Для контроля и испытаний зубчатых редукторов и других механизмов и аппаратов, содержащих зубчатые передачи, прекрасно зарекомендовал себя метод вибрационной диагностики. Суть метода заключается в измерении вибраций и шумов работающего механизма и их анализе, после которого делается вывод о пригодности или непригодности контролируемого изделия [1]. Данный метод позволяет быстро и в автоматизированном режиме проводить контроль и диагностику [2].
Согласно ГОСТ 20911-89 [3] определяется три критерия качества метода диагностики: полнота контроля, глубина поиска неисправностей и достоверность контроля. Метод вибродиагностики зубчатых редукторов полностью удовлетворяет требованиям ГОСТа, но большинство существующих методов и алгоритмов диагностики либо просто диагностируют непригодность изделия [4], либо диагностирую состояние одного элемента, как правило, зубчатой передачи [5] или подшипника [6] без выявления вида дефекта. Для полного определения состояния редуктора в первую очередь необходимо определить параметры диагностирования, которые могут учесть все структурные и функциональные связи объекта диагностирования. Для этого строят структурно-следственную схему объекта диагностирования.
Для редуктора такая схема показана на рис. 1. Структурно редуктор можно разделить на подшипниковые узлы и зубчатые зацепления, для которых характерны свои дефекты. Для сборки наиболее характерные дефекты этих узлов показаны на рисунке. Каждый из этих дефектов дает индивидуальные характерные изменения спектра шума и вибрации редуктора [1, 5, 6, 7], которые определяются вероятностно – статистическими либо аналитическими методами для каждого вида дефекта.
Рисунок 1 – Структурно-следственная схема зубчатого редуктора, как объекта вибродиагностики
Дефекты редуктора возникают от погрешности изготовления, которые можно разделить на две большие группы: погрешности изготовления элементов редуктора и погрешности сборки. Рассмотрим из подробнее. Начнем с погрешностей изготовления элементов редуктора. К основным погрешностям относятся [8]:
- погрешности изготовления профиля зубчатого венца, такие как погрешность шага зубов и профиля эвольвенты;
- погрешность изготовления геометрических размеров валов, осей, зубчатых колес и других деталей вращения;
- погрешности изготовления корпусов и крышек редуктора, особенно несосности отверстий.
К основным погрешностям сборки относят [9]:
1. неправильный монтаж зубчатого колеса, что вызывает непаралельность зубчатого венца и оси вала, эксцентриситет зубчатого венца, боковые зазоры зубчатого зацепления и т.д.;
2. неправильный монтаж подшипников;
3. неверное регулирование зубчатого зацепления.
Только полный анализ всех погрешностей изготовления и сборки зубчатых редукторов, а также возникающих дефектов их работы позволит полностью реализовать потенциал метода и создать надежную и эффективную систему автоматической диагностики.
Библиографический список
- Справочник по технической акустике/под ред. М. Хекла, Х.А. Мюллера. -Л.: Судостроение, 1980. -324 с.
- Вибрации в технике. Т. 5. Ред. совет: В. Н. Челомей и др. М: Машиностроение, 1981, 496 с.
- ГОСТ 20911-89 Техническая диагностика. Термины и определения.
- Литвинов С.И. Метод и устройство вибродиагностики зубчатых редукторов // Современная техника и технологии. – Июль 2014. – № 7
- Anil Jacob and Dr. Y. I. Sharaf-Eldeen ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ С ПОМОЩЬЮ НОВОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ РОТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ / Перевод с англ. И.Р.Шейняка, под ред. В.А. Смирнова, к.т.н. - http://www.vibration.ru/d_zub_peredach.shtml#top
- Абдулаев А.А. Автоматизация вибpодиагностиpования подшипниковых узлов - http://www.vibration.ru/avd-avpu/avd-avpu.shtml
- Daniel Lynn ВЫЯВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ АНАЛИЗА ВИБРАЦИИ / Пер. с англ. И.Р. Шейняк, под редакцией В.А. Смирнова. - http://www.vibration.ru/v_defekt.shtml
- Детали машин / О.А. Ряховский, А.В. Клыпин. – М.: Дрофа, 2002. – 288 с.
- Румбешта В. О. Основи технології складання приладів: Підручн. / В. О. Румбешта / – К.: Інститут системних досліджень освіти України, 1993. – 301 с.