بیرینگ‌ها روند کاهشی داشته باشد اما در صورتی که این روند وجود نداشته باشد و همراه با افزایش نسبی در سمت بلبرینگ باشد علت افزایش دما خود بلبرینگ‌ها می‌باشند.

مزیت‌های تست ترموگرافی

بهترین ابزاری که می‌تواند در این زمینه کمک کند عکس ترموگرافی به همراه آنالیز دمای یک خط بر روی سطح هورینگ بیرینگ می‌باشد. 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 بیرینگ‌ها می‌باشد که همین مسأله نشان دهنده وجود مشکل داخلـی در بیرینگ می‌باشد.

با توجه به اینکه کم بودن لقی داخلی بیرینگ می‌تواند باعث کاهش فیلم روغن و افزایش اصطکاک و دما شود اقدام به افزایش لقی داخلی با قرار دادن یک واشر به ضخامت یک دهم میلیمتر بین حلقه‌های داخلی بیرینگ گردید [مقاله نحوه نصب بلبرینگ‌ها را مطالعه کنید. ] که افزایش لقی سبب می‌شود مقدار بار تحملـی به بلبرینگ یا رولبرینگ افزایش پیدا کند و در بازرسی‌های دوره‌ایی بعدی که توسط محققان انجام شده است، مشخص گردید که با این روش توانستند با کاهش محسوس دمای بلبرینگ، عمر کارکرد آن را بطور قابل ملاحظـه افزایش بدهند.

چطوری با استفاده از ترموگرافی عیوب بلبرینگ را تشخیص می‌دهند؟

همانطور که اشاره شد تست ترموگرافی یکی از روش‌های تشخیص عیوب بلبرینگ‌ها می‌باشد که از مهمترین مزیت‌های استفاده از روش ترموگرافی در تشخیص عیوب بلبرینگ دارد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

۱) اندازه‌گیری 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 بلبرینگ‌ها، می‌تواند کمی چالش بر‌انگیز باشد. استاندارد مشخصی برای تحلیل تصاویر ترموگرافی نیست و با توجه به متغیر‌های زیادی که در تحلیل تأثیر‌گذار 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 بلبرینگ‌ها سبب ایجاد دمای بالا می‌شوند [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 می‌دهید کاری است که نیاز به دانش و تخصص بالایی دارد.

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