Технические условия, 2001. ТУ ВНИПП.048-1-00.Подшипники качения для железнодорожного подвижного состава. Технические условия, 2000. Наименование продукции. Оценка технического состояния локомотивных асинхронных электродвигателей средствами вибродиагностики. Содержание к диссертации. Железнодорожные подшипники буксовые и тяговые для подвижного состава железных дорог. Сертифицированы в трехсистемах: ГОСТ Р. ТУ 37.006.004-80, Согласован. Заготовки для шариков и шарики из полиамидов. 048-1-00, Подшипники качения для железнодорожного. Железнодорожные подшипники буксовые и тяговые для подвижного состава железных дорог сертифицированы в трех системах: ГОСТ Р, на Федеральном железнодорожном транспорте России (РС ФЖТ). 048-1-00 Подшипники качения для железнодорожного по- движного состава. Подшипники шариковые. Укомплектовывается подшипниками кассетного типа по ТУ БРЕНКО 840 — 462869.
Введение. ГЛАВА 1. Локомотивный асинхронный электродвигатель как объект диагностирования 9. Отказы локомотивных тяговых электродвигателей 9. Дефекты подшипниковых узлов локомотивов 1. Методы диагностики подшипниковых узлов 1. Диагностические модели локомотивного асинхронного тягового электродвигателя 3. Цель и задачи исследования 4. ГЛАВА 2. Разработка модели вибровозмущающих сил асинхронного электродвигателя 4. Анализ параметров вибровозмущающих сил как параметров диагностической модели 4. Основные допущения при разработке математической модели вибровозмущающих сил подшипника качения 4. Определение силы ударного воздействия ролика в зоне трещины 4. Конечно- элементная модель подшипника качения АТЭД 5. Динамическая модель подшипникового узла АТЭД 5. Определение жесткости в контакте шариков (роликов) и колец подшипников качения 6. Контактное давление шариков (роликов) 6. Определение изгибных податливостей подшипника АТЭД 6. Математическая модель сепаратора подшипника качения локомотивных АТЭД 7. Оценка адекватности электронной модели 8. Выводы по второй главе 8. ГЛАВА 3. Разработка статистических моделей вибрации как диагностического сигнала 8. Влияние внешних условий на изменение виброакустического сигнала 8. Влияние операций технического обслуживания на виброакустический сигнал 9. Изменение сигнала вибрации асинхронного электродвигателя в процессе эксплуатации 9. Влияние эксплуатационного изменения обобщенных состояний асинхронногоэлектродвигателя на сигнал вибрации 9. Выводы по третьей главе 1. ГЛАВА 4. Экспериментальные исследования и разработка алгоритмов диагностирования 1. Стендовые исследования вибрации подшипниковых узлов локомотивных АТЭД 1. Правила вибродиагностирования асинхронных электродвигателей локомотивов 1. Результаты испытаний подшипниковых узлов АТЭД 1. Разработка алгоритмов вибродиагностики 1. Требования к техническому обеспечению процесса вибродиагностики 1. Выводы по четвертой главе 1. Заключение 1. 20. Список использованной литературы 1. Дефекты подшипниковых узлов локомотивов. Для того чтобы, оценить техническое состояние АТЭД, необходимо выявить характер его дефектов и неисправностей. Неисправности и дефекты локомотивных АТЭД подразделяются на внутренние и наружные . К наружным дефектам и неисправностям локомотивных АТЭД относятся: обрыв одного и нескольких кабелей, ухудшение условий вентиляции и загрязнение вентиляционных каналов, ослабление крепления болтов корпуса и другие . По результатам многочисленных исследований по дефектам и неисправностям локомотивных тяговых электродвигателей можно построить распределение основных неисправностей. К основным неисправностям локомотивных асинхронных тяговых электродвигателей относятся неисправности ротора, неисправности обмотки статора и дефекты подшипникового узла, причем на дефекты подшипникового узла приходится более 5. Конструкционные (на стадиях проектирования и в процессе изготовления); 2. Производственные (определяющие начальное количество объектов диагностирования); 3. Эксплуатационные (отражающие изменение технического состояния в процессе эксплуатации)Поскольку дефекты в подшипниковом узле локомотивных АТЭД по количеству превосходят все остальные, то более детально рассмотрим повреждения, приводящие к отказам именно подшипникового узла, а также способов диагностирования данных повреждений для обнаружения их на ранних этапах развития. Подшипниковые узлы АТЭД работают при неблагоприятных условиях (значительные осевые и радиальные нагрузки, знакопеременные динамические и ударные воздействия, вибрационные нагрузки, воздействия электромагнитных и электростатических полей, высокая частота вращения, неблагоприятные и постоянно изменяющиеся климатические условия и др.) . Инструкции по техническому обслуживанию и ремонту узлов с подшипниками качения . Износ возникает из- за проскальзывания тел качения по кольцу подшипника и значительно возрастает при загрязнении, ухудшении качества смазки, коррозии. Вследствие циклических нагрузок возникает явление усталости металла как на рабочих поверхностях внутреннего и наружного кольца подшипника, так и в сепараторе. Периодические деформации приводят к образованию микротрещин и отслаивания металла. В зависимости от характера возникновения и развития неисправности классифицируются следующим образом . Как показывают статистические данные, на разрушение внутреннего и внешнего кольца приходиться около 6. Данный дефект приводит к появлению дополнительных динамических нагрузок на отдельные элементы АТЭД. Это может привести к появлению других неисправностей. Динамическая