Способ вибродиагностики подшипников роторных систем

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам вибродиагностики подшипников роторных систем, в которых ротор установлен на двух шарикоподшипниках, и может быть использовано в приборостроении и авиастроении. Цель изобретения - повышение достоверности и информативности результатов диагностики. По допускам на структурные параметры подшипников определяют зоны спектра, вибрации ротора, в которых находятся порождающие частоты. Экспериментально в вычисленных зонах определяют точные значения этих частот, по ним с учетом разбросов структурных параметров подшипников вычисляют зоны спектра, в которых находятся информационные частоты. При трех различных положениях ротора в пространстве с помощью анализатора спектра наблюдают изменение частоты информационных пиков вибрации роторной системы, вызванных дефектами. Дефекты относят к более нагруженному или менее нагруженному подшипнику в зависимости от коэффициентов чувствительности порождающих частот соответствующих спектральных составляющих.

- СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

Р1) G 01 M 13/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4314741/3! 27 (22) !21087 (46) 30 ° !0,90, Бюл. У 40 (71) Киевский политехнический институт и Всесоюзный научно-исследова тельский институт по испытанию машин и оборудования для животноводства и кормопроизводства (72):В Е,Петренко,:А Ю,Беляев, .ОА,Чердынцев и:В В Коцюруба (53) 621 822 ° 9(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

1! 1267538, кл ° G 01 М 13/04, 1985 (54) СПОСОБ ВИБРОДИАГНОСТИКИ.ПОДШИЛ

НИКОВ РОТОРНЫХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам вибродиагностики подшипников роторных систем, в которых ротор установлен на двух шарикоподшипниках, и может быть использовано в приборостроении .и авиастроении, Цель изобретения1

Изобретение относится к способам ,. вибродиагностики подшипников роторных систем, в которых ротор установ,лен на двух шарикоподшипниках, и может быть использовано в приборостроении, авиастроении.

Цель изобретения повышение дос товерности и информативности результатов диагностики

На фиг,! приведена блоксхема устройства для осуществления предлагаемого способа, „„SU„,; 1 03212

2 повышение достоверности и информатив» ности результатов диагностики По допускам на структурные параметры подшипников определяют зоны спектра вибрации ротора, в которых находятся пора;кдающие частоты, Экспериментально в вычисленных зонах определяют точные значения этих частот, по ким с учетом разбросав структурных пара метров подшипников вычисляют зоны спектра, в которых находятся инфор» мационные частоты При трех раэлич» ных положениях ротора в ространстве с помощью анализатора спектра наблю дают изменения частоты информацион» ных пиков вибрации роторной системы, вызванных дефектами Дефекты относят к более нагруженному или менее нагру женному подшипнику в зависимости от коэффициентов чувствительности по» рождающих частот соответствующих спектральных составляющих 1 ил °

Устройство содержит поворотную подставку 1, в корпусах 2 который установлены левый " и правый 4 подшип ник исследуемой роторной системы 5, закрепленный на подставке 1 пьезоэлектрический вибронэмерительный преобразователь 6 типа КД 38, усили» тель 7 типа У7-1, анализатор 8 спект ра модели 2034 и источник 9 питания

Поворотная подставка связана с основанием 10 через шарнир 11 На ос новании 10 закреплены стойки 12-14

1603212

10 l5 (2 + ) cos Kq соз ((= (2) 45

55 с креплениями 15, например, в виде винтовых скоб для опоры 16 подставки

:1 ° На выходе усилителя 7 установлен переключатель 17 каналов

Способ осуществляют следующим об разом

Рассчитывают пределы изменения по» рождающих частот с учетом допусков на структурные параметры подшипников и величины осевой нагрузки на под» шипники по формулам:

П ) 2 2

O z + Эа соз М, 2В,„П д

2 2

Эру - Во соз 0С

З Ю цп, где Я, угловая скорость вращения сепаратора относительно на ружного кольца;

И угловая скорость вращения сепаратора относительно внутреннего кольца;

Я - угловая скорость вращения шариков;

Q - частота вращения ротора;

0 1 - диаметр окружности, переходящий через центры тел ка чения;

D - диаметр шариков; рабочий угол контакта, Угол контакта ф, может быть полу чен из выражения

4=p-;. где - безразмерная величина осево го смещения;

0 начальный угол контакта; упругое осевое смещение;

Юи Х6 йю + 1 °

Dg

rpe r,, и r — радиусы профилей доро H 5 жек качения наружного и внутреннего колец»

Рабочий угол контакта ц(,и осевая нагрузка Fд на подшипник связаны вы ражением (созКо Ф

F С (-— --— -— - — 1) sing(, (3)

Я соs ((у

В зависимости от положения ротора (направления действия силы веса

Р ротора на подшипник) F + Рб + Р, где F> - предварительный осевой натяг«

Подставляя в выражение {3) эначе ния осевой нагрузки при различных положениях ротора, определяют максимальное и минимальное значения cos g(.

