Dėl kintamų apkrovų javų kombaino pavaros mechanizmai ir jų guoliai apkraunami netolygiai. Didelės kintamos apkrovos ne tik sunkina kūlimo procesą, bet ir trumpina rotorinių mechanizmų naudojimo laiką. Guolių mazgai patiria dideles dinamines smūgių ir vibracijų apkrovas.

Kūlimo mechanizmas yra pagrindinė javų kombaino dalis, nuo kurios priklauso grūdų iškūlimo kokybiniai ir kiekybiniai rodikliai. Taigi, svarbu užtikrinti, kad visi kūlimo mechanizmo komponentai, įskaitant kūlimo būgno ir visus kitus kombaino guolius, tinkamai veiktų. Tinkama techninė priežiūra užtikrina sklandų ir nenutrūkstamą darbą, atitinkantį agrotechninius reikalavimus su mažiausiais derliaus nuostoliais ir sąnaudomis.

Guolių defektai gali atsirasti dėl jų perkrovos, perkaitimo, normalaus nuovargio, užterštumo, tepimo nepakankamumo, korozijos, guolių rutuliukų ar ritinių įsimušimo į guolio vidinį žiedą, per didelės įvaržos, didelio laisvumo, guolių pasislinkimo ir kitokių veiksnių.

Pažeisti guoliai dažnai destabilizuoja veleno sukimąsi ir gali sutrikdyti viso mechanizmo ar mašinos veikimą. Norint išvengti tokių incidentų, svarbu kuo anksčiau nustatyti guolių defektus. Pastaruosius kelerius metus naudojami įvairūs metodai guolių defektų diagnostikai: kombinuota laiko ir dažnio analizė, vibracijos ir akustiniai matavimai, temperatūros ir nudilimo matavimai.

Vibracijos matavimai

Periodiniai vibracijos matavimai gali užtikrinti patikimą mašinų veikimą, nes suteikia svarbios informacijos apie guolių nusidėvėjimą. Kai guolių ritinėliai rieda pažeistame žiede, sukuriami vibraciniai smūgio impulsai, todėl matuojant vibracijas ir atpažįstami guolių defektai. Jei periodiniai matavimų rezultatai rodo, kad greičiai didėja, tai gali reikšti, kad guolis turi defektų, kurie gali sukelti rimtą mechaninį gedimą.

Guolių vibracijos bandymo metodai daugiausia pritaikyti ir sukurti pramoninėms stacionarioms, o ne mobilioms žemės ūkio mašinoms. Todėl kyla problemų, kaip pritaikyti esamą guolių matavimų metodiką mobilioms žemės ūkio mašinoms.

VDU Žemės ūkio akademijoje atlikti javų kombaino kūlimo mechanizmo guolių vibraciniai ir akustiniai matavimai. Tirti nauji ir naudoti guoliai. Naudotas guolis buvo išdirbęs 3 590 motovalandų. Vibracijoms matuoti ir duomenims analizuoti buvo naudojamas akcelerometras ir Adash A4900 Vibrio M vibracijos analizatorius. Šio tipo įranga naudinga ankstyviems įspėjimams apie guolių sąlygas pramoninėse srityse aptikti, pvz., didelio greičio turbinų, rotorių, pavarų dėžių ir kt. Prietaisas atitinka ISO 10816-3 standartą ir vibracijos bandymo reikalavimus. Mašinos vibracijos diagnostika ankstyvosiose eksploatacijos stadijose suteikia informacijos apie galimus gedimus, padeda išvengti netikėto remonto ir galimo viso įrenginio lūžimo. Suplanuoti periodiniai vibracijos matavimai gali užtikrinti tinkamą mašinos veikimą. Tyrime panaudotas spektro analizatorius suteikia priemones būtiniems besisukančių technikos mazgų diagnostiniams matavimams atlikti ir gali būti naudojamas mašinos vibracijų, guolių ir tepimo įvertinimo diagnostikai, padeda planuoti mašinos techninę priežiūrą, apsaugoti nuo technikos prastovų.

Adash vibracijos analizatorius naudoja DDS (angl. Digital Diagnostics System) programinę įrangą, kuri leidžia kurti vibracijos rezultatų šablonus. DDS programinėje įrangoje pateikiama iki 17 skirtingų to paties mazgo atliktų matavimo duomenų grafikų. Atsižvelgiant į testuojamo mechanizmo specifiką, sandarą ir kitus aspektus, galima išsirinkti tik tuos grafikus, kurie labiausiai charakterizuotų testuojamo mazgo būklę, tai yra leistų greitai ir tiksliai nustatyti testuojamų guolių nusidėvėjimą ar net defektą. Tai padeda greitai ir patikimai nustatyti guolių nusidėvėjimo būseną ir pagrindinius defektus.

Labiausiai paplitęs guolių būklės įvertinimas vadinamas FASIT (Gedimų šaltinio identifikavimo įrankis). Grafikus sudaro bendras mašinos vibracijos stiprumas, guolio būklė, greitis (tik reikšmė, be sunkumo indikacijos), disbalanso sunkumas, laisvumo sunkumas, nesutapimo sunkumas, kitų šaltinių sunkumas. Kiekvieną diagramą sudaro keli pavojaus signalai, užkoduoti spalvomis. Skirtingos spalvos rodo guolio būklės sunkumą: žalia spalva – guolis yra geros būklės ir jokių defektų nerasta, geltona – įspėjimo būsena, kad gali būti kai kurių defektų, mašina dar kurį laiką gali būti eksploatuojama, tačiau siūloma atlikti išsamesnę apžiūrą. Raudona spalva įspėja apie rimtus gedimus ir būtinybę suplanuoti remontą, tad įrangą reikia sustabdyti. Nepertraukiamas veikimas šioje būsenoje gali sukelti katastrofišką gedimą ir brangų remontą.

