Виброакустическая экспресс-диагностика силовых механических агрегатов

• Автор: Костенко, Владислав Игоревич
• Шифр специальности: 05.02.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 162 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ

1.1 Методы виброакустической диагностики

1.2 . Приборное обеспечение вибродиагностических систем

ГЛАВА 2. СОСТАВЛЯЮЩИЕ АКУСТИЧЕСКОГО СИГНАЛА МЕХАНИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЗАДНЕГО МОСТА

2.1. Анализ вибрации механического происхождения

2.1.1 Влияние шума от работы других агрегатов

2.1.2. Дисбаланс вращающихся деталей ведущего моста

2.1.3. Наличие пульсирующих моментов, приложенных на входе или

выходе ведущего моста

2.1.4. Влияние нелинейной жесткости подшипников на колебания
валов
2.1.5. Влияние дефектов изготовления и сборки подшипников
2.1.6. Влияние дефектов износа поверхности качения
2.1.7. Вибрация, создаваемая силами трения
2.2. Диагностирование эксплуатационных дефектов ведущего моста
2.2.1. Возбуждение колебаний в зубчатых передачах
2.2.2. Диагностирование абразивного износа зубчатого зацепления.
2.2.3. Диагностирование выкрашивания зубьев
2.2.4. Диагностирование трещины и поломки зубьев
2.2.5. Диагностирование заедания зубчатых колес
2.3. Анализ вибрации механических передач
2.3.1. Выбор типа модели
2.3.2. Оценка степени нелинейности вибрационного процесса
2.3.3. Определение фазовых соотношений между различными компонентами вибрации
2.3.4. Амплитудная и частотная модуляция вибрационного процесса.. .78 ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АППАРАТНОГО ОСНАЩЕНИЯ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
3.1. Разработка пьезоэлектрического датчика
3.2. Принцип действия и функциональная схема
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ ЭЛЕКТРОННЫМ ФОНЕНДОСКОПОМ
4.1. Разработка алгоритма методики диагностирования
4.2. Особенности применения программного продукта ЬаЬУ1Е¥ для создания программ
4.3. Оптимизация выбора параметров аналогово-цифрового
преобразователя
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАДНИХ МОСТОВ
5.1. Разработка мероприятий по обеспечению единства условий получения диагностической информации
5.1.1. Метрологические испытания прибора
5.1.2.Обоснование места расположения точек контроля
5.1.3.Оценка влияния частоты вращения
5.1.4.0ценка влияния смазочного масла
5.1.5. Получение экспериментальных виброакустических характеристик исправного моста
5.1.6. Оценка влияния технологических погрешностей регулировки главной передачи
5.1.7.Анализ структуры вибросигнала
5.2. Экспериментальные исследования заднего моста
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Общая характеристика работы.
Диссертационная работа посвящена разработке способов индивидуальной диагностики силовых механических агрегатов. Суть работы в системном аналитическом обобщении известных способов
виброакустической диагностики, включающем в себя анализ их
функциональных свойств и метрологических характеристик. Исследования подчинены решению проблем инструментальной экспресс-диагностики качественного состояния механических агрегатов. Объектом исследований принят механизм заднего моста автомобиля ГАЗ 3110, такой выбор
определили следующие обстоятельства: во-первых, это агрегат массового производства и заводской контроль его осуществляется виброакустическим методом, во-вторых, есть статистика отказов механизма в эксплуатации, в-третьих, предприятия, эксплуатирующие автомобили нуждаются в средствах экспресс-диагностики. Таким образом, выбор этого механизма дает возможность сопоставительной оценки предлагаемого способа
диагностирования, а также позволяет сделать обобщающие выводы относительно использования его в других механизмах.
Актуальность работы.
Диагностика силовых механических агрегатов (двигателей, редукторов, трансмиссий, преобразователей движения и т.п.) до настоящего времени не обеспечена достаточно развитым набором инструментальных средств. В практике эксплуатации ряда агрегатов основным способом диагностирования остается поэлементный контроль деталей и узлов агрегата, разбираемого после некоторой нормативной наработки, что, как правило, связано с большими трудозатратами и риском нарушить взаимную приработку звеньев. Кроме того, может оказаться, что разборка выполнена преждевременно или отказ случился раньше нормативной наработки. Все эти обстоятельства инициируют разработку инструментальных средств текущего экспресс -
смещению точки опоры ротора [57].
2.1.3. Наличие пульсирующих моментов, приложенных на входе или выходе ведущего моста.
Механический момент, приложенный к входу и выходу ведущего моста, содержит переменные составляющие, которые создают тангенциальные колебания валов. Основным источником таких колебаний является двигатель. В общем случае эти колебания являются помехами.
В автомобильной промышленности распространение получили 4-х, 6-и, 8-и и 10-и цилиндровые двигатели, причем большинство машин оснащено 4-х цилиндровыми двигателями.
Работа двигателя внутреннего сгорания сопровождается пульсацией вращающего момента, связанного с непостоянством давления газов в цилиндре и периодичностью работы каждого цилиндра. Маховик лишь отчасти сглаживает пульсацию. Увеличение числа цилиндров уменьшает промежуток времени между рабочими ходами и, следовательно, уменьшает неравномерность [43].
Непостоянство угловой скорости вращения вала оценивается степенью неравномерности 85, представляющей собой отношение максимального приращения угловой скорости вала за цикл к средней его скорости со.
Степень неравномерности определяется в предположении, что валопровод всей установки (коленчатый вал, валы с шестернями и карданный вал и т.д.) является абсолютно жестким на кручение, пробуксовка сцепления отсутствует, механических потерь нет.
Степень неравномерности определяется по формуле
55 = (С0шах- С0т!п)/со = А/(1со2) = 572МсрА/( А03п2) (2.13) где сотах и сот;п - максимальное и минимальное значение угловой скорости; А - наибольшая из заштрихованных площадь избыточной работы (рис. 2.2.);