Нормы диагностических параметров для оценки категории ТС подшипников качения
Таблица 10
Рациональный выбор диагностических параметров, чувствительных к изменению ТС машин и механизмов, в значительной мере определяет успех диагностирования. Предпочтительны диагностические параметры, которые позволяют обнаружить дефекты на возможно ранних стадиях их развития, а также обеспечивающие требуемое качество диагноза, не усложняя его процедуры и не увеличивая стоимость средств диагностирования.
Ниже рассматривается физическая сущность диагностических параметров, их информативность. 90. Физическая сущность фонового значения и максимального значения ударных импульсов . Фоновое значение ударных импульсов воспринимается на слух как непрерывный звуковой фон и возникает от соударения шариков (роликов) о беговую дорожку. В результате большой частоты импульсов сигналы на слух не воспринимаются (прибор SPM-43A). Для каждого нового подшипника примерно равно значению , то есть уровню фонового значения идеального подшипника, работающего в идеальных условиях. Однако в реальных условиях даже в новых подшипниках имеются некоторые дефекты поверхности тел качения, что приводит к появлению отдельных импульсов, воспринимаемых на слух, максимальный уровень которых обозначается как . В процессе развития деградационных процессов значения и увеличиваются (см. рис.23). Так, по увеличению можно судить как об увеличении шероховатости контактирующих между собой поверхностей ТС подшипника, так и о качестве смазки (плохих условиях эксплуатации). Увеличение будет характеризовать развитие дефекта отдельных тел качения, местных дефектов дорожек качения, либо попадание в смазку инородных твердых частиц. На рис.23 приведен характер изменения диагностических параметров и в процессе нормального старения подшипника качения, которого не может избежать ни один подшипник. При этом имеется в виду, что условия его эксплуатации сохранялись удовлетворительными. Значения и представляют собой нормированные значения ударных импульсов, определяемые как разность между абсолютным значением сигнала и собственным фоном нового подшипника (исходной характеристикой) .
91. Характер изменения параметров и в процессе эксплуатации подшипника. На первом этапе функционирования подшипника (см. схему А на рис.23) имеет место плавный прирост параметров и , что соответствует приработке деталей подшипника. Далее отмечаются относительно стабильные показания, если не изменяются условия эксплуатации. Впоследствии наступает период возможного быстрого разрушения (см. схемы В и С на рис.23). В этом случае обеспечение хорошей смазкой не может привести к снижению , так как шероховатость поверхностей значительно увеличивается. Интенсивно развиваются дефекты отдельных тел качения и беговой дорожки (уровень ).
Рис.25. Типичные значения и характер ударных импульсов при различном ТС и условиях эксплуатации подшипниковых узлов
На схеме 1 представлен характер ударных импульсов, исходящих от подшипника с хорошими диагностическими показателями: уровень собственного фона у него меньше 10 дБ, а максимальный уровень меньше 20 дБ. Поэтому производить глубокую оценку этих замеров не имеет смысла. Если и есть небольшие помехи, то они не вносят существенной погрешности в результаты замеров. На схеме 2 представлен характер импульсов, исходящих от подшипника с дефектом: небольшое увеличение и значительное увеличение , разность ( - ) более 10-15 дБ. Причиной этого может служить загрязненная смазка в подшипнике. В данном случае значение может уменьшиться и установиться на более низком уровне после того, как будет произведена замена смазки подшипника. Характер импульсов, представленный на схеме 3 со значением около 20 дБ, а максимальные значения только слегка его превышают, показывает либо плохие условия его смазки, либо плохо проведенный монтаж. Если подшипник плохо смонтирован, то вновь проведенная смазка не оказывает су щественного влияния на величину ударных импульсов. На схеме 4 представлен случай со значительным увеличением и слегка превышающими его максимальными значениями . Это может означать, что подшипник работает с предельным сухим трением и значения и могут снизиться, как только будет проведена смазка, если к этому времени не сильно развились деградационные процессы в подшипнике. Подобный характер ударных импульсов может иметь место при наводке сигнала от кавитации в насосах. Схема 5 показывает ритмичный характер пиковых значений . Периодические выплески обычно относятся к числу оборотов вала в минуту и могут вызываться задирами между валом и корпусом подшипника или между валом и уплотнением. Периодические всплески, показанные на схеме 6 могут вызываться нагрузочными ударами от давления, ударами разрушенных зубьев шестерен редуктора или другими механическими ударами в работающем агрегате. В таких случаях характер импульсов часто соответствует характеру рабочего цикла агрегата и при проведении замеров у разных подшипников агрегата на каждом из них он проявляется одинаково. Треснувшее кольцо или глубокая трещина на наружной беговой дорожке могут также вызывать подобные периодические пики. Диагностические параметры и являются основными, они дают большую информацию как о ТС подшипника, так и его условиях эксплуатации.
93. Физическая сущность снижения фонового значения ударных импульсов . Если повышение значения согласуется с физической точки зрения с развитием деградационных процессов в подшипнике то снижение требует дополнительных разъяснений. Как указывалось, значение обычно определяется по нормированной шкале, т. е. за нулевую отметку принимается фоновое значение нового подшипника . Увеличение в процессе работы подшипника естественно, однако иногда имеет место снижение этого показателя даже до отрицательного значения. Последнее обстоятельство имеет следующий смысл. Абсолютное значение фонового уровня оказывается меньше фонового значения идеального подшипника . При наличии вибрации и ослабления посадки подшипника имело место снижение . Характерно, что указанные факторы одновременно с уменьшением приводили к увеличению . Качественным объяснением указанному может быть следующее. Ослабление посадки подшипника, расцентровка в описываемых примерах, а также другие факторы, приводящие к дисбалансу, способствуют развитию вибрации ротора на основной частоте. При этом увеличивается динамическая нагрузка на подшипник. Цапфа в пределах радиального зазора подшипника или в зазоре в корпусе крепления подшипника осуществляет колебательные движения с ударами о корпус с частотой, равной частоте вращения ротора. Когда динамическая составляющая нагрузки больше статической, цапфа обкатывается по наружному кольцу подшипника, прижимаясь к последнему. При этом такое «прижатие» снижает амплитуду колебаний («подпрыгиваний») кольца подшипника на каждом шарике (ролике), что в свою очередь снижает скорость удара, т. е. фоновое значение . С другой стороны, «подпрыгивание» на отдельных шариках или дефектах беговой дорожки происходит более жестко, т. е. приводит к увеличению импульса удара . Можно видеть некоторую аналогию сказанному при движении пустых и перегруженных вагонов по рельсам, когда на стыках рельсов груженые вагоны производят более жесткие удары. Если повышение на подшипнике может в первую очередь восприниматься, как естественное изменение в силу деградационных процессов, то снижение следует воспринимать как ухудшение условий эксплуатации подшипника.
|