电机轴承出现故障时,电机温度将会升高,润滑剂开始分解。线圈发生过热,温度传感器发生分断,将电机停止。在最坏情况下,轴的转动受到束缚,转子被锁死,电机全面发生故障。
许多预测性维护 (PdM) 程序都使用热成像技术来监视运转设备的表面温度,通过热量数值来检测并避免设备损失。
通过用热成像仪来捕获轴承和外壳的二维红外图像,技术人员可将当前工作温度与基准温度进行比较,检测出潜在的故障。
检查什么?
一般而言,在监视大型、可以接近、速度相对较高的轴承时,需要使用 PdM 技术来进行振动分析,但只有在轴承能够安装传感器时,这种分析才能安全进行。对于尺寸相对较小(如传送带的滚轮)、运行时速度较低、实际上不可接触或靠近时不安全的轴承,热成像技术是一个极好的振动分析替代方法。多数情况下,可以在设备运行时,在一个安全的位置进行热成像检查。使用手持式热成像仪捕获热图像的时间比进行振动分析所用时间还要短。
应对预热到一个稳定状态以及在正常负荷下运转的机械设备进行检查。这样,就可以对标准工作条件下的测量值进行解释。捕获被检查轴承的一个热图像,如果可能,在执行相同或相似功能的区域内捕获多个轴承的图像,如位于传送带另外一端或造纸机滚轮或同一个轴上另一个轴台上的轴承。
寻找什么?
轴承问题通常可通过将在相似条件下运行的相似轴承的表面温度进行比较而发现。过热状况在红外图像中表现为一个“热点”,通常通过对相似设备的比较而发现。在检查电机轴承时,这一程序包括对轴承的端承口到端承口(对于相同类型的电机和轴承)或定子到端承口的温度进行比较。
一般来说,设计一条将所有关键旋转设备包括在内的定期检查路线是一个非常好的做法。如果已经有一条用于进行定期振动分析检查的路线,则很容易将热成像检查方法加入到这些现有的轴承监视方法中。在任何情况下,要将每台关键设备的热图像保存到计算机上,并使用热成像仪随附的软件,随时间跟踪测量结果。这样,您就会获得用于比较的基准图像。它们可以帮您确定热点状况是否正常,并帮您验证维修是否有效果。
什么情况表示“红色警报”?
存在安全问题的设备状况应该具有最高的维修优先级。
除此之外,判断何时需要采取行动以防止因轴承而致使重要设备发生损失是一个情况各不相同的任务,它随着经验的积累而变得更加容易。例如,在一条难于监视的生产线上,汽车制造厂商从单独使用振动分析的方法转到了振动分析与红外成像相结合的方法,以便判断生产线上轴承的正常工作温度是否在特定范围之内。该公司的经过良好热成像技术培训的预测性维护 (PdM) 人员,此时将一个在高于正常工作温度上限的温度下运转的轴承作为一个“报警”状况处理。
在将热成像技术用于使用振动分析方法通常不进行监视的轴承时,或者甚至在对轴承进行抽查时,要听从汽车厂商的意见,建立一些“报警”标准,正像您在其它状态监视技术中所做的那样。例如,一些热成像专家针对使用特定润滑技术(润滑脂、油槽等)的特定类型设备上轴承的允许温度差 (Ts) 建立了经验规则。
故障的潜在成本有多大?
针对特定电机、泵、驱动装置或其它关键部件中的失效轴承,您可以对维修、生产损失和劳动力等方面的成本进行分析。
在一个汽车生产装置中,一台泵发生故障的估计成本,要大于15,000 美元维修成本加每分钟 30,000 美元的生产损失成本和每分钟高于 600 美元的劳动力成本。极力保持泵能够正常运转的努力是值得的。
随后的行动
所有旋转设备都在系统的摩擦点(轴承)处产生热量。润滑可降低摩擦,因而可减少并在不同程度上(取决于润滑类型)将热量散发。通过热成像方法,您可以在揭示轴承状况时,形象地观察到这一过程。当热图像指示出有过热的轴承时,您应该做出一个维护决定,将轴承更换或者润滑。振动分析或其它 PdM 技术可帮助您确定最佳行动路线。
每当使用热成像仪发现问题时,请使用相关软件将结果记录在一个报告中,包括设备的一个热图像和数字图像。这是报告您所发现的问题并提出建议的最佳方式。