модель подшипникового узла АТЭДОсновными источниками возмущений, определяющих вибрацию подшипника качения являются технологические погрешности изготовления и сборки, ударные силы при эксплуатации, зависящие от зазоров, дефектов дорожек качения и элементов подшипников, неуравновешенности вращающихся элементов, сил сопротивления и внешних воздействий . Процесс усталостного разрушения материала условно можно представить состоящим из трех стадий. На первой, инкубационной стадии, происходит накопление усталостных дефектов, связанных с перемещением дислокаций, их концентрацией около препятствий и образование пор. Следующая стадия - образование субмикротрещины, которая появляется в результате разрыхления кристаллической решетки материала. На последней стадии происходит образование микротрещин, их развитие и окончательное разрушение детали . Следует отметить, что среди вибровозмущающих сил механического происхождения имеют особое значение силы, обусловленные неисправностями подшипниковых узлов ТЭД, причем интенсивность источника шума и вибрации зависит от целого ряда факторов, связанных с повреждениями подшипников качения и подшипниковых щитов . В основу разработанной для исследуемых локомотивных АТЭД с короткозамкнутым ротором методики моделирования эксплуатационного износа положена известная гипотеза о том, что надежность элемента или системы в определенных условиях зависит от величины выработанного ресурса и не зависит от того, как он выработан . В связи с этим, в качестве модели эксплуатационного износа, позволяющей осуществить необходимые наблюдения в сравнительно сжатые сроки, принят процесс ускоренных ресурсных испытаний, заключающийся в ускорении воздействующих факторов с учетом сохранения физико- технического механизма старения. Несмотря на значительное число работ . Размеры элементов подшипника приведены в таблице 2. Таблица 2. 1 – Основные параметры исследуемых подшипников. В таблице 2. 2 приведены параметры элементов подшипника, которые использованы при математическом моделировании согласно . При разработке диагностической модели подшипника качения (см. Рисунок 2. 1 – Принципиальная схема подшипника качения. Отсутствует проскальзывание ролика (шарика). Поскольку не существует идеальной прокатки тел качения по поверхности кольца, тела качения имеют различные линейные скорости; центр сепаратора имеет результирующую поступательную скорость: где v. H - скорость наружного кольца подшипника, м/с; v. BH - скорость внутреннего кольца подшипника, м/с. Наружное кольцо считается неподвижным, жестко закрепленным на корпусе, а внутреннее кольцо вращается и жестко закреплено на валу ротора. Поэтому, где Z – количество роликов (шариков), шт. В локомотивных АТЭД одной из основных частот возбуждения вибрации является оборотная (роторная) частота, называемая в дальнейшем частотой вращения ротора, которая определяется выражением: В общем случае вибровозмущающие силы, возникающие в подшипниках качения, являются функциями перемещений и скоростей, поэтому точное решение такого уравнения возможно только в нестационарной постановке . Эти силы возникают вследствие периодического изменения жесткости подшипникового узла. Для более точного анализа динамики подшипникового узла необходимо совместное рассмотрение вибрации всех элементов. Изменение сигнала вибрации асинхронного электродвигателя в процессе эксплуатации. При максимальной частоте вращения внутреннего кольца (ротора) локомотивного АТЭД типа ДАТ- 5. УХЛ8- 1 (2. 22. 5 об/мин), частота вращения сепаратора равна 8. Результаты расчета усилий, приложенных к отдельной перемычке сепаратора, приведены в таблице 2. Спектры огибающей вибрации при дефекте (износ) сепаратора подшипника качения показаны на рисунке 2. Раковины (трещины), сколы на телах качения и сепаратора сопровождаются появлением ударных импульсов, действующих между телом качения и каждой из поверхностей колец. Спектры вибраций при появлении раковины (трещины) сепаратора подшипника качения представлены на рисунке 2. Основная частота ударов происходит при 2fтк. Но так как амплитуды ударных импульсов, действующих между телом качения и каждой из поверхностей, могут отличаться и зависят от угла поворота сепаратора подшипника, в спектре огибающей появляются дополнительные составляющие в окрестностях частоты 2fтк. При износе сепаратора эти составляющие могут иметь случайную модуляцию, результатами которой являются спектры, показанные на рисунке 2. Поэтому применение вибродиагностического слежения за состоянием подшипниковых узлов локомотивных АТЭД является важнейшим элементом повышения безопасности на железнодорожном транспорте, позволяющим выявлять указанные дефекты на самых ранних стадиях их развития. На основе статистического анализа результатов измерений общего уровня вибрации локомотивных АТЭД с короткозамкнутым ротором в условиях нормальной эксплуатации установлено, что изменение величины отклонения общего уровня относительно первоначального в процессе эксплуатации на локомотиве носит случайный характер и приблизительно описывается нормальным законом распределения. Распределение величин самого уровня вибрации при этом имеет несимметричный характер. Графики выборочной функции распределения для отклонений уровня экспериментального и теоретического нормального закона согласно критерию Фишера приведены на рисунке 2.
0 Comments
Leave a Reply. |
AuthorWrite something about yourself. No need to be fancy, just an overview. Archives
December 2016
Categories |