Вибродиагностика буксовых узлов локомотивов
Одним из наиболее распространенных методов диагностирования технического состояния буксовых узлов в условиях локомотивного депо является вибродиагностика.
Для измерения параметров вибрации, как правило, используются датчики виброускорения, работающие на пьезоэффекте. В таких датчиках электрический заряд на выходе пропорционален действующей на датчик силе. Лишь в ряде стационарных систем, например на паровых турбинах электростанций, для контроля вибрации крупных машин с подшипниками скольжения используются датчики колебательного смещения. Их встраивают в подшипник (по два датчика на подшипник). Эти датчики позволяют измерять траекторию центра вала в подшипниках (его орбиту) и тем самым непосредственно определять величину износа вкладышей.
Если диагностику состояния подшипника качения проводить по амплитудным параметрам временных вибросигналов, то основное внимание следует уделить, во-первых, количественному значению общего уровня фона вибрации и, во-вторых, соотношению между уровнями фона вибрации и амплитудами пиковых значений во временном вибросигнале.
Рис. 6.2. Этапы развития дефектов подшипника
В самом общем случае состояние подшипника качения, развитие его дефектов за весь период его службы можно разделить на пять этапов (рис. 6.2). На рисунке по вертикали отложен уровень вибрации в мм/с, а по горизонтальной оси — этапы развития дефектов 1, 2, 3, 4, 5. Состояние подшипника определяется двумя ломаными линиями: нижняя 1 соответствует уровню фона вибрации на каждом этапе развития дефектов, верхняя 2 — уровню пиков вибрации.
До начала первого этапа общее техническое состояние подшипника будем считать идеальным. На этом, нулевом, этапе развития дефектов пики вибрации превышают уровень фона незначительно, а сам фон вибрации (в данном случае среднее квадратическое значение виброскорости) значительно меньше нормируемого значения.
Этап 1. Начиная с отметки 1 в подшипнике появляется и начинает развиваться какой-либо дефект, возникают ударные виброимпульсы, растущие по величине. Энергия импульсов затрачивается на «углубление» дефекта, в результате чего происходит еще большее увеличение энергии импульсов. Уровень фона вибрации по своей величине при этом остается неизменным, так как дефект носит локальный характер и на общем состоянии подшипника пока не сказывается. Это этап возникновения дефекта в процессе эксплуатации.
Этап 2. Начиная с отметки 2 ударные импульсы в подшипнике достигают по своей энергии практически максимального значения. Количественное значение максимума энергии импульсов определяется типом подшипника и условиями его эксплуатации. Выделяющаяся в подшипнике энергия импульсов уже столь велика, что ее достаточно для расширения зоны локализации дефекта. На данной стадии остановить дальнейшее развитие дефекта практически невозможно, началось его саморазвитие. Величина пиков вибрации на временном вибросигнале уже практически не растет, но и уровень фона тоже меняется мало. Дефект набирает силу, готовится к решающему нападению.
Этап 3. Это зона перехода подшипника к полной деградации, которая начинается с отметки 3. Зона развития дефекта столь велика, что подшипник начинает терять свое основное назначение — обеспечивать вращение валов с минимальным трением. Возрастают затраты энергии на вращение ротора и как результат увеличивается энергия, выделяющаяся в подшипнике, растет уровень фона. Это уже этап саморазрушения подшипника.
Этап 4 — последний этап развития дефекта, когда он охватил весь подшипник, вернее говоря все то, что осталось от подшипника. Уровень фона вибрации практически сравнялся с уровнем пиков или можно сказать, что вся вибрация состоит из пиков. Работы подшипников в этой зоне следует избегать.
Этап 5 — этап ожидания аварии, чаще всего с большими последствиями.
Все вышеперечисленные этапы ухудшения состояния подшипника свойственны практически всем видам дефектов, имеющих место в любых разновидностях подшипников. В зависимости от ряда эксплуатационных параметров подшипников могут лишь наблюдаться различия в длительности этапов и интенсивности процессов в них, но общая картина развития не меняется.
