Виброакустическая диагностика буксовых подшипников подвижного состава

• Автор: Нелюбов, Виктор Петрович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 222 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Состояние вопроса и задачи исследования.

1. Современное состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Обзор работ в области диагностики буксовых подшипников

на колесной паре подвижного состава ПС

1.2. Причины возникновения дефектов в подшипниках качения буксового узла ПС

1.2.1. Изнашивание подшипников качения

Ф 1.3. Общие сведения по техническому диагностированию

подшипников качения в собранной буксе ПС

1.4. Виброакустические диагностические нормативы.

1.5. Диагностирование буксовых подшипников ПС по виброакустическим параметрам.
1.6. Цель и задачи исследования
2. Анализ существующих методов диагностики технического
Ф состояния буксовых подшипников ПС
2.1. Выбор объекта исследования и условия эксплуатации
буксовых подшипников на колесной паре.
2.2. Особенности работы и анализ эксплуатационной надежности вагонного подвижного состава и пути ее повышения в Транспортной компании ЛУКойлТранс.
2.3. Пути повышения осевой фузоподъемности буксовых подшипников
2.4. Причины разрушения цилиндрических роликов
подшипников в буксовом узле.
2.4.1. роворот внутреннего кольца и его разрыв на шейке
2.4.2. Обводнение смазки
2.5. О системах текущего содержания и ремонта вагонов и
цистерн
2.6. Оценка надежности узлов и систем ПС в Транспортной
компании ЛУКойлТранс
2.7. Критерии и характеристики надежности ПС.
2.7.1. Вероятность безотказной работы
2.7.2. Вероятность отказов.
2.8. Радиальные зазоры и натяги в роликовых подшипниках
буксового узла ПС
2.9. Износ в результате контактной усталости.
2 Обзор и анализ существующих методов диагностики подшипников качения.
2 Упрощенное представление дефекта подшипника качения
2 Виброакустический сигнал, порожденный собственной
корпусной вибрацией буксы и дефектом подшипника
. Виброакустический метод диагноза буксового узла,
когда сигнал имеет линейчатый спектр
. Виброакустический метод технического диагноза,
когда диагностический сигнал имеет сплошной спектр
Выводы
3. Исследование некоторых динамических сил, возникающих
при работе движущихся колес ПС.
3.1. Динамические силы, действующие на элементы колесных
пар движущегося поезда
3.2. Анализ динамических сил, действующих на элементы
колесной пары, с целью диагностики буксовых подшипников
3.2.1. Динамические силы, действующие на буксовые
подшипники ПС
3.3. Способы обнаружения динамических сил диагностического сигнала
3.3.1. Спектр и оптимальное обнаружение диагностического сигнала
3.3.2. Способ обнаружения диагностического сигнала, основанный на использовании перестраиваемого гребенчатого фильтра.
3.3.3. Спектр продетектированного виброакустического диагностического сигнала
3.3.4. Основные особенности применения синхронного гребенчатого фильтра СГФ для определения
дефектов подшипников качения
3.3.5. Обнаружение виброакустического сигнала с помощью анализатора закона распределения.
3.3.6. Обнаружение виброакустического диагностического сигнала с помощью коррелятора
Выводы к третьей главе
4. Методика виброакустической диагностики буксовых
подшипников ПС.
4.1. Основные положения
4.2. Теоретические предпосылки планирования
виброакустического эксперимента.
4.2.1. Модель диагностики.
4.2.2. Эксперимент
4.2.3. Общая характеристика управляющих факторов и выходных откликов
4.3. Цель и методика экспериментальных исследований
4.4. Характеристика объекта исследования и виброакустическая
измерительная аппаратура
4.5. Состав используемой виброизмерительной аппаратуры типа
ВДУ2 для исследования собственной корпусной вибрации
СКВ буксовых подшипников вагонной колесной пары РУ1
4.6. Выбор виброизмерителей датчиков и измерительной аппаратуры
4.7. Установка датчика на корпусе буксы.
4.8. Подготовка мест установки датчиков.
4.9. Анализ общей природы СКВ буксового узла колесной пары.
4 Анализ виброосциллограмм и спектрограмм.
4 Нормирование общего уровня ускорений СКВ буксовых подшипников грузовых вагонов РУ1
4 Оценка погрешности результатов виброакустической
диаг ностики буксовых подшипников ПС.
4 Причины изменения параметров ускорения СКВ буксового
4 Способы определения тренда в буксовых подшипниках
4 Доверительные интервалы.
4 Методика диагностики технического состояния буксовых подшипников грузовых вагонов РУ1.
4 Выводы
5. Краткое техникоэкономическое обоснование но
виброакустической диагностике буксовых узлов ПС
Заключение, основные выводы и рекомендации.
Список литературы


