Способ определения дефектов в деталях машин

Способ определения дефектов в деталях машин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Всессюз ая

ОП ИСАЙ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеио06.01.76 (21) 2310961/10 (51) М. Кл. (э 01 Н 29/00 с присоединеииен заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано25.05.77.Бюллетень № 19 (46) Дата опубликования описаний27.07.77

Гооудвротвеииый комитет

Совета Министров СССР оо деяем иэооретвний

N открытий (53) УДК 534.234 (088,8) (72) Авторы Т.Д. Басишвили, A.М. Тарасов, A.Е. Лифшиц, изобретения Ю.Д. Красников, В.П. Сергеев, Г.И. Солод и В.С. вэмпцщвв (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В ДЕТАЛЯХ МАШИН

Изобретение относится к технической акустике и может применяться при виброакустическом контроле технического состояния машин и -механизмов в процессе их эксплуатации. 5

Известен способ определения дефектов в подшипниках качения, основанный на принципе регистрации, измерения и анализа амплитудного спектра вибрации подшипников, заключаюшийся в том, что регистрируют амп-. !Е литудиый спектр вибрации исследуемых подшипников, устанавливают их в изделие, создают дополнительную вибрационную осевую нагрузку, прирабатывают подшипники при этой нагрузке, регистрируют вибрационный И спектр собранного иэделия и по появлению гармонических составляющих с частотами кратными удвоенной частоте вращения тел качения подшипников судят о наличии дефектов подшипников (lj. 20

Однакр определить степень износа исследуемых. деталей собранного изделия невозможно из-эа непригодности такого информативного параметра, как появление или непоявление гармонических составляющих спект- 25 %тент чо- ." и;.,,"":есквя

1 (11) 559168 ра с частотами кратными удвоенной частоте вращения тел качения подшипников для такой цели, так как этот параметр не может

3ыть количественно оценен.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения дефектов в деталях машин, основанный на регистрации, измерении и анализе амплитуды вибрации деталей, в котором сравнивают характеристики вибрации в процессе эксплуатации машин (2J, Недостатком этого способа является низкая точность при определении степени повI реждения детали, которая обусловлена разбросом величины амплитуды максимального пикового значения вибросигнала, имеющей случайный характер и зависящей от различ- ных посторонних факторов, например от сос,тояния прочности контакта датчика вибрации с объектом контроля и действия посторонней возмущающей силы. Кроме того, невозможно применять способ для количественной оценки степени износа деталей, так как часто износ не оказывает влияния нв коэффициент сравнения пикового и выпрямленного значе559168 (1)

3,9 ч „т) Г

Р)

< 2p+3cL) y о момент сопротивления врашению, характеризуюший потери на тре- 40 ние качения; суммарное давление;, мгновенное значение давления на единицу поверхности; радиус тела качения; 45 коэффициент Пуассона; модуль упругости Юнга; количество микронеровностей и зацеплений на дорожках и телах качения; 50 скорость вращения шариков; вязкость смазки; высота масляной пленки между шариком и дорожкой качения;

МАКС где М маркс

P о

Р1 "

Е

ol ч I

lo ний вибросигнала и его величина не пропорциональна степени износа деталей.

11елью изобретения является повышение точности оценки степени исноса деталей машин. 5

Это достигается тем, что измерение осуществляют в установленной информативной полосе частот, определяют момент появления металлических включений в смазке деталей, и которьм фиксируют вибрацию, опре- ð деляют и запоминают уровень ее средневыпрямленного значения, далее, в течение последующего измерения определяют величину математического ожидания вибрации, и сравнивая ее с установленным уровнем cpetl15 невыпрямленного значения вибрации, судят о степени износа деталей машин.

Износ в деталях и узлах машин сопровождается выделением металлических включений в смазку, причем концентрация метал-20 ла в смазке пропорциональна. степени износа деталей.

Способ основан на том, что учитывают определенную закономерность изменения вибрации исследуемых деталей при изменении концентрации металлических включений в смазке.

Уровень вибрации подшипников качения при неизменных условиях эксплуатации пропорционален значениям величин — давления З0

Р„,д„ и потерь на трение качения (в основном шарике по дорожке качения) М g где R - радиус кривизны дорожки качения, — угол контакта. 60

Из формул (1) и (2) видно, что с увеличением величины вязкости 1 происходит рост суммарного давления Р, „„и пОтерь на трение качения М < . Это приводит к пропорциональному увеличению уровня вибрации.

