Виброакустическая диагностика горных машин

Статистический анализ в условиях эксплуатации по­зволил определить основные виды отказов машин (в про­центах от общего числа), которые могут быть диагности­рованы виброакустическим методом: породопогрузочные машины (редуктор нагребающих лап - 51 %, гидрообору­дование - 20%, конвейер - 12%, редуктор ходовой части - 10%, электрооборудова- ние - 6,5%; проходческие ком­байны редуктор нагребающих лап - 70,5%, редуктор при­вода насоса - 10,5%, редуктор исполнительного органа -9%, редуктор гусеничного хода - 8,7%); струговые уста­новки (тяговые цепи струга и конвейера - 40%, электро­оборудование 23%, гидрооборудование - 12%, привод струга и конвейера - 12%). В общих непланируемых про­стоях доля отказов подшипников горных машин достигает 30-40%.

В редукторах проходческих комбайнов происходит наибольшее число трудноустранимых отказов. В зубча­тых передачах - это износ, питтинг, излом, скол торцов, трещина; в подшипни ках - износ сепараторов, наружных колец, выкрашивание дорожек качения роликов и наруж­ных колет задиры на посадочных поверхностях, пятна цветов побежалости, изломы, трещины; в корпусах -из­лом посадочных мест опор валов; в валах - износ шлицев.

Основными причинами отказов являются: в зубчатых передачах - концентрация нагрузки на малой площадке контакта зуба из-за погрешностей в изготовлении, сборке

и регулировке, нарушении герметичности ванн, расшире­ние зазоров, увеличение люфтов, приводящих к большим динамическим нагрузкам; в подшипниках - загрязнение, плохое качество или отсутствие смазки, коррозия, высо­кая нагрузка, некачественная сборка, перекосы и др.; по­вышенный износ посадочных поверхностей корпусов, вы­зываемый высокими значениями средних давлений, по­движностью сопряжения, недостаточной твердостью по­садочных поверхностей.

К основным причинам повышенной вибрации в элек­тромашинах относят: неуравновешенность вращающихся частей, несоосность линии вала, некачественную установ­ку машины на фундаменте, двойную жесткость ротора, дефекты в подшипниках и т.п. Электромагнитные вынуж­дающие силы в машинах с электроприводом возникают из-за асимметрии воздушных зазоров, витковых замыка­ний в обмотках роторов и др.

При выбранной совокупности диагностических пара­метров определяются предельные значения сигналов. Для этого измеряются значений всех диагностических сигна­лов при отсутствии в механизме неисправности и при имитации поочередно всех возможных неисправностей.

Совокупность диагностических сигналов дает воз­можность определить техническое состояние машины в рамках заданного перечня неисправностей. Техническое состояние диагностируемых элементов определяется пу­тем сравнения результатов измерения контролируемых параметров с допускаемыми по нормам и определяемыми согласно ремонтной и эксплуатационной документации.

Для поиска скрытых дефектов замеряется уровень виброускорений в информативных точках под нагрузкой. При этом выявляются частоты, на которых уровень виб­роускорений превышает допустимый. Дальнейшие изме­рения производят только на этих частотах, поочередно меняя нагрузку в целях определения приращения уровня виброускорений в информативных точках:

a = (к ₁ – к ₂)(125)

где a - коэффициент относительного приращения уровня ускорения при повышении нагруз­ки; к ₁ и к ₂ - средние уровни виброускорений в полосе частот, где был превышен допускаемый уровень при нагрузке P ₁и Р ₂(определяют­ся как среднее арифметическое из пяти из­мерений), м·с^-2.

Большие значения a свидетельствуют о наличии де­фектов. Дополнительными диагностирующими признака­ми являются характерные шумы на холостом ходу и под нагрузкой. С точки зрения динамической прочности наи­более опасны колебания периодические с ярко выражен­ными отдельными составляющими, являющимися силь­ными диагностическими сигналами.

Для определения диагностических параметров (при­знаков) необходимы экспериментальные исследования вибраций в рабочем и неисправном состояниях. При этом очень многое зависит от виброакустического контроля и ремонтопригодности, т.е. приспособленности машины к предупреждению, обнаружению и устранению дефектов и отказов, что обеспечивается при проектировании, мо­дернизации и путем выбора соответствующих диагности­ческих средств.

Нормы на вибростойкость разрабатываются для пре­дохранения деталей и узлов машины от вибрационных перегрузок, например для большинства электромашин эта величина колеблется от 0,lg (70 дБ) до 1g (90 дБ). Вибрационная напряженности иногда оценивается с по­мощью коэффициента перегрузки - отношения действу­ющего ускорения к ускорению силы тяжести.

Дата добавления: 2014-10-31