Излишне высокий уровень шума или СКВ, а также громкий стук и скрежет, обнаруженные при прослушивании, всегда были и будут достаточным основанием для остановки и ремонта любого механизма или машины. Для выявления путей повышения виброакустической надежности в эксплуатации агрегатов и узлов ПС важную роль играет раскрытие закономерностей виброакустических отказов, т. Буксовые узлы ПС в эксплуатации подвержены действию различных сил , ,. Эти силы возникают как от внутренних источников, так и от воздействующих внешних динамических сил, способствующих появлению необратимых процессов, приводящих к прогрессивному износу деталей ПК в буксовом узле, что приводит к ухудшению параметров, характеризующих техническое состояние узла с течением времени. Наиболее важными с точки зрения технической информации являются физические процессы, происходящие в буксовых подшипниках ПС изнашивание кинематических пар, ползучесть материала кинематических пар, рост усталостных трещин в деталях буксового узла, испытывающих знакопеременные силы под действием динамических нагрузок, которые представлены на рис. Мы укажем в первую очередь, на характер трех наиболее необратимых процессов, которые обязательно имеют место в любом работающем агрегате или механизме . Закономерность износа кинематических пар, в данном случае на цапфе оси колесной пары напрессовано внутреннее кольцо ПК, которое подвержено износу рис. Рис. Процесс износа контактирующих кинематических пар состоит из трех стадий рис. Стадия II нормальный износ, при этом имеет место постоянная скорость изнашивания. Стадия III катастрофический износ в контактирующих кинематических парах, когда появляется возрастание во времени интенсивности изнашивания. Закономерности ползучести представляют собой зависимость пластических деформаций от времени и имеют вид рис. Вид этой кривой зависит от напряжения и температуры, при которых работает материал детали. Процесс ползучести можно разделить также на три стадии. Рис. Кип для материала зависят от температуры и определяются экспериментально. С ростом температуры и напряжения скорость пластической деформации растет, а продолжительность второй нормальной с точки зрения эксплуатации машины стадии ползучести уменьшается. В стадии III ползучести скорость деформации СД нарастает, пока не наступает разрушение. Закономерность усталостного разрушения контактирующих деталей в ПК представляет графическую зависимость глубины трещин от числа циклов изменения напряжений, т. И л6 рис. При анализе вышеприведенных закономерностей видно, что необратимые физические процессы в контактирующих кинематических парах ПК в буксовом узле во время эксплуатации вызывают ненормальные явления, которые наступают довольно внезапно и следуют за длительным периодом нормальной
циклов, обычно начинается стремительный рост величины Ь. ГС
эксплуатации, т. С. Поэтому, основными источниками СКВ буксового узла являются различные несоосности и рост зазоров в сочленениях. Эти величины изменяются пропорционально износам, пластическим деформациям, вследствие чего СКВ буксового узла нарастает линейно во времени в течение второго периода эксплуатации агрегата или узла в роторной машине рис. Из рис. О, М2 промежутки времени исправной работы буксового узла или другого агрегата ПС атг, апъ улучшение технического состояния буксового подшипника в процессе ремонта, выраженное в единицах СКВ дБ, ммс2 или ммс. Ь, нормальное значение виброакустического параметра после восстановления работоспособности в процессе ремон та агрегата или узла. Ю6 Рис. Отказы, возникающие в деталях буксовых подшипников ПС, по своей природе являются износовыми. Во время нормальной эксплуатации буксовых подшипников изменения виброакустических параметров происходит по линейному закону. Виброакустический отказ, как правило, наступает перед началом физического отказа, т. ПС. В начале х и х годов под руководством М. Д.Генкина , были опубликованы материалы научноисследовательских работ, которые, по мнению автора, вскрыли физическую сущность шума зубчатых передач и позволили выработать объективные методы контроля технического состояния зубчатых колес с использованием мощности их шума.