ДИАГНОСТИКА ПРОЦЕССА ЗАЕДАНИЯ В ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧАХ ПО КРУТИЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ВИБРОСИГНАЛА Журиков М.Ю.,Андриенко Л.А.

Московский государственный технический университет им Н.Э. Баумана


Номер: 6-1
Год: 2016
Страницы: 85-88
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

червячная передача, заедание, датчик угловых перемещений, the worm gear, binding, the sensor of angular motion

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье рассматриваются вопросы вибродиагностики червячной передачи в составе элетромеханического привода с помощью датчика углового перемещения (то есть по крутильной составляющей вибрации). В частности, рассматривается процесс заедания в червячном зацеплении и поиск диагностических признаков процесса заедания в сигнале крутильной составляющей вибрации. Задача решалась на базе экспериментальных данных, полученных на стенде в лаборатории кафедры «Основы конструирования машин» МГТУ им. Н.Э.Баумана.

Текст научной статьи

Для оценки и прогнозирования технического состояния разного рода машин наибольшее распространение получили методы вибродиагностики, как наиболее чувствительные к различным отклонениям их технического состояния от нормы. Показания вибродатчика зависят от места его установки. Он воспринимает суммарный сигнал от всех источников, в том числе и не относящихся к вибродиагностике, что затрудняет проведение анализа. В работе [1] предлагается исследовать угловое движение выходного вала редуктора (крутильную составляющую вибросигнала). В качестве датчика сигнала, который отображается в фазовой области, используется датчик углового положения (ДУП) с различным количеством штриховых растров. Датчик преобразует угловые перемещения в последовательность электрических сигналов, содержащих информацию о величине и направлении этих перемещений и пригодных для последующей обработки в устройствах цифровой индексации [2]. Как известно, основной причиной выхода червячной передачи (ЧП) из строя является изнашивание зубьев червячного колеса и в меньшей степени червяка. В процессе эксплуатации в результате изнашивания ЧП меняется динамическая составляющая вращающего момента [3], то есть повышается нагрузка в зацеплении. В ЧП при повышенных нагрузках может происходить «горячее», но чаще «холодное» заедание в виде «намазывания» бронзы на витки червяка, после чего происходит интенсивное изнашивание зубьев червячного колеса [4]. На рис.1 показано фото стенда, предназначенного для измерения крутильной составляющей вибрации. Рис. 1. Фото испытательного стенда Стенд включает испытуемый червячный мотор-редуктор, датчик угла поворота, связанный с тихоходным валом ЧП. Нагрузка привода осуществлялась порошковым электромагнитным тормозом, типоразмер которого выбирался в зависимости от типоразмера испытуемого червячного редуктора и обеспечения точности его нагружения. Частота вращения электродвигателя изменялась с помощью частотного преобразователя. На рис. 2 изображены фрагменты вибросигналов, снятых с ДУП. Нижняя кривая - вибросигнал с червячного редуктора с приработанным (неизношенным) зацеплением, верхняя - с изношенным на 80% зацеплением (практически изнашивался только бронзовый зубчатый венец червячного колеса), в котором наблюдалось «холодное заедание», проявляющееся в виде намазывания бронзы на витки червяка. Тихоходный вал во время работы в определенные промежутки времени тормозился, что было заметно на глаз. Однако по записи временного вибросигнала это не очевидно, можно только отметить, что по сравнению с вибросигналом редуктора с новым приработанным зацеплением в вибросигнале редуктора с изношенным зацеплением появились ярко выраженные высокочастотные гармоники. Рис.2. Фрагмент записи временного вибросигнала с ДУП ЧП На рис. 3 изображены амплитудно-частотные характеристики этих же сигналов, сплошной линией - новый редуктор, пунктирной - изношенный. Рис.3. Амплитудно-частотный спектр вибросигналов с ДУП Анализируя амплитудно-частотный спектр можно сказать, что у изношенной ЧП практически во всем частотном диапазоне амплитуды выше. В амплитудно-частотном спектре, который строится по среднеквадратическим значениям амплитуд, процесс заедания не виден. Дальнейшие исследования показали, что заедание проявляется в виде единичных выбросов во временном сигнале виброускорений вращающегося тихоходного вала ЧП (рис.4). Рис. 4. Фрагмент временного сигнала виброускорений с ДУП Из рисунка видно, что полученные временные реализации сигналов виброускорений для нормально работающей ЧП (сплошная линия) и дефектной (пунктирная линия) сильно отличаются между собой. Нормально работающая ЧП характеризуется временными реализациями без выбросов, в то время как появление заедания вызывает всплески амплитуды сигнала, частота которых изменяется немонотонно. Таким образом, контроль выбросов в сигнале виброускорений, свидетельствующих о существенно неравномерном вращении тихоходного вала, может служить эффективным методом диагностики заедания в ЧП.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.