В табл. 6.7 приведен перечень типовых диагностических признаков дефектов, обнаруживаемых и идентифицируемых при диагностировании подшипников качения по однократным измерениям спектра огибающей вибросигнала. Эти признаки можно использовать для распознавания дефекта в случае, если этот дефект единичен.
Перечень диагностических признаков дефектов подшипников качения
Неоднородный радиальный натяг
Перекос наружного кольца
Износ наружного кольца
Раковины, трещины на наружном кольце
Износ внутреннего кольца
Раковины, трещины на внутреннем кольце
Износ тел качения и сепаратора
Раковины, сколы на телах качения
Нет роста kfBD, рост ВЧ
Дефекты узлов крепления
частота вращения тел качения и сепаратора;
ВЧ и УНЧ — высокочастотная и низкочастотная области спектра вибрации ( 2
Динамический диапазон измеряемых среднеквадратических значений параметров вибрации (программируется):
виброускорения, м/с 2
Уровень собственных шумов при максимальной длине кабелей, не более:
виброускорения, м/с 2
Основная относительная погрешность измерения пара-
метров вибрации на базовой частоте (f= 159,2 Гц), %:
Неравномерность амплитудно-частотной характеристики
(АЧХ) в рабочем диапазоне частот не должно превы-
Максимальное время измерения по каналу, с, не более
Время установления рабочего режима, мин, не более
Процесс диагностирования автоматизирован и управляется с пульта оператора. Вибродиагностирование состоит из следующих операций:
Оценка технического состояния подшипников колесно-моторного блока (КМБ) и зубчатой передачи тягового редуктора осуществляется по пиковым значениям трех параметров (виброускорения, виброскорости и виброперемещения), которые устанавливаются экспериментально для каждого типа подшипника и узла.
При диагностировании определяют количественные характеристики физических величин, используемых в качестве диагностических признаков, и отображают их на экране монитора в виде специального табло, где представлены количественные и качественные характеристики признаков.
Система обеспечивает качественное отображение признаков на цветном мониторе на основе светофорных пиктограмм: зеленый — норма, желтый — требует принятия мер, красный — недопустимо.
Программное обеспечение «КОМПАКС-Экспресс» включает в себя несколько режимов работы:
Взаимодействие оператора с программным обеспечением реализовано в интерактивном (диалоговом) режиме с использованием меню. Каждому из режимов работы программы соответствует свой экран, который разделен на меню (в верхней части экрана) и информационное поле (расположено под меню).
Переход из одного режима (экрана) в другой осуществляется выбором в меню соответствующей опции, для выбора которой необходимо установить (курсор) на соответствующую опцию и нажать клавишу «Enter».
Рис. 6.7. Экран режима «Монитор» вибродиагностической системы
Вибродиагностический комплекс «Вектор-2000» предназначен, как и предыдущие комплексы, для диагностирования узлов КМ Б и является одним из первых вибродиагностических комплексов, которые внедрялись на железнодорожном транспорте.
В качестве сборщика вибросигнала используется виброанализатор СД-21, характеристики которого приведены в табл. 6.10.
Основные характеристики СД-21
2 аналоговых, 1 канал синхронизации
Линейный (2 канала), ЮРакселерометр (2 канала), датчик оборотов (1 канал)
Акселерометр, токоизмерительные клещи, датчики оборотов, микрофон
Виброперемещение, виброскорость, виброускорение, электрическое напряжение и ток
СКЗ, пик, пик-пик (размах), пик-фактор
Полосы для измерения вибрации:
2-1000, 10-1000, 10-2000 Гц
2-200, 3-300, 5-500, 10-5000, 500-2500, 625-1250, 1200-2500, 2500-5000, 5000— 10 000, 10 000-25 000, 17 000-25 000 Гц
Диапазоны измерения СКЗ:
виброускорение, м/с 2
Вибрация измеряется акселерометрами, устанавливаемыми на подшипниковых щитах ТЭД, кожухе редуктора и корпусах букс колесных пар. Частота вращения колесной пары контролируется с помощью фотодатчика ФД-2.
