Электрорезистивный метод контроля режима трения при диагностировании подшипников качения на основе алгоритмического обучения

• Автор: Чернышов, Виктор Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 244 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Г лава 1. Анализ состояния вопроса, постановка задач исследования

1.1. Режимы трения

1.2. Анализ состояния вопроса

1.3. Выбор физического принципа диагностирования и постановка задач

исследования

1.4. Выводы
2. Глава 2. Математическое моделирование активного электрического сопротивления подшипника качения

2.1. Постановка задач моделирования

2.2. Базовые зависимости математической модели
2.3. Алгоритм математического моделирования
2.4. Теоретические исследования зависимостей режима трения и
сопротивления подшипника качения от условий его работы
2.4.1. Постановка задач исследования
2.4.2. Исследование влияния условий работы подшипника на режим трения
2.4.3. Исследование влияния режима трения на сигнал сопротивления
2.5. Выводы
3. Глава 3. Разработка электрорезистивного метода контроля режима трения трибосопряжений подшипника качения
3.1. Постановка задач
3.2. Обзор методов построения диагностических моделей на основе
алгоритмического обучения
3.3. Метод и методика контроля режима трения трибосопряжений
подшипников качения
3.4. Метрологический анализ метода
3.5. Выводы
4. Глава 4. Экспериментальные исследования предложенного метода
4.1. Постановка задач исследования
4.2. Описание экспериментального оборудования
4.3. Исследование сигнала сопротивления при различных внешних и внутренних условиях работы подшипника
4.4. Исследование работоспособности предложенного метода
4.5. Выводы
5. Заключение
6. Список использованных источников
7. Приложение А. Исходный текст программы для моделирования сопротивления подшипника качения
8. Приложение Б. Исследование распределения сопротивления подшипника качения
9. Приложение В. Исследование спектра сигнала сопротивления подшипника качения
10. Приложение Г. Исследование вейвлет образов сигнала сопротивления подшипника качения
11. Приложение Д. Акты внедрения результатов диссертационной работы

Введение
Актуальность. Подшипники качения во многом определяют надежность и долговечность механических систем. Их отказы часто приводят к аварийным ситуациям и экономическим потерям, поэтому при эксплуатации ответственных механизмов необходимо проводить диагностирование входящих в их состав подшипников и прогнозирование их остаточного ресурса.
Известно, что при жидкостном виде смазки и соответствующем режиме трения, давление и температура распределены по контактной площадке более равномерно, что обеспечивает существенное снижение коэффициента трения, тепловыделения и интенсивности изнашивания. Когда рабочие условия становятся более тяжелыми (увеличивается радиальная нагрузка, шероховатость поверхности, и т.д.), количество контактов неровностей увеличивается, трибосопряжения входят в режим смешанного (или граничного) трения, что сопровождается ростом интенсивности практически всех видов изнашивания. Поэтому для достоверного прогнозирования и оптимизации остаточного ресурса подшипника качения необходимо оценивать вероятность каждого режима трения при его работе.
Среди методов исследования процессов трения и износа интенсивно развивающимися являются электрические методы, в основу которых заложено использование различных оценок электрических параметров флуктуирующих процессов и явлений в подшипнике. Это связано с возможностью получения объективной информации о состоянии подшипника непосредственно из зон трения его деталей в форме электрического сигнала, что позволяет создавать практически безынерционные, по отношению к процессу трения, высоко чувствительные методы контроля. Наиболее разработанными в теоретическом и прикладном плане среди них являются электрорезистивные методы, существенный вклад в разработку которых внесли Д. Снидекер, Дж. Кеннел, Т. Тэллиан, А.И. Свириденок, С.Ф. Корндорф, К.В. Подмастерьев, П.Н. Шкатов, В .Я. Варгашкин, В.В. Мишин, Е.В. Пахолкин, А.Ф. Блинов,
A.A. Бобченко, Ю.М. Санько, С.А. Чижик и ряд других ученых.
где Е' — приведенный модуль упругости;
Н = тт(Я,, Я,) — микротвердость материала;
а' — среднеквадратическое отклонение профиля относительно средней линии шероховатой поверхности;
Л — средний радиус закругления вершин.
При ц/ < 0,6 контакт считается упругим, при 0,6 < (// < 1 имеет место упругопластическая деформация, при у/ > 1 деформация в контакте считается пластической.
Параметры опорной кривой рассчитываются по формулам [6]:
^ = 2-*т ДТ"1’ Ь = 1п Ка

(2.24)
где 7? шах — расстояние от линии выступов до линии впадин;
Ка — среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля;
Для контакта двух шероховатых поверхностей параметры и и Ъ определяются как [6]:
у = у1+у2, (2.25)
Г(и. +1) • Г(и2 +1) , ч Ул + V
Ь = —.—(---------Т—6,62(7гшах,+/гшах2) —, @.26)
Г(и, + у2 + 1) 7?таХ]'• 7?тах2!
Приведенный радиус г, используемый для расчетов, определяется как среднее геометрическое продольного и поперечного радиусов [6]: