Способ определения технического состояния подшипников качения валов машин

(5)5 6 3/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЯ А О ВТОРСКО ИДЕ СТВ технического состояния подшипников качения валов, Цель изобретения - снйжение погрешности определения технического сой инс- стояния, Для определения технического состояния подшипников качения валов юкин обеспечивают заданные скоростной и нагрузочный режимы. Измеряют максимальную амплитуду углового ускорения вала на частотах, равных частотам составляющих НИЧЕ- . спектра вибрации подшипников качения, В КА-: . создаваемых дефектами подшипников и по: ее отклонению от эталонного значения оцестрое . Нивают техническое состояние подшипниценке: . ков качения. 1 ил 1 табл.(56) АвторскОе свидетельство СССРМ 11.60259, кл. 6 01 М 13/04, 1985.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДШИПНИКОЧЕНИЯ ВАЛОВ МАШИН(57) Изобретение относится к машинонию и может быть использовано при о Изобретение относится к безраэбор- мощности спектра с техническим состояниным испытаниям, т,е. к диагностированию ем подшипников качения из-за искажений механизмов и машин, и может быть исполь- вибросигнала при его прохождении по вибзовам при оценке технического состояния. роканалу, Кроме того, реальные механизмы подшипников качения различных валов. одной и той же конструкции из-эа отклонеДля безразборной оценки технического ний деталей в размерах могут иметь соверсостоянияподшипниковкачениямогутбыть шенно различные зоны чувствительности, использованы различные способы оценки, зачастую не совпадающие между собой. основанные на анализе вибраций, возника- Цель изобретения - снижение погрешющих при работе механизма. ности диагностирования подиипников каНедостаток этих. способов. - высокая по-: .чения, что, в свою очередь, позволяет более грешность определения технического.со- полно испольэовать ресурс подшипников стояния качения, предупредить аварийный износ,Известен способ определения техниче- снизить трудоемкость при определении:техского состояния подшипников качения, эа- нического состояния.ключающийся в том, что измеряют Поставленная цельдостигается тем,что вйбрационное ускорение вращающегося с измеряют максимальную амплитуду угловопостоянной скоростью и нагрузкой испцту-: го ускорения вала на частотах, соответствуемого подшипника с учетом изменения . ющих частотам проявления. дефектов мощности спектра и ее дисперсию, по вели- подшипников качения, который вращается чине которых определяют состояние под- в испытуемом подшипнике с заданными чашип ника, стотами и нагрузкой, По отклонение максиНедостатками этого способа являются мальной амплитуды углового ускорения от высокая погрешность измерения вследст- Эталонного значения, на частотах, соответвие недостаточно тесной связи ускорения . стаующих частотам проявления дефектов1723480 10 подшипника качения, определяют техническое состояние испытуемого подшипника качения.В основе способа лежит явление изменения угловой скорости вращения вала. Ось вала, вращающегося в подшипниках, не занимает постоянного положения в пространстве в силу радиального зазора, а также того, что дорожки и тела качения имеют отклонения от требуемого профиля.В связи с тем, что ось не занимает постоянного положения в пространстве, то вектор относительной угловой скорости также не занимает постоянного положения, хотя по величине он может и не изменяться ввиду постоянства частоты вращения привода (например, электродвигателя).На чертеже изображена относительная угловая скорость вала со 1 в момент времени 1,Через промежуток времени Ьт угловая скорость изменяется на вектор ЬБ Результирующая угловая скорость вала в этот момент времени равна. Ы= Ж+ЬвУгловое ускорение вала равно производной от угловой скоростиЯ= - д;-,С изменением технического состояния подшипниковых опор увеличиваются зазоры. в силу чего во время вращения вала увеличивается угол а между осью вала.и осью, проходящей через центр опор, По этой причине происходит изменение углового ускорения вала, т.е, увеличение его максимальной амплитуды,Таким образом, отличительным призна ком изобретения является измерение максимальной амплитуды угловых ускорений вала, вращающегося в подшипниках качения, возникающих из-за отклонений в геометрии тел качения. При вибрационном способе используют анализ колебаний, возникающих за счет сил от изменения геометрии тел качения, что является вторичным признаком. Способ позволяет определить не только зазоры. но и состояние дорожек и тел качения. Для этого в спектре частот угловых ускорений необходимо измерить максимальную амплитуду углового ускорения на частотах, равных частотамсоставляющих спектра вибрации подшипников качения, создаваемых дефектами подшипников. Зазор в подшипнике качения следует определить на частоте 1= - лЬ:1 2 где п - частота вращения вала,с Ь - число тел качения.При оценке состояния подшипников качения по предлагаемому способу зоны чувствительности влияния на результаты5 диагноза оказывать.не будут, так как установленная жестко нэ валу измерительнаянасадка имеет жесткую кинематическуюсвязь с испытуемым объектом, Угловое ускорение измеряется с помощью насадки, уста 10 новленной на валу, с равномернорасположенными на ее поверхностиделениями.Устройство для диагностированиявключает лазерный излучатель, направляю 15 щий луч на посадку, и аппаратуру для обработки сигналов, позволяющую фиксироватьвремя между делениями и по нему находитьугловое ускорение вала,Пример реализации способа, На валу20 устанавливается насадка, Вал редуктораприводится в движение на заданной частотевращения, например, 100 об/с, В редукторе создается заданная нагрузка (например, номинальная). Измеряют25 максимальную амплитуду углового ускорения вала на частотах,. равных частотам составляющих спектра вибрацииподшипников качения, создаваемых дефектами подшипников. Например, радиальный30 зазор. проявляется на частоте11= - п 1 к.2Для подшипника коробки передач трактора Тдля определения зазора надо вы 35 делить сигнал на частоте1 - 10012 = 600 Гц.12Определяют отклонение максимальнойамплитуды углового ускорения от эталонно 40 го значения. Эталонное значение можетбыть установлено экспериментальным путем, например, для предельного значениязазора в подшипниках качения, По отклонению судят о техническом состоянии под 45 шипников качения, Если измеренноезначение превышает эталонное, то констатируется дефектное состояние механизма,В таблице приведены сравнительные с прототипом данные, снятые для подшипникеЬ 308 при п 980 об/мин номинальнойнагрузки в коробке передач трактора Г при ее установке на испытательном стенде,5 Погрешность при определении технического состояния по предлагаемому способуниже, чем по прототипу,формул а и зоб рете н и я Способ определения технического состояния подшипников качения валов машин;1723480 Составитель В. МачневРедактор И, Касарда Техред М.Моргентал Корректор В, Гирня аказ 1060Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 1заключающийся в том, что нагружают и вращают вал с постоянной скоростью, изме-; ряют параметры вибрационного ускорения, создаваемого подшипниками, и в результате сравненйя этих параметров с эталонны ми, полученными экспериментальным . путем, определяют состояние подшипников,качения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения погрешности, измеряют максимальную амплитуду углового ускорения вибрации вала на частотах, равных частотам составляющих спектра вибраций подшипников, создаваемых дефектами подшипников,