Диагностика подшипников качения
Представление современных методов оценки технического состояния и диагностики подшипников качения, применяемых в машиностроении. Подшипник качения как элемент любого роторного механизма. Осуществление ими пространственной фиксации вращающихся роторов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.02.2019 |
| Размер файла | 41,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Диагностика подшипников качения
Абильдаев Р.К.,
Бакиров Р.Б.
В работе представлены современные методы оценки технического состояния и диагностики подшипников качения, применяемых в машиностроении. подшипник машиностроение роторный
Подшипник качения является, самым распространенным и наиболее уязвимым элементом любого роторного механизма. Они осуществляют пространственную фиксацию вращающихся роторов и воспринимают основную часть статических и динамических усилий, возникающих в механизме. Поэтому техническое состояние подшипников является важнейшей составляющей определяющей работоспособность механизма в целом.
Для оценки технического состояния и диагностики подшипников качения в настоящее время широко используются в практике следующие методы: "ПИК-фактор", по спектру вибросигнала, по спектру огибающей, по методу ударных импульсов.
Рассмотрим подробнее первые два метода:
1. Метод ПИК-фактора. Для контроля за техническим состоянием подшипников по данному методу необходимо иметь простой виброметр, позволяющий измерять два параметра вибросигнала:
- среднеквадратичное значение уровня (СКЗ) вибрации, т.е. энергию вибрации;
- пиковую амплитуду (ПИК) вибрации (положительную, отрицательную или полный размах - значения не имеет).
Отношение двух этих параметров ПИК/СКЗ, называется ПИК - фактором.
В осциллограмме нового, хорошо смазанного подшипника присутствует стационарный сигнал шумового характера (рис. 1.а).
С течением времени, по мере появления дефектов на деталях подшипника, в сигнале начнут появляться отдельные, короткие амплитудные пики, соответствующие моментам соударения дефектов (рис. 1.б). В дальнейшем, с развитием дефекта, сначала увеличиваются амплитуды пиков, потом постепенно увеличивается и их количество, рисунок (рис. 1.в). Например, дефект, появившись на одном из шариков, создаёт впоследствии забоину на кольце, с него она переносится на другой шарик, дефекты шариков начинают вырабатывать сепаратор и т.д. до полного разрушения.
Если изобразить результаты измерений на графике, мы увидим зависимости, показанные на рисунке 2. Сначала, по мере появления и развития дефекта, нарастает функция ПИК, а СКЗ меняется очень мало, поскольку отдельные, очень короткие амплитудные пики практически не меняют энергетические характеристики сигнала.
Рис. 1.
F0 - частота вращения; Fик - частота перекатывания тел по наружному кольцу
Рис. 2
В дальнейшем, по мере увеличения амплитуд и количества пиков, начинает увеличиваться энергия сигнала, возрастает СКЗ вибрации.
Отношение ПИК/СКЗ из-за временного сдвига между ними, имеет явно выраженный максимум на временной оси. На этом и основывается метод ПИК-фактора.
Экспериментально было установлено, что момент прохода функции ПИК-фактор через максимум соответствует остаточному ресурсу подшипника порядка 2-3 недель.
Достоинство - простота. Для реализации нужен обычный виброметр общего уровня.
Недостатки - слабая помехозащищенность метода и необходимость проводить многократные измерения в процессе эксплуатации. Установить датчик непосредственно на наружной обойме подшипника практически невозможно, поэтому сигнал вибрации характеризует не только подшипник, но и другие узлы механизма, что в данном случае рассматривается как помехи. Чем дальше установлен датчик от подшипника и сложнее кинематика самого механизма, тем меньше достоверность метода [1].
Получить оценку состояния по одному замеру невозможно.
2. По спектру вибросигнала
Для контроля за техническим состоянием подшипников по данному методу необходим анализатор спектра вибрации (виброанализатор).
Метод базируется на анализе спектра вибрации - выявлении периодичности (частоты) появления амплитудным виброанализатором и по частотному составу спектра (рис. 3) можно идентифицировать возникновение и развитие дефектов подшипника. Каждому дефекту на элементах подшипника (тела качения, внутреннее и наружное кольцо, сепаратор), соответствуют свои частоты, которые зависят от кинематики подшипника и скорости его вращения.
а) б)
Рис. 3
Наличие той или иной частотной составляющей в спектре сигнала говорит о возникновении соответствующего дефекта, а амплитуда этой составляющей - о глубине дефекта.