После этого по формулам (1) с учетом допусков на структурные пара метры подшипников, частоту вращения ротора и пределов изменения cos g, находят максимальные и минимальные значения порождающих частот Я,, Q<, Я .

Приведя ротор 5 во вращение в по ложении, показанном на чертеже, изме ряют вибрацию с помощью преобразова теля 6, Спектр вибрации регистрируют в рассчитанных зонах с помощью анализатора 8 спектра в режиме расшире ния масштаба шкалы частот (ZOOY.-ана лиз), По спектру измеряют точные значения порождающих частот 631, Я, Я1 соответствующие осевои нагрузке на подшипники F0 = РО.

После этого йоворотную подставку

1 освобождают из крепления 15 стойки

12, поворачивают на шарнире 11 про тив часовой стрелки в сторону стойки

1ч, что обеспечивает дополнительное осевое нагружение левого подшипника

3, и разгружение правого подшипника

4. Pегистрируя спектр в рассчитанных зонах, измеряют значения частот Я

Я,Оспри новом нагружении подшипни» ков, Затем подставку 1 поворачивают к стойке 13 и проводят аналогичные измерения, По точным значениям порождающих частот, соответствующих различным осевым нагрузкам на подшипники, рассчитывают зоны, в которых находят» ся информационные частоты, присущие диагностируемым дефектам« По коэффи циентам, с которыми порождающие час тоты входят в выражения для информационных, определяют характер измене ния последних в зависимости от вели чины осевой нагрузки, Затем проводят измерения в поряд ке, аналогичном описанному, и, набл1одая пики спектра в рассчитанных зонах, измеряют значения информационных частот, соответствующие трем зна» чениям величины нагрузки на подшил

46 ник Анализируя величину пиков на этих частотах, оценивают наличие и размер соответствующего д фекта, а йо изменению частоты этих пиков при различных нагрузках определяют, в каком (правом или левом) подшипнике присутствует дефект, Например, отклонение продольного профиля дорожки качения вызывает, В вибрацию с частотами Q>= 9Я + 2Я4 и Q>>qq= 449<

В эти выражения порождающая частота у входит с большим коэффициентом чувствительности, чем Я,, поэтому частота спектральной составляющей, присущей этому дефекту, при нагружении подшипника уменьшается, а при разгружении увеличивается, Таким образом, изобретение позво ляет определить наличие различных дефектов как изготовления, так и сборки роториых систем и разделить информацию о дефектах в каждом из подшипников, Формула изобретения

Способ вибродиагностики подшипников роторных систем, заключающийся в том, что по структурным парамет рам шарикоподшипников и частоте вращения ротора определяют информационные частоты вибрации роторной систе мы, регистрируют спектр вибрации при трех значениях осевой нагрузки, ОЗ242 6 прилОженной к подшчпникам, выявляют изменения спектральных составляющих при этих нагрузках, разделяют спект

5 ральнь е составляюшне между подшипни хами, дефектный подшипник идентифицируют по большему числу отклонений структурных параметров, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности и информа тивиости результатов диагностики, предварительно регистрируют спектр вибрации в рассчитанных полос частот в режиме расширения масштаба шкалы частот анализатора спектра, измеряют по спектру значения порождающих час тот при трех значениях осевой нагруз» ки, по значениям порождающих частот рассчитывают значения информационных

2О частот для раэличньгх комбинаций от клонений структурных параметров под шипников и границы полос спектра, в которых находятся информационные чзстоты, регистрируют спектр вибрации

25 роторной системы в этих полосах и измеряют величину информационных час- тот и при трех значениях осевой на грузки на подшипники разделение спектральных составляк тп х между подшипниками осуществляют, относя сос» тавляющие, частоты которых увеличи ваются или уменьшаются. к более на груженному или менее нагруженному подшипнику в зависимости от коэффи. циентов чувствительности к порождаю щим частотам соответствующих спект» ральных составляющих, 1603212

Составитель:А Сладков

Техред li,l.îðãåíòàë Корректор Л Бескид

Редактор: А,Orap

Заказ 4369 Тирах 439 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35 Раутская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ухгород, ул. Гагарина, 101