Вибродиагностика технического состояния червячных передач по неравномерности вращения ведомого вала

Впервые рассматривается использование датчиков угловых перемещений для вибродиагностики медленно развивающихся дефектов на примере червячных передач, подверженных изнашиванию в процессе работы.

Актуальным является вопрос широкого внедрения вибродиагностики любых механизмов роторного типа, не только червячных передач, особенно в «полевых» условиях, где ограничен доступ к диагностическим центрам с высококвалифицированными экспертами по диагностике конкретного вида оборудования. Для решения этой проблемы желательно минимизировать затраты на диагностирование, упростить его алгоритм, что позволит работать с системой вибродиагностики пользователю без специальной подготовки в этой области, но в то же время необходимо обеспечить требуемую глубину диагноза.

Одним из перспективных направлений решения указанной проблемы является использование в качестве исходной информацию, полученную в результате анализа вибросигнала углового движения выходного вала (крутильной составляющей вибросигнала). Поскольку даже значительные внешние возмущения не оказывают заметного влияния на вращательное движение исследуемой системы, вибросигнал с датчика угловых перемещений практически не содержит шумовую компоненту, что в значительной степени упрощает его идентификацию. Однако в научной литературе отсутствуют сведения об использовании таких датчиков для диагностики медленно развивающихся дефектов, которые не приводят к резкому изменению вида вибросигнала и его спектра.

В результате изнашивания изменяются параметры технического состояния червячных передач, прежде всего динамическая составляющая вращающего момента, что может привести к заеданию и прогрессивному изнашиванию.

В статье приведены результаты анализа экспериментальных вибросигналов, методика поиска в них диагностических признаков изнашивания червячных передач методами спектрального анализа и математической статистики. Исследование показало, что датчик угловых перемещений пригоден для вибродиагностики технического состояния червячных передач. Найдены диагностические признаки изнашивания и заедания в вибросигнале крутильных колебаний тихоходного вала червячной передачи.

Предлагаемый метод значительно упрощает анализ вибросигнала, минимизирует затраты на диагностирование и может быть широко внедрен, прежде всего, для экспресс-диагностики (в «полевых» условиях) и прогнозирования остаточного ресурса многих механизмов роторного типа.

Литература

[1] Генкин М.Д., Соколова А.Г. Виброакустическая диагностика машин и механизмов. Москва, Машиностроение, 1987. 288 с.

[2] Барков А.В., Баркова Н.А., Азовцев А.Ю. Мониторинг и диагностика роторных машин по вибрации. Санкт-Петербург, Изд. центр СПбГМТУ, 2000. 159 с.

[3] Павлов Б.В. Акустическая диагностика механизмов. Москва, Машиностроение, 1971. 224 с.

[4] Клюев В.В., ред. Неразрушающий контроль. Справочник. В 7 т. Т. 7. Кн. 2. Вибродиагностика, Москва, Машиностроение, 2005. 829 с.

[5] Кузьмин И.С., Ражиков В.Н. Электромеханические приводы устройств исполнительной автоматики с длительным ресурсом. Вестник машиностроения, 1990, № 12, с. 46—47.

[6] Jacob A. Fault Diagnosis of Gear-trains using a New Technique for Condition Monitoring of Rotating Machinery: M.S. Thesis, Florida, Institute Of Technology, 1992. 177 p.

[7] Cempel C. Podstawy wibroakustycznej diagnostyki maszyn. Warczawa, Widawnictwa Naukowo-Techniczne, 1982. 342 p.

[8] Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных процессов. Москва, Мир, 1989. 540 с.

[9] Часовников Л.Д. Передачи зацеплением. Москва, Машиностроение, 1969. 486 с.