Обработка вибросигнала выполняется с помощью программы DREAM (рис. 6.8). Результаты измерений заносятся в базу данных, после чего выполняются процедуры анализа случайных и гармонических составляющих вибрации, сравнения с эталонами. В резуль-
Рис. 6.8. Окно работы с программой
тате выдается отчет о техническом состоянии диагностируемого узла с перечнем всех найденных дефектов, степени их развития и выдается рекомендация по обслуживанию и ремонту.
Комплекс «Вектор-2000» позволяет контролировать техническое состояние следующих узлов:
На предприятиях железнодорожного транспорта внедрен вибро- диагостический комплекс «СМ-3001-АРМИД» (ООО «ИНКОТЕС», г. Нижний Новгород) на базе переносного сборщика-виброанализатора сигналов СМ-3001 и программного обеспечения АРМИД.
Переносное виброизмерительное устройство СМ-3001 предназначено для измерения, обработки и хранения вибросигналов. Перед проведением диагностических операций в память виброизме- рительного устройства загружают программу сбора информации, соответствующую виду подвижного состава. Программа содержит сведения о номерах единиц подвижного состава и колесных пар, точках установки вибродатчиков, режимах измерений. После вывешивания колесной пары и ее раскрутки до установленной частоты вращения, предусмотренной методикой и инструкцией измерения, записывают вибросигналы по всем контрольным точкам. Анализ выбросигналов выполняется на базовом компьютере с использованием специализированной программы «АРМИД».
В результате анализа параметров вибросигнала рассчитывается значение критерия, по которому оценивается степень развития дефекта. Граничные значения критерия для каждого узла предварительно устанавливаются в результате анализа вибросигналов по нескольким тысячам испытаний. В комплексе «СМ-3001-АРМИД» приняты следующие уровни критериев:
На рис. 6.9 представлен пример отчета по результатам диагностирования комплексом «СМ-3001-АРМИД».
Система вибродиагностики ОСМД-02 внедрена более чем в 150 локомотивных, вагонных и моторвагонных депо. Система обеспечивает:
Рис. 6.9. Отчет по результатам диагностирования
При какой температуре буксовых узлов допускается проводить вибродиагностический контроль буксовых
Скачать умную клавиатуру Очень рекомендуем скачать умную клавиатуру с автоисправлением от Яндекса на свой телефон
С этой клавиатурой вы сможете в 3 раза быстрее вводить текст в поле поиска
Поделится с коллегами:
Какая должна быть температура колесной пары с буксовым узлом при проведении вибродиагностического ко.
Ответ на вопрос находится ниже.
| Ваша справедливая оценка ответа на этот вопрос | |||
|---|---|---|---|
| Какая должна быть температура колесной пары с буксовым узлом при проведении вибродиагностического контроля? СДО |
|---|
| ► Не ниже +15°С |
| ► Не ниже +10°С |
| ► Не ниже +5°С |
Наш онлайн-проект «ПроКонспект» является Вашим индивидуальным интернет-помощником.
По оформлению сайта, рекламе и багам обращайтесь к администратору в группе ВКонтакте
Администрация сайта ПроКонспект.рф
Метрика.Яндекс
Все права защищены.
При какой температуре буксовых узлов допускается проводить вибродиагностический контроль буксовых
В конце прошлого столетия во многих локомотивных депо появилась применяемая в ряде отраслей аппаратура для вибрационной диагностики вращающегося оборудования по вибрации, которую стали использовать для контроля состояния и диагностики подшипниковых узлов КМБ (КРБ). Однако получаемые результаты оказались менее существенными, чем на предприятиях, диагностирующих постоянно работающее технологическое оборудование. Разбираться в причинах недостаточной эффективности диагностических систем поручили разработчикам средств диагностики. Им же предложили рассмотреть возможности создания бортовых систем вибрационной диагностики оборудования локомотивов.
Одним из основных поставщиков систем вибродиагностики в локомотивные депо ОАО «РЖД» является Ассоциация «ВАСТ», предприятия которой специализируются на вопросах глубокой диагностики и долгосрочного прогноза состояния роторного оборудования. Ее специалисты провели исследования по анализу имеющихся ограничений на эффективность эксплуатируемых в локомотивных депо комплексов диагностики подшипников качения. В программу этих исследований вошли следующие работы:
Результаты этих исследований оказались в значительной степени неожиданными и стали причиной существенных изменений в разрабатываемых технических средствах и программном обеспечении для диагностики подвижного состава.
