超声波检测:采用超声波技术维护检测不同润滑工作状态的轴承

有关轴承维护技术的两大复杂问题是：什么时候更换润滑油和应该更换多少润滑油。如果换油太少，轴承就会提前报废；如果换油过多，轴承就会陷入过度润滑的困境或长期危害动力线圈和卷线。

传统而言，润滑计划是根据时间定的。设备供应商通常根据操作时间来制定润滑计划。并且，设备供应商在他们的维修计划过程中经常对润滑油的量加入指导。对于职员来说，短期更换润滑油是非常常见的事情，而往往添加的润滑油脂偏多。如，要求职员每两到三星期更换一次润滑油，每次添加一盎司的润滑油。这些建议一开始就导致他们是在一些没有任何实际意义的不知道的因素上建立起来的。

润滑时间间隔有一个简单的前提：在轴承不因干燥和崩溃而停止运转的条件下保持设备的合理运行。这是一种固定的预防概念。但是，我们必须保持润滑缺少和过度大量润滑之间的平衡。

为了达到设备最优化的目标，我们最好知道什么时候润滑以及什么时候停止往轴承上加注润滑油。通过根据条件制定润滑策略可以达到这一目的。简单的说，轴承的条件决定了什么时候换油。当轴承运转顺畅并且无迹象表明轴承发生改变时，应避免润滑，让它正常运转；如果条件改变或轴承显示出需要润滑，那么就应该加注润滑油。检测轴承，更换润滑油可以帮助我们决定添加润滑油的量以及什么时候停止添油。

超声波检测技术是理想的根据条件润滑的有效方式。想明白为什么，我们必须了解超声波检测技术，轴承运行如何产生超声波信号，以及超声波检测仪器是如何帮助我们在轴承上维护最佳润滑强度的。

超声波检测技术是根据高频率的声音感应来测量的。超声波每分钟转20,000圈或20,000赫兹。考虑到当人们的听力频率停止时高频率的超声波才刚开始。大多数的超声波检测仪器可以感应到20KHz到100KHz。而人们的听力范围却只是从20Hz到20KHz。平均人们常常最高能听到16.5KHz或再多一些。

超声波检测仪器

以结构传导超声波技术为基础的仪器是指超声波接收转换器。他们通过heterodyning（外差法）技术将人耳听不见的高频率声音以电子形式转换到人耳能听的见的声音范围内。 

这种heterodyning（外差法）技术就像收音机的AM调频的工作原理一样简单。当我们听收音机时，我们是听不到收音机声波的声音的，但是这种方式可以帮助我们轻松辨别不同的声音和音乐乐器。简单地说，这种技术过程提供了一种精确的超声波转换功能，它将运行设备（轴承）发出的声音转换成用户可以立即辨别出的声音信号，这样就可以辨别出不同的设备发出的声音。大多数超声波转换器通过两种方式反馈声音：通过音响（耳机）或通过测量仪来扩大声音使声音增强或达到一定的分贝后，人们就能听到了。

超声波轴承监测仪器

假设有一台安装好的轴承。在合理的安排下加入适当量的润滑油。当它按着轨道运行的时候，它所要受到的任何压力都被润滑油分解掉，也就是没有任何压力。如果是这样的话，轴承所产生的声音就像轮胎漏气的声音一样。我们叫这种声音为“空白噪音”。这种噪音包括各种声音，高低频率不同。高频率声波比低频率更容易辨认。有了超声波接收转换仪器，这些超声波信号就可以被辨别出来，不受其它部件发出机械噪音的干扰或受少量干扰，如工具杆或邻近轴承所发出的声音。（相对于检测运动部件振动的测振仪，超声波检测仪器将会检测到摩擦产生的超声波信号。）

Ultraprobe 401 Digital Grease Caddy Pro数字超声波轴承润滑听诊器

Ultraprobe 201 Grease Caddy超声波轴承润滑听诊器

当轴承润滑强度失效或变质，摩擦的潜在性就会增加。你就会注意到或听到超声波声音信号的强度也会相应的增加。决定什么时候润滑以及什么时候停止注油的方式非常简单：制定一个基础线、制定观察计划表和注油的时候进行监测。

制定一个基线
轴承基线反映在正常操作，无可视错误，足够润滑的条件下的分贝强度。制定基线的三种方式：

1.比较法：如果有同一类型的多个轴承，这些轴承就可以放在一起比较。用同一种测试方法或从同一个角度来观察每一个轴承。分析分贝强度和声音质量。如果没有本质上的区别（少于8dB），我们就可以把它设为每一个轴承的基础分贝强度。

