Vibration condition monitoring of a slow and large rolling element bearing
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2020-10-19
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Mechanical Engineering (MEC)
Language
en
Pages
65 + 8
Series
Abstract
Vibration condition monitoring is a widely used condition monitoring method in numerous applications, but its feasibility for slow and large rolling element bearings faces numerous challenges.The slewing bearing of a propulsion system, while being a slow and large rolling element bearing, is one of the most critical components of the system. Catastrophic failure of the slewing bearing endangers safe operation of the vessel causing significant expenses and issues for the entire business. With the current condition monitoring methods, the condition of the slewing bearing could not have been determined reliably early enough, and hence the risk of unexpected failure is real. Also, the maintenance operations have been facing serious problems due to the unknown condition of the slewing bearing. Vibration condition monitoring has been proposed as a solution for these problems. The aim of this thesis is to evaluate the feasibility of vibration condition monitoring for the slewing bearing of interest through a literature review and an experimental case study. In the literature review, the basics of vibration condition monitoring will be first presented, after which the research is focused to provide methods applicable for slow and large rolling element bearings. Based on the findings of the literature review, a vibration measurement process and arrangement will be developed for the slewing bearing. The process will be implemented for a slewing bearing of a propulsion system, after which the vibration data will be analyzed by using the methods introduced in the literature review. Finally, the feasibility of vibration condition monitoring will be evaluated based on the findings of the data analysis. In addition, improvement proposals and guidelines for possible further research will be presented.Värähtelykunnonvalvonta on laajasti käytössä oleva kunnonvalvontamenetelmä useissa sovelluskohteissa, mutta sen käyttökelpoisuuteen suurissa ja hitaasti pyörivissä vierintäelinlaakereihin liittyy useita haasteita. Ruoripotkurilaitteen kääntölaakeri on suuri ja hidas vierintäelinlaakeri, joka on samalla yksi laitteen kriittisimmistä komponenteista. Kääntölaakerin katastrofaalinen vaurioituminen vaarantaa aluksen turvallisen operoinnin ja johtaa näin ollen merkittäviin kustannuksiin sekä liiketoiminnan ongelmiin. Tällä hetkellä käytössä olevilla kunnonvalvontamenetelmillä kääntölaakerin kuntoa ei olla pystytty todentamaan luotettavasti aikaisessa vaiheessa, minkä vuoksi odottamattoman vaurioitumisen riski on todellinen. Kääntölaakerin tehokkaan kunnonvalvontamenetelmän puuttuminen on lisäksi aiheuttanut haasteita huoltotoimenpiteiden suunnittelun kanssa. Värähtelykunnonvalvontaa on ehdotettu ratkaisuksi näihin ongelmiin. Tämän diplomityön tavoitteena on arvioida värähtelykunnonvalvonnan käyttökelpoisuutta kyseiselle kääntölaakerille kirjallisuuskatsauksen sekä kokeellisen tutkimuksen kautta. Kirjallisuuskatsauksessa esitellään aluksi värähtelykunnonvalvonnan perusperiaatteita, jonka jälkeen keskitytään tutkimaan suurille ja hitaille vierintälaakereille soveltuvia menetelmiä. Kirjallisuuskatsauksessa esille nousseiden havaintojen pohjalta kehitetään kääntölaakerille soveltuva värähtelymittausprosessi ja -järjestely, joka toteutetaan kokeellisessa osiossa ruoripotkurilaitteen kääntölaakerille. Mittauksien tuottamaa värähtelydataa analysoidaan hyödyntäen kirjallisuuskatsauksessa esiteltyjä analysointimenetelmiä. Lopuksi värähtelykunnonvalvonnan käyttökelpoisuutta kääntölaakerille arvioidaan data-analyysien tulosten pohjalta, ja lisäksi esitetään kehitysehdotuksia ja suuntaviivoja mahdollisia jatkotutkimuksia varten.Description
Supervisor
Romanoff, JaniThesis advisor
Viitakangas, JuhaKeywords
värähtelykunnonvalvonta, vierintäelinlaakeri, ruoripotkurilaite, värähtelymittaus