Так, к основным особенностям развития дефектов, требующим внесения изменений в используемые технологии диагностики, относятся:
Таким образом, скорость развития дефектов в подшипниках КМБ (КРБ) может быть существенно выше, той, которая заложена в технологию долгосрочного прогноза состояния подшипников в оборудовании других отраслей промышленности, а также кузовного оборудования локомотивов. Кроме того, в жизненных циклах подшипников качения КМБ (КРБ) из-за большого разброса наработки элементов может отсутствовать цикл бездефектной эксплуатации, следующий за циклом приработки. Но в цикле бездефектной эксплуатации обнаруживаемые признаки дефектов в типовых программах прогноза состояния обычно относятся к группе признаков зарождающихся дефектов и не учитываются при определении гарантированной длительности бездефектной работы подшипника. Поэтому длительность долгосрочного прогноза безаварийной работы КМБ и КРБ по результатам вибрационной диагностики должна быть снижена по сравнению с типовой длительностью прогноза состояния роторного оборудования, работающего в стационарных условиях.
К стендам, на которых при наличии средств измерения и анализа вибрации может производиться диагностика узлов КМБ (КРБ) можно отнести:
Так на стенде с подъемом локомотива на домкратах необходимо выбирать оптимальную для диагностики частоту вращения колесной пары. Дело в том, что достоверная диагностика подшипников качения по вибрации возможна лишь в случае, когда при проведении диагностических измерений в подшипнике действует статическая нагрузка на те зоны поверхностей качения, на которых образуются эксплуатационные дефекты. Нагрузка на поверхности качения подвешенной колесной пары изменяет направление, из-за чего в измеряемом сигнале вибрации могут отсутствовать признаки дефектов наружного кольца подшипника. Для исключения такой ситуации частота вращения колесной пары должна быть достаточно большой, чтобы центробежные силы, действующие на тела качения подшипников, существенно превышали силу их тяжести и выполняли функции статической нагрузки. В то же время частота вращения колесной пары не должна быть слишком высокой, чтобы центробежные силы, действующие на неуравновешенную колесную пару, были существенно ниже ее силы тяжести. Тогда при вращении колесной пары в подшипниках с зазором не будут появляться дополнительные ударные нагрузки, искажающие вибродиагностические признаки ряда дефектов. Как показывают результаты практической диагностики буксовых подшипников на подобных стендах, оптимальная для диагностики скорость вращения колесной пары локомотива находится в диапазоне 240 – 300 об/мин.
На роликовых (катковых) стендах статическая нагрузка на подшипники КМБ (КРБ) оптимальна для их диагностики, но зато в большинстве случаев действуют периодические ударные нагрузки на колесную пару и, соответственно, на диагностируемые узлы КМБ (КРБ). Причинами их действия являются кинематические силы, действующие на контактируемые поверхности колеса и роликов стенда из-за их неравномерного износа. Ударные нагрузки из-за некруглости контактной поверхности эксплуатируемой колесной пары настолько велики, что возбуждаемая ими вибрация подшипников часто существенно превышает подшипниковую вибрацию и не позволяет обнаруживать их дефекты, по крайней мере, на начальной стадии развития. Что касается ударных нагрузок из-за износа роликов стенда, то частота их вращения существенно отличается от частоты вращения элементов подшипника, и при небольшом износе роликов диагностические признаки дефектов подшипников можно выделить на фоне вибрации, возбуждаемой ударными нагрузками с частотой вращения роликов стенда.
Аналогичная ситуация имеет место и при диагностике подшипников КМБ (КРБ) бортовыми системами диагностики, кода ударные нагрузки на подшипники возникают как из-за некруглости поверхности качения колесной пары, так и из-за неровностей рельсового пути, в том числе стыков рельс.