2.添加润滑油的时候设置基础线：当添加润滑油时，收听声音的强度，当声音强度下降然后又上升。这时，不要添加过多的润滑油了，并且把它设为基础线。

3.历史记录：观察轴承分贝强度，每天记录，然后比较30天的记录结果。如果分贝强度改变很小或没有改变（少于8dB），我们就可以把此设为基础线，并用于以后观察结果的比较值。

设置观察时刻表

如与总产量、环境结果、操作结果相关的设备关键性是选择和设置评估机械系统的主要因素。当基础观察线制定后，一个月检测一次是非常有必要的。对于那些要润滑的高分贝轴承，应该检测的频率更频繁一些，这样就可以观察到它所可能发生的变化。如果一个轴承处于将要毁坏状态，那么润滑油只能暂时掩盖错误。但是，分贝强度会很快升高来显示错误存在。在某些情况下，这种现象几分钟内就会显现出来，而有的却需要几天。

润滑时检测

如果一个轴承的分贝超过基础线8dB，我们认为这个轴承需要润滑。当我们意识到这个轴承需要润滑，那么知道什么时候停止注油将会防止过度润滑的出现。可以按照以下三步来完成：

1.以轴承生产商的指导为基础计算用量，然后注入润滑油，不要过多。这一步骤是非常主观的，与超声波无关，并且这一步骤从没失效过。

2.当注入润滑油时润滑技术员应用超声波仪器检测轴承。慢慢注油直到分贝强度降到基础线。

3.如果没有基础线作为指导，润滑油的用量应在声音降低后又上升时停止。这时，润滑技术员应停止继续使用润滑油。

超声波轴承检查

超声波检查或监测是发觉轴承损坏初期（最开始）最可靠的方式。当温度升高或低频率的震动强度加强时，超声波警告信号就会最先响起。当轴承因使用过度而损坏初期，缺少润滑油或润滑油过量时，使用这种检查轴承的方法是很有用的。

发觉失效的信号
就像轨道上的金属一样的球状轴承，如滚轴或球状轴承开始使用过度时，就会发生细微的变形。这种情况就会产生不规则的表面，从而导致散发的超声波信号增加。从初期读数中得到的振幅的改变表明了一到两种状况：提前失效或缺少润滑油和初期轴承失效。如果超声波超过基础线8dB时，就会伴随有持续的冲击噪音，这种噪音表明润滑油失效（干燥的轴承表面）。如果超声波读数超过预期的读数，达到12dB时，就会有崩溃的噪音，这种噪音可以假定为轴承已经开始进入失效模式。

参考资料：

Ultraprobe201超声波轴承润滑听诊器快速操作方法：

使用Ultraprobe201轴承润滑听诊器判断何时需要加入润滑油，需要设定轴承的基准值水平。当轴承超过预设的基准值8dB-12dB，并带有规律的白噪音或急速冲击声(white noise or rushing sound)，可以判断轴承需要加入润滑油。如果轴承低于这一水平，就不需要加入润滑油。因此，和基准值相比，轴承读数较低时，可以判定不需要加入润滑油。

A. 在加入润滑油时：

1.在加油的同时，使用耳机进行收听。

a.确认油枪的加油口和轴承的注入口紧紧的连接在一起，确认磁性传感器和轴承外壳充分接触。

b.戴上耳机并确认耳机的插口已经插好。

c.打开Ultraprobe201。

d. 如果耳机声音太大，请调低灵敏度：向左旋灵敏度旋钮，调低灵敏度水平，直到LED 显示大约在量程刻度的一半(50%)。

e.开始加入润滑油并收听。

2.何时结束加入润滑油：

伴随润滑油的加入，轴承的声音水平开始降低。出现以下情况时，请停止加入：

a.轴承声音水平停止降低并突然开始上升，或者

b.轴承的声音水平接近预设的基准值水平(通常仪器LED条形图读数降低2-3段)

超声波检测仪器的选择：

轴承测试,轴承监测和趋势分析

对于轴承测试，轴承监测和趋势分析,我们推荐：

Ultraprobe15,000.Ultraprobe10,000.Ultraprobe9000.Ultraprobe3000.Ultraprobe100。

基于润滑状态探测仪器

对于基于润滑的状态产品是：

Ultraprobe15,000.Ultraprobe10,000.Ultraprobe9000.Ultraprobe3000.Ultraprobe100. Grease Caddy201/201。

在线轴承监测仪器

下列为在线轴承监测：

UCA586.Ultra-Trak 750.Grease Caddy401/201。