При наличии металлических включений в смазке подшипника иэ-эа соударения микро - неровностей дорожек качения, тел качения и продуктов износа (частичек металла) выделяется добавочная энергия и повышается уровень вибрации:

l.= (- e. ) V а, (а„(Ь) где 4 — энергия, выделяемая соударениями металлических включений и микронеровностей; чт - масса тела качения; э — коэффициент упругости удара (степень восстановления деформации);

a = ol + a — количество микровыключений и

1 микронеровностей.

Повышение уровня вибрации подшипников происходит в широком диапазоне частот (от О до 20 кГц), Известно, что различные де фекты подшипников качения (овальность, гран» ность тел качения, увеличение зазора) проявляют себя на определенных частотах, которые можно подсчитать по известным формулам, зная параметры подшипника. В связи с этим, для повышения точности необходимо установить информативную полосу частот, в которой собственные дефекты не оказывают выраженного влияния на уровень вибрации и не вносят погрешностей в результаты измерения. Пусть j тп„ - множество значений низких частот (нижняя часть фиксируемого спектра), на которых выражены проявления различных собственных дефектов подшипника: тт „. = тн (N), где .й номер подшипника,о ) — множество зна9 чений высоких частот, на которых проявляется другая группа собственных дефектов подшипника: РЦ = мц (И ), теперь, учиты вая, чтою (Й )Ю (М ) + С, где С» постоянная величина для данного номера подшипника, для выбора информативной полосы частоты а х пользуются формулой мккк(<к. <<<)1+j

3

Способ определения дефектов в деталях машин осуществляют следуюшим образом.

С помощью датчика вибрации фиксируют вибрацию в точке ее распространения от деталей, например, датчик устанавливают на внешней обойме выходного подшипника при контроле технического состояния дета559168 где х;

Составитель B. Пирогов

Редактор Н. Данилович Техред А,.богдан Корректор B. Галас

Заказ 1608/97 Тираж 1 1 01 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лей редуктора. Измерение начинают в момент появления металла в смазке деталей, который определяют любым из известных способов, например, фиксируют изменение добротности катушки индуктивности, установ- s ленной в объеме смазки. Преобразованный датчиком сигнал усиливают и вырезают информативную полосу частот, определенную вышеуказанным способом. Зафиксированный в этой полосе сигнал выпрямляют, интегри- 1О руют и определяют уровень его средневыпрямленного значения, который запоминают

Величина уровня средневыпрямленного значения сигнала в информативной полосе частот снятого в момент появления металличес- 5 ких включений .в смазке деталей, является далее эталонной в процессе проведения контроля.

В течение дальнейшей работы контролируемой машины сигнал, снимаемый с обоймы подшипника разлагают на спектральные составляющие в информативной полосе частот Ь | и непрерывно определяют величину математического ожидания вибрации, например, если ширина информативной полосы час- тот А f разбивается равномерно на отдельные составляющие спектра с шагом разбиения Ь1, то математическое ожидание получают путем определения частного от деления суммы единичных ординат составляющих спектра умноженной на шаг разбиения

Д1, на ширину информативной частотной полосы: и

<< Е х. (3) 35

Tn- i-1 1 ьК вЂ” материатическое ожидание вибрации деталей; — ордината (-ой составляющей спектра вибрации деталей;

- ширина частотной информативной полосы; ь — шаг разбиения частотной полос i иа единичные составляющие спект ра.

Затем полученную величину математи н.ского ожидания сравнивают (делят, умножают и т.д.) с уровнем средневыпрямленного значения вибрации. Способ сравнения выбирают в зависимости от удобства масштаби— рования измерительных шкал приборов индикации. По результату сравнения, характеризующему концентрацию металла в смазке деталей, судят о степени износа деталей машин.

Формула изобретения

Способ определения дефектов в деталях

"Р машин основанный на регистрации, измерении и анализе амплитуды вибрации деталей, в котором сравнивают характеристики вибрации в процессе эксплуатации машин, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности оценки степени износа деталей машин, устанавливают информативную полосу частот, определяют момент появления металлических включений в смазке деталей, в которых фиксируют вибрацшо, определяют и запоминают уровень ее средневыпрямленного значения, в течение последующего времени измерения определяют величину математического ожидания вибрации, и, сравнивая ее с установленным уровнем средневыпрямленного значения вибрации, судят о степени износа деталей машин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 360579, М., Кл. 5 01 М 13/04, 1972.

2. Патент США № 3677072, кл. 7367, 1972.