Наконец, похожая ситуация возникает и при диагностике элементов КМБ (КРБ) на стендах ремонтных подразделений, когда вибрация привода, обеспечивающего вращение диагностируемого узла, передается на объект вибрационной диагностики, затрудняя выделение диагностических признаков дефектов. Более того, при малейших нарушениях в проектировании, изготовлении и эксплуатации стенда через механические, электромагнитные или гидродинамические устройства передачи крутящего момента на объект или с объекта на нагрузочные устройства изменяются статические и динамические нагрузки на диагностируемый узел, резко затрудняющие процесс диагностирования. Именно поэтому наиболее удачным решением можно считать вибрационную диагностику подшипников КМБ и КРБ на локомотиве, вывешенном на домкратах и вращающемся от собственного двигателя. На стендах ремонтных подразделений диагностику подшипников колесной пары до сборки КМБ (КРБ) лучше всего проводить в режиме ее свободного выбега. Диагностику подшипников тяговых электродвигателей на стенде лучше всего проводить в режиме холостого хода, без механической связи ротора с колесной парой или нагрузочными устройствами. Следует учесть, что технология вибрационной диагностики должна адаптироваться ко всем перечисленным случаям.
Еще ряд важных особенностей диагностирования КМБ и КРБ под локомотивом был выявлен в процессе проводимых исследований. Первая заключается в необходимости исключить влияние вибрации одного КМБ (КРБ) на диагностические признаки другого, установленного на той же тележке. Простейшим способом решения проблемы является вращение во время проведения диагностических измерений только одного КМБ (КРБ), более сложным – поддержание частот вращения двух блоков в определенном соотношении, под которое адаптируется диагностическая программа. Вторая особенность – необходимость учета относительно низких технологических требований, предъявляемых к качеству функционирования зубчатых зацеплений в КМБ (КРБ) из-за случайного подбора шестерен в состав зубчатых пар и отсутствия требований по вибрации и шуму зацеплений. Поэтому во многих КМБ (КРБ) ударные нагрузки в зацеплении могут быть настолько большими, что возбуждаемая ими вибрация намного превышает вибрацию подшипникового происхождения. В результате без специальной адаптации технологии диагностики и диагностических программ под такую специфику работы КМБ (КРБ) классические решения по диагностике зубчатых передач с подшипниками качения часто оказываются неэффективными. Третья особенность – учет заметных изменений диагностических признаков дефектов подшипников при быстром изменении температуры подшипниковых узлов во время измерений. Такая ситуация возникает в двух основных случаях – когда температура окружающей среды в помещении стенда существенно отличается от температуры локомотива, и когда отсутствует временной интервал между пуском КМБ (КРБ) и началом диагностических измерений. Такой интервал, как показывает практика, должен быть не менее 3-5мин.
ПРОВЕРКА И ПРИЕМКА БУКСОВЫХ УЗЛОВ КОЛЕСНЫХ ПАР
32.1 Осмотреть буксовые узлы колесных пар:
а) трещины на корпусах букс, крепительных и смотровых крышках, корпусах осевых противоюзных датчиков не допускаются;
б) деформация смотровых крышек не допускается;
в) бирки под головками болтов М20 крепления крепительной крышки правой буксы о проведении ремонта колесной пары и ревизии буксы должны быть согласно рис. 31.2.
г) на буксовых узлах колесных пар эксплуатационного парка с заменой цилиндрических подшипников на подшипники кассетного типа должны быть нанесены:
1) на смотровой крышке каждого буксового узла буква «К» высотой 100-150 мм белой краской;
2) на бирке 1 (рис. 31.2), установленной под левым верхним болтом М20 крепительной крышки правого буксового узла, дополнительное клеймо «К» высотой 10 мм и шириной 5 мм.
32.2 Проверить колесные пары с буксовыми узлами на вибродиагностической установке, не зависимо от вида освидетельствования и ремонта, для контроля работы подшипников в габаритах 130х230х150 типа TBU 130 или «Brenco» и в габаритах 130х250х160 типа TBU 130х250.
