Как проверить подшипник электродвигателя без разборки: 5 способов

Подшипник электродвигателя проверяют без разборки на работающей машине пятью способами: на слух через стетоскоп, по температуре корпуса пирометром, по вибрации, по ультразвуку и по анализу тока питания. Слух и температура замечают дефект поздно, ультразвук и огибающая вибрации раньше. Надёжный вывод даёт сравнение с базовым замером того же подшипника.

Пять способов и что каждый показывает

Способ	Прибор	Что видит	Ограничение
Слух	Электронный стетоскоп	Свист, визг, неровный рокот, стук	Ранняя подповерхностная трещина не слышна; в шумном цехе слух бесполезен
Температура	Пирометр (ИК-термометр)	Лишнее трение в узле: ошибки смазки, перекос, трение уплотнений	Не указывает причину нагрева
Вибрация	Виброметр, виброанализатор	Общий уровень, частоты дефектов подшипника в спектре, огибающая	Общий уровень показывает подшипник только на поздних стадиях
Ультразвук	Ультразвуковой детектор SDT	Трение и удары, недостаток и избыток смазки	Нужна базовая линия для каждой машины
Анализ тока	Тестер Artesis (ESA/MCSA)	Частоты подшипника в токе и напряжении, плюс электрические дефекты	Нужен доступ к питающему кабелю и рабочая нагрузка

Ниже каждый способ по шагам.

Способ 1. На слух и стетоскопом

1. Приложите щуп стетоскопа к корпусу подшипникового щита как можно ближе к подшипнику.
2. Сравните звук двух подшипников двигателя (со стороны привода и с противоположной) и звук однотипных машин.
3. Оцените характер звука.

Руководство SKF по монтажу и обслуживанию подшипников описывает так:

Звук	Что означает
Ровное «мурлыкание»	Нормальная работа
Свист или визг	Недостаточная смазка
Неровный рокот или стук	Чаще всего загрязнение в подшипнике или повреждение при монтаже

Предел метода SKF тоже называет: усталостное выкрашивание начинается с микроскопической трещины под поверхностью дорожки, которую нельзя ни увидеть, ни услышать на работающей машине. Слышно становится позже, когда повреждение уже развилось. Если в цехе громко, SKF советует оценивать подшипник прибором для контроля вибрации.

Способ 2. Температура пирометром

1. Отметьте на корпусе подшипникового щита постоянную точку измерения и всегда меряйте в ней.
2. Меряйте в установившемся режиме, при обычной нагрузке.
3. Сравнивайте с прошлыми замерами этой машины и с однотипными двигателями в том же режиме.

По SKF, рост температуры сразу после пуска нормален: при пластичной смазке температура снижается, когда смазка распределится, и выходит на равновесное значение. Необычно высокая температура или постоянные «пики» указывают на избыток смазки, радиальную или осевую деформацию подшипника, неправильно изготовленные или установленные сопряжённые детали либо на сильное трение уплотнений.

Температура показывает, что в узле есть лишнее трение, но не говорит, откуда оно. В таблице неисправностей SKF у нагрева четыре группы причин: смазка (не тот тип, недостаток, избыток), недостаточный внутренний зазор, неправильная нагрузка (в том числе дисбаланс и несоосность) и уплотнения. Почему чаще всего виновата смазка, разобрано в статье «Почему греется подшипник электродвигателя».

Способ 3. Вибрация

Общий уровень виброскорости по ГОСТ Р ИСО 10816-3 говорит о состоянии машины в целом. Сам стандарт оговаривает, что не предназначен для диагностики подшипников качения: нормы и порядок замеров разобраны в статье «Нормы вибрации электродвигателя по ISO 10816-3».

Для подшипника SKF рекомендует несколько параметров сразу:

• Общий уровень вибрации выявляет дисбаланс, несоосность, ослабление и проблемы подшипника на поздних стадиях.
• Огибающая ускорения отсекает низкочастотную вибрацию и усиливает повторяющиеся высокочастотные сигналы от подшипника. По SKF, это эффективный способ раннего обнаружения дефектов подшипника.
• Спектр показывает частоты дефектов наружного и внутреннего кольца, тел качения и сепаратора. Как их найти, описано в статье «Как читать спектр FFT».