Matavimo taškai turi būti parinkti kuo arčiau guolio. Matavimo prietaiso akcelerometras, skirtas guolių būklei įvertinti, montuojamas ant guolių taškų veleno radialine sukimosi kryptimi. Vibracijos matavimai atlikti esant šiems būgno sukimosi greičiams: 600, 900 ir 1 180 aps./min.

Tyrimams atlikti būtina tinkamai pasirinkti virpesių matavimo taškus, geriausia virpesių kilimo vietose, t. y. kaip galima arčiau virpesių šaltinio (pavyzdžiui, guolių korpuse). Dažniausiai pasirenkamos tvirtos, korpusinės mašinų dalys. Rekomenduojama vengti matavimo vietų ant dangčių ar kitų netvirtai primontuotų dalių. Matavimo vieta turi būti švari, be korozijos požymių ir geriausia, jog būtų nedažyto paviršiaus. Taip pat matavimo vieta turėtų būti plokščia, kad virpesių matavimo jutiklis (akcelerometras) gerai prisitvirtintų. Matavimo vieta pasirenkama tokia, kad būtų galima atlikti pakartotinus matavimus ir išanalizuoti gautus rezultatus.

Atliekant tyrimą, buvo išmatuotos vibracijos reikšmės ties guolio korpusu. Guolių būklei įvertinti virpesių matavimų prietaiso akcelerometras pritvirtintas ant guolių guoliaviečių radialine veleno sukimosi kryptimi. Kūlimo būgno kairės ir dešinės pusės guolių virpesių matavimo vietos pažymėtos raudonais taškais už skriemulių.

Išmatuotos kūlimo būgno guolių vibracijos reikšmės iš prietaiso buvo perkeltos į kompiuterį, kad lengviau būtų analizuoti FACIT tipo grafikus, iš kurių galima nustatyti guolių būklę. FACIT grafikai rodo bendrą mašinos vibracijos stiprumą, guolio būklę, greitį (tik reikšmė, be sunkumo indikacijos), disbalanso, laisvumo, nesutapimo, kitų šaltinių sunkumą. Visos reikšmės buvo žalios spalvos. Vadinasi, guolio būklė gera, defektų nerasta. Šie rezultatai gauti matuojant naujo kombaino kūlimo būgno guolio vibracijas. Matuojant naudoto guolio vibracijas, reikšmės buvo geltonoje ar raudonoje zonose. Tokiu atveju guolį rekomenduojama keisti.

Iš išmatuotų vibracijos rezultatų atrinkus svarbiausius vibracijos parametrus, jie toliau gali būti analizuojami Excel programine įranga. Tada iš vibracijos duomenų analizės galima nustatyti pagrindinius parametrus, kurie tiksliau identifikuoja galimus guolių defektus. Kai kurie mokslininkai teigia, kad vibracijų analizė naudojant vidutinį kvadratinį virpesių greitį 10–1000 Hz dažnių diapazone negali būti naudojama kaip pagrindinis parametras vertinant lėtai besisukančių guolių techninę būklę. Manoma, kad tinkamiausias guolių sąlygų įvertinimas yra Furjė transformacijos (angl. Fast Fourier Transform – FFT) spektro analizė. Norint laiku pamatyti pirmuosius guolio nusidėvėjimo požymius, būtina periodiškai stebėti jo vibracijas.

Pažeidimai matyti ir per mikroskopą

Jei norime įsitikinti vibroanalizės matavimų rezultatų teisingumu, papildomai galima patikrinti guolių būklę kitu diagnostikos metodu. Mūsų tyrimo atveju naudoto ir naujo guolio būklei dar kartą patikrinti buvo pasirinktas mikroskopas.

Prieš išmontuojant kūlimo būgno guolį, jo sukeliamos vibracijos buvo išmatuotos veikiančiame kombaine. Esamiems guolių defektams nustatyti buvo naudotas išmanusis 5MP PRO skaitmeninis mikroskopas. Naujo guolio ritinėlio paviršius yra lygus ir geros kokybės. Naudoto guolio ritinėlio vaizde aiškiai matyti paviršiaus pažeidimai, kurie ir buvo nustatyti vibracijos analizės metodu. Tokiu atveju rekomenduojame guolį pakeisti nauju, kad kombainas nesugestų per javapjūtę.

Taigi žemės ūkio mašinų guolių techninės būklės diagnostikai, neišmontuojant guolio, galima naudoti vibroanalizės metodus. Jei matavimo vertės yra žalioje zonoje, guolis yra tinkamas naudoti. Jei guolio vertė yra raudonoje srityje, vadinasi, jo vibracijų vertės ribinės ir tokiu atveju rekomenduojama guolį pakeisti. Net ir nedideli guolio defektai gali sukelti javų kombaino gedimą 4–5 valandoms. O per tiek laiko, skiriant jį kūlimui, galima nuimti nuo 24 iki 30 ha. Tad guolių pakeitimas laiku užtikrina sklandų kombaino darbą.