Достоинства:
- высокая помехозащищённость (маловероятно наличие в механизме источников, создающих вибрации на тех же частотах, что и дефекты подшипника);
- высокая информативность метода. Возможна оценка состояния элементов подшипника (тел качения, внутреннего и наружного кольца, сепаратора), поскольку они генерируют разные частотные ряды в спектре.
Недостатки:
- метод дорогостоящий, если виброанализатор использовать только для контроля подшипников;
- метод малочувствителен к зарождающимся и слабым дефектам в связи с тем, что подшипники в большинстве случаев является маломощными источниками вибрации. Небольшой скол на шарике или дорожке не в состоянии заметно качнуть механизм, чтобы мы увидели эту частотную составляющую в спектре. И только при достаточно сильных дефектах амплитуды этих частотных составляющих начинают заметно выделяться в спектре [2];
- метод используется достаточно широко, особенно в среде профессиональных специалистов и даёт хорошие результаты.
Пиковое значение амплитуды этого затухающего колебания прямо пропорционально скорости удара (v). Поскольку затухающий переходный процесс очень хорошо определяется и имеет постоянную величину затухания, его можно отфильтровать от других сигналов, т.е. от сигналов вибрации. Изменение и анализ затухающего переходного процесса - основа метода ударных импульсов.
Наблюдаемый процесс аналогичен тому, как отзывается на удары камертон. Как бы вы по нему ни ударили - он звенит на своей собственной частоте. Так и подшипниковые узлы от соударения дефектов "звенят" на своей частоте. Частота эта практически всегда лежит в диапазоне 28-32 кГц. и, в отличие от камертона, эти колебания очень быстро затухают, поэтому на осциллограммах они выглядят практически, как импульсы, что и дало название методу - метод ударных импульсов.
Результаты измерений очень легко нормировать по скорости соударения, зная геометрию подшипника и его обороты. Амплитуды ударных импульсов однозначно связаны со скоростью соударения дефектов и глубиной дефектов. Поэтому, по амплитудам ударных импульсов можно достоверно диагностировать наличие и глубину дефектов.
Достоинства - высокая чувствительность, информативность и помехозащищенность. Метод прост и дёшев в реализации, существуют простые, портативные приборы.
Недостаток - Существует одно ограничение, связанное с конструктивным исполнением механизма. Поскольку речь идёт о измерении ультразвуковых волн колебаний, которые очень сильно затухают на границах разъёмных соединений, для точности измерений необходимо, чтобы между наружным кольцом подшипника и местом установки датчика существовал сплошной массив металла. В большинстве случаев это не вызывает проблем [3].
Метод широко используется в среде профессионалов, прост и доступен персоналу, обслуживающему оборудование
Литература
1. Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. - М.: Машино-строение, 1987. - 389 с.
2. Бакиров Р.Б., Дубский Ю.В. Метрология, взаимозаменяемость и стандартизация. - Тараз: ТарГУ, 2000. - 234 с.
3. Бакиров Р.Б., Туралиев А.С. Машина жасау технологиясы. - Тараз: ТарГУ, 2006. - 235 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Подшипник как техническое устройство, являющееся частью опоры. Производство в соответствии с требованиями подшипников качения, а именно шарикоподшипников радиальных однорядных. Трение скольжения подшипников качения. Структура однорядного шарикоподшипника.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 26.11.2010Исследование общих сведений, условий работы и критериев работоспособности подшипника качения, работающего по принципу трения качения. Изучение особенностей подбора, посадки, крепления и смазки подшипников. Материалы для изготовления подшипников качения.
презентация [172,0 K], добавлен 25.08.2013Понятие и функциональные особенности подшипников качения, их отличительные признаки от подшипников скольжения. Основные типы подшипников качения: шарикоподшипники радиальные однорядные, с одной и двумя защитными шайбами, с канавкой на наружном кольце.
реферат [22,9 K], добавлен 15.05.2012Рассмотрение видов повреждений элементов подшипников качения. Разработка причинно-следственных связей между видами и причинами повреждения. Типичные отказы подшипников качения и их причина. Влияние нагрузки и её направления на работу подшипников качения.
