Измерение температуры является одним из наиболее точных способов диагностики актуального состояния подшипников и выявления неисправностей. Так же, как и вибродиагностика, мониторинг температуры дает возможность определить проблему в зародыше и предупредить серьезные повреждения. В данной статье приводится сокращенный перечень способов и инструментов для определения температуры подшипников.
Правильное и неправильное тепло
Все без исключения подшипники при работе нагреваются. Вырабатываемое тепло отводится через те узлы и элементы, которые контактируют с подшипником, в том числе – через смазку. Кроме того, частично тепло рассеивается в воздухе.
В тех случаях, когда выработка тепла больше, чем его отвод, подшипники могут греться сильнее. А это, в свою очередь, способно стать причиной ряда серьезных проблем, среди которых – быстрый износ уплотнителей, деградация смазки, деформация колец и т.д. Если перегрев не устранить, перечисленные проблемы могут быстро вывести подшипник из строя.
Почему происходит перегрев? Причины могут быть различны, среди наиболее распространенных – следующие:
- неверный расчет нагрузок,
- нехватка смазки,
- избыточный износ,
- проникновение загрязнений.
Каждый производитель подшипников устанавливает для своей продукции нормативные условия работы – скорость вращения и температуру. Для подшипников из стали рабочей считается температура не более +70º С. На величину максимальной температуры также влияет материал уплотнителей, тип смазки и сепаратора. Приведем здесь некоторые значения:
- если имеется манжетное нитриловое уплотнение, то предельная температура составляет +100º С,
- если манжетное уплотнение выполнено из витона, температурный максимум достигает +200º С,
- если используется сепаратор из полиамида, температура не должна превышать +120º С,
- если применяется смазка с добавлением противозадирных присадок, максимальная температура понижается до +80º С,
- в случае применения обычной пластичной смазки на базе литиевой смеси максимальная температура составляет +120º С,
- если применяются так называемые высокотемпературные смазки, температура не должна быть выше +150º С.
Если установленные в каждом случае ограничения регулярно и в течение долгого времени превышаются, то происходит значительное сокращение рабочего ресурса подшипников и их быстрый выход из строя. Поэтому отслеживание рабочей температуры подшипников так важно.
Способы мониторинга температуры и используемый инструментарий
Сегодня на рынке имеются различные решения для контроля температуры подшипников. К сожалению, универсального варианта до сих пор не разработано – для различных типов подшипников с разными условиями работы создаются своим инструменты и методы. Рассмотрим их вкратце.
Контактные измерения
Контактный метод – самый распространенный и самый простой. Как понятно из названия, при таком типе измерений термометр контактирует непосредственно с поверхностью узла, температура которого определяется. В случае с подшипниками, контактное измерение возможно, как правило, только на неподвижных кольцах либо на корпусе, обычно – после остановки всех движущихся узлов.
Сегодня самую высокую точность контактных измерений (с погрешностью не более 0,1º С) дают электронные термометры сопротивления, а также термометры на термоэлектрических преобразователях (термопарах). Практически наиболее всего удобны те модели, у которых измерительная головка вынесена на щупе. Таким щупом можно без проблем достать подшипник в редукторе, коробке передач и других узлах, не прибегая к разборке.
Выбор электронных термометров огромен. Лучше всего отдавать предпочтение моделям от проверенных брендов, производящих именно подшипники, так как разработанные такими брендами измерительные приборы максимально учитывают особенности и нюансы работы современных подшипников. К примеру, хорошо зарекомендовал себя термометр модели TKDT 10 от бренда SKF. С его помощью можно определять температуру в диапазоне от -200º С до +1370º С, чего более чем достаточно для работы с любыми типами подшипниковых узлов. Это компактный и точный прибор, позволяющий подключать одновременно до двух термопар – в этом случае термометр будет отображать температуру каждой, разницу, минимумы, максимумы и средние значения.
Дистанционное определение
Дистанционные измерения, проводимые при помощи инфракрасных приборов, сейчас также широко распространены. Данный способ дает возможность быстро определять актуальную температуру любого движущегося узла – вала, конвейера, роликов и т.д. – не прибегая к остановке. Это особенно важно, поскольку далеко не всегда есть возможность беспроблемно остановить работу механизма для проведения температурных замеров.
Инфракрасные измерения температуры подшипников также выполняются. Впрочем, данный метод тоже не универсален – так как точное измерение возможно только в тех случаях, когда подшипниковые кольца открыты для обзора, и поверх них нет никаких препятствий (крышки, кожухи, уплотнители и т.д.). Если подшипниковые узлы работают в масляной ванне или закрыты другими конструкционными элементами, то специалисту будет доступно только косвенное измерение, базирующееся на замерах температуры всего узла (к примеру, всего вала).
Как выбрать инфракрасный термометр для замера температуры подшипников? Следует ориентироваться, прежде всего, на данные параметры:
- величина пятна измерения,
- скорость замера,
- диапазон температур для измерения,
- точность,
- функция сохранения результатов (во внутреннюю память прибора или на внешний накопитель).
На сегодняшний день рынок предлагает широкий выбор приборов для инфракрасного измерения температуры подшипников. Спектр расценок и возможностей очень широк. Именитые бренды подшипников также выпускают свои приборы для дистанционного замера – например, популярностью пользуются модели от SKF, Timken, NTN-SNR. В частности, инфракрасные термометры производства SKF и NTN-SNR удобны в плане подключения термопар – по сути, они могут быть быстро преобразованы в контактные термометры, если поверхность для измерений не располагается в пределах прямой видимости.
Из конкретных моделей стоит отметить инфракрасный лазерный термометр LaserTEMP 301 от NTN-SNR. Данный прибор дает возможность проводить высокоточные измерения любых небольших объектов, расположенных вдали от измеряющего. Рабочий диапазон данного прибора составляет -50º С… +850º С, а замер выполняется за секунду. Термометр также имеет функцию записи полученных показаний во внутреннюю память (до 20 значений).
Мониторинг
Описанные выше способы относятся к методикам, требующим участия человека в замерах, а в некоторых случаях – еще и остановки и\или частичного разбора самого узла. Однако такие возможности далеко не всегда есть. В практических условиях на производстве зачастую имеется потребность в непрерывном отслеживании температурных показателей подшипников в условиях работы оборудования. Сегодня многие именитые производители как подшипников, так и самого оборудования, предлагают удобные решения для температурного мониторинга. Так, к примеру, немецкий бренд Schaeffler выпустил компактный прибор FAGGreaseCheck, который способен в постоянном режиме отслеживать температуры подшипников и наличие смазки. Компания RegalBeloit разработала систему беспроводного отслеживания, совместимую с любым электрооборудованием. А фирма NTN-SNR еще два года назад выпустила специальный подшипниковый узел со встроенным сенсорным блоком. Узел включает в себя два подшипника HSE высокой скорости и две распорные втулки, находящиеся между ними. В наружную втулку интегрированы три вида высокоточных датчиков – вибрации, температуры и теплового потока. Это дает возможность выявлять критические проблемы уже в самом начале их появления, позволяя избежать заклинивания и выхода из строя всего узла, а также повреждений дорогостоящего оборудования.
Компания Omec Motors предлагает своим клиентам современные удобные решения для отслеживания рабочей температуры подшипников – как ручного, так и автоматического. Данные решения совместимы с любым промышленным оборудованием.
Специалисты Omec Motors будут рады помочь с выбором решения для мониторинга, внедрением системы автоматического отслеживания температуры и диагностикой подшипниковых узлов.