Способ 4. Ультразвук

Подшипник с дефектом или с плохой смазкой создаёт трение и удары. SDT указывает, что ультразвук фиксирует трение, удары и турбулентность раньше других технологий контроля состояния. Порядок проверки по методике SDT:

1. Для каждой машины снимите базовую линию в дБ на исправном подшипнике. Универсального «нормального» уровня в децибелах нет.
2. Ставьте контактный датчик сверху на корпус подшипника, всегда в одну и ту же точку.
3. Запишите значение и сравните с базой.
4. Слушайте сигнал в наушниках и смотрите временной сигнал: регулярные повторяющиеся пики говорят о дефекте поверхности, нерегулярные чаще связаны с недостатком или избытком смазки.

Рост над базовой линией	Что означает (по SDT)
Более 8 дБ	Требует проверки: недостаток или избыток смазки либо начало разрушения
12–16 дБ	Деградация подшипника
Более 30 дБ	Предупреждение о возможном катастрофическом отказе

Если причина в смазке, её добавляют под контролем ультразвукового сигнала, а не «на глаз». Метод описан в статье «Что такое акустическая смазка». Какие стадии проходит подшипник и на какой из них срабатывает каждый метод, показано в статье «4 стадии разрушения подшипника».

Способ 5. Анализ тока и напряжения

Метод не требует доступа к подшипнику: прибор подключают к питающему кабелю работающего двигателя. Artesis описывает, что дефекты подшипника проявляются в токе на частотах, связанных со скоростью ротора и геометрией подшипника. Тот же замер показывает электрические дефекты: обмотку статора, стержни ротора, асимметрию фаз.

Это удобно, когда к двигателю не подойти: погружные насосы, закрытые зоны, опасные площадки. Чем анализ тока отличается от вибродиагностики и когда что выбирать, разобрано в статье «ESA, MCSA и вибродиагностика».

Порядок проверки

1. Сначала безопасность. Работайте только с неподвижными частями, вращающиеся части должны быть закрыты ограждением.
2. Послушайте и измерьте температуру обоих подшипников. Резкое отличие от соседней машины уже повод для подробной проверки.
3. Измерьте ультразвук и сравните с базовой линией. Если базы нет, сегодняшний замер станет базой; сравните его с однотипными двигателями.
4. Снимите вибрацию: общий уровень, спектр и огибающую.
5. Если двигатель недоступен или нужно разделить механические и электрические причины, проведите анализ тока.
6. Запишите результат и повторяйте замеры с постоянным интервалом. Один замер мало что говорит, тренд говорит много.

Чем проверять

Ультразвуковой детектор SDT340 закрывает четыре из пяти способов одним прибором: ультразвуковой канал 20–50 кГц, вибрационный канал 10 Гц – 10 кГц, встроенные ИК-термометр и тахометр, прослушивание через наушники. Для анализа тока без датчиков на двигателе подходит портативный тестер Artesis AMT Pro: подключается к трёхфазному питанию, тест занимает 7 минут.

KEG TRK поставляет ультразвуковые детекторы SDT и тестеры электродвигателей Artesis в Казахстане. Цена по запросу.

Источники

• SKF USA Inc. Bearing Installation and Maintenance Guide: разделы «Test running» и «Troubleshooting». https://cdn.skfmediahub.skf.com/api/public/0901d1968024f02a/pdf_preview_medium/0901d1968024f02a_pdf_preview_medium.pdf
• SKF. Spectrum Analysis: the key features of analyzing spectra (J. Mais), раздел 13.1 «Multi-parameter monitoring». https://cdn.skfmediahub.skf.com/api/public/0901d1968024acef/pdf_preview_medium/0901d1968024acef_pdf_preview_medium.pdf
• SDT Ultrasound Solutions. Mechanical Condition Monitoring. https://sdtultrasound.com/applications/mechanical-condition-monitoring/
• Artesis. What is Condition Monitoring? A Technical Overview. https://artesis.com/condition-monitoring/
• ГОСТ Р ИСО 10816-3-99, раздел 1 (область применения).
• Карточки приборов KEG TRK: SDT340, Artesis AMT Pro.