Разработка методики вибродиагностики радиальных шарикоподшипников

• Автор: Вениаминов, Владимир Валентинович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 158 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. МЕТОДЫ ВИБРОДИАГНОСТИКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ. ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ВИБРАЦИЙ ШАРИКОПОДШИПНИКОВ.
1.1. Способы диагностирования шарикоподшипников.
1.2. Способы обработки виброакустических сигналов.
1.3. Используемые характерные диагностические признаки возникновения неисправностей подшипников.
1.4. Математические модели, описывающие колебания подшипников качения.
1.5. Цели и задачи исследования.
1 *,*
1 г?,
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАДИАЛЬНОГО ШАРИКОПОДШИПНИКА НА ПРИВОДНОЙ УСТАНОВКЕ.
2.1. Математическая модель, радиального шарикоподшипника на приводной установке КВП-3.
2.2. Определение упругих коэффициентов математической модели.
2.3. Методы геометрической идентификации параметров модели.
2.4. Выводы по главе.
3. ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРОУСКОРЕНИЙ ПОДШИПНИКОВ.
3.1. Разработка методики численного интегрирования динамики радиальных шарикоподшипников:

3.2. Численное исследование динамики подшипников. Определение влияния отклонений профиля деталей на динамику подшипников
3.3. Оптимизация диссипативных параметров модели методом квадратичного планирования численного эксперимента
3.4. Выводы по главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПОДШИПНИКОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТЕРИЕВ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ ШАРИКОВ. '
4.1. Определение критериев качества изготовления шариков при постоянной частоте вращения шпинделя
4.2. Определение критериев качества изготовления шариков при переменной частоте вращения шпинделя
4.2. Вибродиагностика тел качения в подшипнике методом стробирова-
ния виброакустического сигнала
4.4. Диагностика наличия дефектов колец подшипника с помощью стандартной виброизмерительной аппаратуры
4.3. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящей работе рассматриваются проблемы, связанные с вибродиагностикой радиальных шарикоподшипников и их деталей на стадии производства. Обеспечение заданных уровней вибрации подшипников является одной из важных задач, так как в этом случае определяется качество всего изделия в целом. Силы, которые возникают в точке контакта при наличии неровностей поверхностей качения, прямо пропорциональны колебательному ускорению, поэтому для целей диагностики подшипников используется виброускорение. За переход вибрации в шум отвечает колебательная скорость, которая прямо пропорциональна звуковому давлению в воздухе около вибрирующей поверхности. Поэтому и нормы на вибрацию, как правило, ограничивают колебательную скорость машин и оборудования. Наибольшее влияние виброускорения сказывается на частотах выше 1000 Гц, где любой механизм не колеблется как единое целое, и достаточно небольших сил для возбуждения вибрации. Сложность виброакустических сигналов, генерируемых подшипниками, не позволяет достоверно судить о характере 'имеющихся дефектов изготовления деталей подшипника, особенно если это малошумные подшипники, для которых не характерно резкое изменение состава виброакустического сигнала. Часто на заводе-изготовителе возникает вопрос о наиболее значимых факторах, оказывающих влияние на виброакустические характеристики подшипников. Детали малошумных подшипников, как правило, не имеют единичных дефектов, а также отклонений профиля, амплитуда которых соизмерима с их длиной волны. Поэтому используются способы диагностирования качества каждой детали отдельно, с целью определения ее пригодности для последующей сборки и обес-

печения, заданных виброакустических характеристик подшипников. Применение данного метода может быть оправдано при производстве подшипников.
Разработанные способы определения геометрических отклонений профиля шариков с помощью приводной установки КВП-3 обладают повышенной
О 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 МО4
Частота, Гц
Рис.2.1.
Анализируя представленный спектр колебаний, можно отметить, что для частот, находящихся выше 1800 Гц, резонансные колебания находятся в области 4500 и 7000 Гц. Все они относятся к изгибным колебаниям наружного кольца.
Разработаем математическую модель радиальных колебаний наружного кольца при следующих допущениях:
• упругость в точках контакта шариков с кольцами при качении не изменяется, диссипация в системе постоянна. Данное допущение вызвано необходимостью упрощения расчетной схемы.
• угол контакта не изменяется, верчение шариков отсутствует. Колебания угла контакта в полосе частот 1800-10000 Гц незначительны и меньше величины разности рабочего и свободного угла контакта. Для исключения верчения шариков подшипник нагружается достаточной осевой силой, величина которой определяется по формуле, приведенной в работе /60/.
• вибрация сепаратора не учитывается. Данный фактор не оказывает влияния на формирование виброакустического сигнала, если на нем, разумеется, нет острых кромок и присутствует зазор шарика в гнездах сепаратора.
Составим расчетную схему и уравнения динамики подшипников, которая приведена на рис.2.2.