Как определить шум подшипника двигателя на слух?

Как правило, шум двигателя измеряется путем установки звукоизмерительных приборов в стандартной испытательной среде, а затем уровень шума двигателя получается с помощью определенных поправок и расчетов.

Этот процесс включает в себя особые требования к условиям тестирования, оборудованию, методам и расчетным корректировкам. Инженерам-мотористам крайне важно понимать эти аспекты, а не просто использовать микрофон для простых измерений.

Но даже в этом случае инженеры-мотористы измеряют шум двигателя, а не шум подшипника. Мы знаем, что шум двигателя включает электромагнитный шум и механический шум, причем значительную часть последнего составляет шум, создаваемый вентилятором охлаждения. Эти шумы в значительной степени "маскируют" шум подшипников, выступая в качестве фоновых помех.

Стандарты на подшипники также включают методы испытаний на шум подшипника. Однако оборудование для обнаружения подшипников, обычно используемое на моторных заводах, предполагает установку подшипника на испытательную головку, приложение нагрузки, а затем преобразование сигнала в числовые значения или передачу его на громкоговоритель для тестирования.

В действительности это вибрационный тестер для подшипников двигателя, а не шумовой тестер. Даже если тестер слышит звук, исходящий из динамика, этот звук все равно является преобразованием вибрационного сигнала, а не прямым шумом.

Тем не менее, когда подшипник установлен в двигатель и двигатель вращается, условия нагрузки, которые испытывает подшипник, полностью отличаются от тех, что были на испытательном стенде. Это приводит к изменению шумовых характеристик подшипника двигателя.

Многие производители сталкивались с ситуацией, когда подшипники проходят проверку на "испытательном стенде", но при установке в двигатель продолжают шуметь. Эта путаница возникает из-за разницы между условиями испытательного стенда и реальными условиями работы подшипника в двигателе, а также из-за разницы между измерениями "вибрации" и "шума".

Специализированные испытания подшипников на шум, как и испытания двигателей на шум, имеют свои требования к окружающей среде, испытательному оборудованию, методам испытаний и корректировкам расчетов. Для обычных моторных заводов это сложно.

Для подшипников все остальные шумы двигателя являются помехами при испытаниях, или фоновым шумом. Если фоновый шум подшипников двигателя может быть скорректирован расчетным путем, то конструкция самого двигателя представляет собой значительную проблему для шума подшипников. Например, торцевая крышка подшипника двигателя создает определенный уровень шумовых помех.

Означает ли это, что шум подшипников двигателя на месте эксплуатации не может быть оценен или проанализирован? Как измерить и услышать шум подшипников, особенно с точки зрения технического обслуживания?

На самом деле, такие методы существуют.

Во-первых, из-за высоких требований к окружающей среде при измерении шума и его восприимчивости к помехам, при практическом анализе отказов или обслуживании оборудования акцент часто смещается с шума на вибрацию. При плановом обслуживании подшипников двигателя, если инженеры обеспокоены потенциальными отказами подшипников, обнаружение вибрации является более прямым и эффективным методом, чем так называемое измерение шума.

Однако если производители двигателей больше озабочены общим "слуховым ощущением" двигателя, специальные испытания на шум все равно необходимы. При измерении слухового шума существует проблема, связанная с контурами равной громкости, которая будет подробно рассмотрена в одной из следующих статей. Сначала поговорим о методе измерения "шума" потенциальных неисправностей.

Что касается измерения на месте "шума" (на самом деле вибрации) потенциальных отказов:

a) Наиболее надежным методом виброиспытаний в настоящее время является использование датчиков вибрации и соответствующего аналитического оборудования. Существует множество производителей такого оборудования.

В общем случае методы временной и частотной области могут использоваться для детального анализа с целью выявления возможных причин отказа. (Это требует более специальных знаний о мониторинге состояния, которые будут рассмотрены в последующих статьях, поэтому здесь они не рассматриваются).

b) Однако существует множество требований к мониторингу на месте, которые не столь подробны. Например, патрулирование рабочих. Если нет оборудования для мониторинга вибрации, как следует поступать в этом случае?

На самом деле, самым распространенным методом проверки является "стетоскоп". Но даже со стетоскопом, если инженер не понимает принцип его использования, часто слышимый результат может не соответствовать действительности. Как уже говорилось, даже со стетоскопом мы все равно проводим "виброинспекцию", а не "шумовую инспекцию".

Поэтому при прослушивании один конец стетоскопа должен быть прижат только к смотровой части, а другой - только к наружной косточке уха. Таким образом, обеспечивается "жесткое" соединение между смотровой частью и костью уха, а не воздушное. Это устраняет помехи от "шума" других компонентов.

На самом деле мы слушаем "вибрацию", а не "шум". Одна из основных причин этого - устранение помех, передаваемых по воздуху.

Хотя этот метод широко используется, суть заключается в том, нужно ли "плотно прижимать" или нет. Именно по этой разнице можно определить на месте, понимает ли инженер принцип этого метода измерения. Опытные инженеры часто могут отличить некоторые отклонения внутри подшипников от "вибрации", передаваемой стетоскопом.

Как только вы освоите правильный метод "прослушивания шума" на объекте, все последующие анализы шума и вибрации подшипников двигателя станут более целенаправленными и своевременными. Многие инженеры на объекте долго обсуждают различные вопросы, а в итоге обнаруживают, что говорят совсем не об одном и том же. Поэтому, чтобы избежать подобной ситуации, очень полезно сделать небольшой шаг - "выслушать".