Способ диагностики подшипников качения

(51)4 С 01 М 13 04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУД СТВЕННЫй КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР У 696330, кл. С 01 М 13/04, 1979. Авторское свидетельство СССР У 890110, кл, С 01 М 13/04, 1981.(57) Изобретение относится к испытательной и вибродиагностической технике шарикоподшипниковых опор роторных машин и приборов, Цель изобретения - повышение точности прогнозирования состояния шарикоподшипниковыхопор роторных систем по контактнойусталости поверхностей, качения, Вкачестве информационной полосы частот выбрана полоса частот контактныхколебаний. Вибрации именно в этойполосе частот однозначно определяютостаточный ресурс работы подшипника,Причем полоса частот контактных колебаний не зависит от скорости вращения, подшипника, что существенноупрощает контроль.1286923 момент времениИт,д.В этом случае система уравнений10 имеет вид с 1 н + Аф н + АМ й 1 ср Мгде (ыРп35Долговечность шопределяется по фо совы арикоподрмуле пника Изобретение относится к машиностроению и приборостроению, а именно к испытательной и виброциагностической технике шарикоподшипниковых опор роторных машин и приборов.Цель изобретения - повышение точности прогнозирования состояния шарикоподшипниковых опор роторных систем по контактной усталости поверхностей качения.Предлагаемый способ определения технического состояния шарикоподшипника основан на анализе изменения амплитуды его вибрации в диапазоне частот упругих контактных колебаний в зависимости от времени работы. В технике для оценки вибрации чаще всего используют амплитуду вибрационного ускорения (в дальнейшем амплитуда вибрации), Уменьшение рабо тоспособности дорожек качения шарикоподшипника за срок его службы можно выразить в постепенном увеличении амплитуды вибрации контактных колебаний. При достижении предельного значения амплитуды вибрации Ы подшипник признается непригоддным. Для каждого подшипника изменение амплитуды вибрации от времени его работы является случайной величи 30 ной. Реализация случайной зависимости Я отдельных шарикоподшипников одного типоразмера и конструктивного оформления колеблется около некоторой средней неслучайной функции времени, которая, имеет следующий вид: . 2Л, в - коэффициенты,определяемыеэкспериментально в процессеиспытаний в Решая систему уравнений, находятпараметры кривой(1): Так как на радиальный шарикоподшипник действует нагрузка Р и вибрационная нагрузка Р = И, совы Се ср (М - колеблющаяся масса; Ы- вибрационное ускорение), то эффективная нагрузка за период колебаний определяется в видей математическое ожидание амплитуды вибрации по партии шарикоподшипников от контактных колебаний в момент времени его работы Е, математическое ожидание ам" плитуды вибрации новых ша- рикоподшипников от контактных колебаний после приработки,(Ын+А) 0Тогда изменение долговечности завремя работы шарикоподшипника характеризуется отношением долговечностиработающего шарикоподшипника к расчетной долговечности новых шарикоподшипников, т.е.Ь 0+1,5 МР,0 +АЕ.) , (б)р+1 5 Мг у р .Ав)г зВыражение (6) и наклон графикаВейбулла е = 10/9 позволяет определить вероятность безотказной работыи выхода из строя за предстоящий 5промежуток времени.Для определения диагностическойчастоты упругих контактных колебанисоставляют уравнения движения для3 128 б 923шарикоподшипниковой опоры по следую- ра вибрации подшипников, не совпащей математической модели. дающие с составляющими спектра вибЖесткий ротор, связанный с внут- рации других элементов изделия, опренними кольцами шарикоподшипника, ределяют диапазон частот выделенных опирается на пружины, жесткость кото составляющих и по величине вибрации рых является аналогом нелинейной судят о состоянии подшипников, о тконтактной жесткости тел качения. л и ч а ю ш и й с я тем, что, с цеДля каждой опоры уравнение имеет вид лью повьппения точности прогнозирования состояния шарикоподшипникоМУ - СВ,У = Р, (7) 10 вых опор роторных систем по контактной усталости поверхностей качения,измеряют уровень вибрации в полосечастот контактных колебаний шарикоподшипниковых опор, а изменение дол 15 говечности подшипника в зависимостиот времени работы определяют по следующей формуле: где М - масса ротора, приходящаясяна одну опору,С - коэффициент в формуле ГерцаВ " коэффициент, зависящий отчисла нагруженных шариков,Нелинейную Функцию У разлагают7/2в ряд Тейлора и получают частотноеуравнение ЬР 1 1+1 5 М 2 Ю Фн + Ан)21314 сРз Р/й ч. у И , 1/, - математическое ожидание С, ф С 2амплитуды вибрации по партии шарикоподшипников вполосе частот контактныхколебаний, определенноесоответственно в моментывремени С,ВНИИПИ Заказ 7704/4 1 Тираж 776 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где И = . -- круговая частота1 МЭ3 1/2- СВ У - расчетная контактная2 ожесткость, расчет ведется по (4),Г = ---- частота контактных уп 2 Мругих колебаний.Использование предлагаемого спосо ба диагностики подшипников качения обеспечивает возможность прогнозирования работоспособного состояния шарикоподшипника в роторной системе по виброакустическим характеристикам, 35 резкое повышение надежности скоростных систем за счет более достоверной диагностики подшипников качения, определение предельно допустимого значения уровня вибрации на частоте кон тактных колебаний по усталости в шарикоподшипниковых опорах судовых механизмов. 45 Формула изобретения.Способ диагностики подшипников качения, заключающийся в том, что измеряют амплитудный спектр вибрации 50 изделия с диагностируемыми подшипниками, выделяют составляющие спектдолговечность диагностируемого подшипника,долговечность нового подшипника этого типа,колеблющаяся масса;нагрузка;математическое ожидание амплитуды вибрации новых шарикоподшипников в полосеконтактных колебаний;время работы новых подшипников до первого измеренияамплитуды вибрации;время работы диагностируемого подшипника;коэффициенты, определяемыедля каждого типа подшипников по формулам