32.3 Отправить колесную пару на демонтаж буксовых узлов при обнаружении посторонних шумов, вибрации, нагрева буксы или других отрицательных показаний приборов вибродиагностической установки.
32.4 Отправить все подшипники после демонтажа на завод-изготовитель или в сервисный центр.
32.5 Замена подшипников буксовых узлов колесных пар на проверенные и принятые ОТК производится в следующих случаях:
а) после схода вагона с рельсов у колесных пар сошедшей тележки;
б) при ремонте колесной пары со сменой элементов и полной ревизии буксовых узлов;
в) при обнаружении неисправностей в соответствии с п. 23.5;
г) по истечении гарантийного срока эксплуатации по п. 25.1.3.
32.6 Провести осмотр и входной контроль подшипников при их поступлении на вагоноремонтное предприятие согласно п. 29.4.
32.7 Контролировать конечное усилие запрессовки подшипников на ось по показаниям манометра пресса. Время выдержки конечного усилия от момента выключения насосной станции пресса до снятия нагрузки должно обеспечиваться конструкцией пресса.
32.8 Проверить лёгкость вращения подшипника с буксой на оси и наличие осевого зазора в подшипнике после прокручивания его на оси на три-четыре полных оборота:
б) отправить на демонтаж подшипник при наличии посторонних шумов и толчков или в случае отсутствия свободного вращения подшипника.
32.9 Отправить на демонтаж буксовый узел, если повторный монтаж подшипника на ось согласно разделу 30 не обеспечивает лёгкость его вращения.
32.10 Проверку осевого зазора подшипника типа TBU 130 или «Brenco» согласно рис. 25.2 до установки корпуса буксы и подшипника типа TBU 130х250 с корпусом буксы согласно рис. 25.3 до установки смотровой крышки производят в процессе монтажа буксовых узлов в соответствии с пунктом 25.2.5.
32.11 Запрещается эксплуатировать под одним вагоном колесные пары с подшипниками кассетного типа и цилиндрическими роликовыми подшипниками.
32.12 Проверить работоспособность противоюзных электронных модулей или импульсных датчиков после сборки колесных пар или сборки тележек в соответствии с технологическим процессом вагоноремонтного предприятия.
32.13 Установить на каждый принятый буксовый узел пломбу с клеймом условного номера завода (рис. 31.2):
а) обвязать проволокой 0,9-II ГОСТ 3282-74 головки болта М20 крепительной крышки и болта М12 крепления смотровой крышки через отверстия в головках;
б) одеть пломбу 10/6,5 ОСТ 32.68-84 на проволоку;
в) установить клеймо условного номера завода, обжав пломбу пломбиратором.
ОКРАСКА КОЛЕСНЫХ ПАР
33.1. Окрасить колесную пару, принятую ОТК после формирования, ремонта или освидетельствования, ремонта и ревизии буксовых узлов в соответствии с ГОСТ 4835.
33.2 Окраска колесных пар производится в окрасочных камерах с ручным или автоматическим управлением, оснащенных вытяжными и противопожарными устройствами.
33.3 Окрасить колесные пары:
а) без букс, с защитой шеек и предподступичных частей оси от краски;
б) с буксовыми узлами и редуктором в сборе.
33.4 Окраске подлежат элементы колесных пар:
а) средняя часть оси между тормозными дисками;
б) ступицы тормозных дисков (окраска боковых поверхностей венцов дисков запрещена);
в) средняя часть оси между тормозными дисками и цельнокатаными колесами;
Примечание: особенно тщательно необходимо выполнять окраску оси в местах ее соединения со ступицей колеса с внутренней стороны колесной пары.
г) цельнокатаные колеса, за исключением ободьев (окраска ободьев запрещена);
д) предподступичная часть между лабиринтным кольцом буксы и цельнокатаным колесом;
Примечание: тщательно должны быть окрашены места соединения лабиринтного кольца буксы с предподступичной частью оси, а также предподступичная часть между лабиринтным кольцом и колесом во избежание образования коррозионных повреждений.
ж) для редукторных колесных пар – редуктор.
Дата добавления: 2019-02-22 ; просмотров: 1570 ; Мы поможем в написании вашей работы!