контрольная работа [4,0 M], добавлен 31.05.2010Основные эксплуатационные характеристики подшипников. Конструкция и эксплуатационная характеристика основных типов подшипников качения. Динамическая грузоподъемность подшипников. Расчет эквивалентных нагрузок при переменных режимах работы подшипника.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 03.11.2014Шарики как наиболее нагруженные детали при эксплуатации подшипников качения. Термическая обработка стали ШХ15. Назначение и условия работы детали. Схема распределения нагрузки между телами качения в подшипнике. Основные материалы и твердость тел качения.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 08.02.2013Расчет гладких цилиндрических соединений с натягом. Определение и выбор посадок подшипников качения. Схема расположения полей допусков подшипника. Взаимозаменяемость и контроль резьбовых сопряжений и зубчатых передач. Расчет калибров и размерной цепи.
контрольная работа [394,5 K], добавлен 09.10.2011Установление оптимальных размерных и качественных параметров, обеспечивающих соединения подшипников качения с валом, расчет и проектирование калибров, выявление размерных взаимосвязей между отдельными поверхностями, выбор номинальных размеров деталей.
курсовая работа [378,0 K], добавлен 20.11.2010Описание конструкции и назначение узла. Расчет и выбор посадок подшипников качения. Выбор посадок для сопряжений узла и их расчёт. Выбор средств измерений деталей. Расчёт рабочих и контрольных калибров. Расчёт и выбор посадки с зазором и с натягом.
курсовая работа [430,0 K], добавлен 03.01.2010Назначение, устройство и принцип действия механизма. Алгоритм развития повреждений. Выбор и расчет подшипников вала звездочки (подшипник качения). Определение границ использования машины с точки зрения проведения технического обслуживания и ремонтов.
курсовая работа [751,5 K], добавлен 23.07.2013Расчет вала винта. Проектирование оси сателлитов планетарной ступени. Расчет специальных опор качения, роликов ступени перебора. Проверка подшипников качения по динамической грузоподъемности. Расчет болтового соединения и шлицевых соединений на прочность.
курсовая работа [362,1 K], добавлен 17.02.2012Расчет и нормирование точности червячной передачи. Расчет и выбор посадок разъемного неподвижного соединения с дополнительным креплением. Расчет калибров. Выбор посадок подшипников качения. Расчет и выбор посадок подшипников качения на вал и корпус.
контрольная работа [52,7 K], добавлен 28.08.2010Определение мощностей на валу асинхронного двигателя, вращающихся моментов и частот вращения валов. Расчет основных параметров ременной передачи. Подбор подшипников качения и шпоночных соединений. Проектирование барабана транспортера и выбор муфты.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 13.10.2017Проведение расчёта посадки с натягом для гладкого цилиндрического соединения. Расчет посадок подшипников качения и переходной посадки. Обзор отклонений и допусков форм поверхностей отверстий при установке вала в призму с помощью контрольных инструментов.
курсовая работа [992,3 K], добавлен 22.12.2014Понятие и функциональные особенности подшипников, оценка их роли и значения в общем механизме машины. Основные типы и спецификация подшипников: качения и скольжения, их классификация, механика, условное обозначение в России, преимущества и недостатки.
реферат [857,0 K], добавлен 23.11.2013Описание и принцип действия спроектированного механизма. Выбор электродвигателя. Расчёты, подтверждающие работоспособность зубчатой передачи и подшипников качения. Определение диаметров валов. Расчёт на усталостную прочность, выносливость и жёсткость.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 28.04.2014Выбор электродвигателя и кинематический расчет. Выбор и проверка долговечности подшипников качения. Проверочный расчёт валов на прочность. Проверка прочности шпоночного соединения. Посадки зубчатых колёс и подшипников. Конструирование корпусных деталей.
курсовая работа [374,4 K], добавлен 21.02.2010Типовая система технического обслуживания и ремонта солодосушилки. Конструктивный расчет сборочной единицы "Распределительный вал" передаточного механизма. Контроль и дефектация деталей. Восстановление вала, ремонт подшипников качения, цепной передачи.
курсовая работа [1011,6 K], добавлен 15.06.2014Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет. Муфта упругая с резиновым элементом. Подбор подшипников качения по долговечности. Расчет валов на выносливость, шлицевых и шпоночных соединений. Выбор типа смазки для передач и подшипников.
курсовая работа [710,4 K], добавлен 27.06.2011Определение геометрических и конструктивных размеров деталей, проверка их на прочность, эскизная компоновочная схема, сборочный чертеж редуктора, рабочие чертежи деталей. Выбор подшипников качения. Выбор марки масла для зубчатых передач и подшипников.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 27.10.2015
