Назначение и возможности систем вибрационного мониторинга и диагностики роторного оборудования
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Равномерный абразивный износ (ухудшение состояния контактирующих поверхностей) всегда сопровождается ростом общего уровня спектральных составляющих вибрации практически во всем измеряемом диапазоне частот вибропроцесса. Общее увеличение уровней спектральных компонентов, особенно в высокочастотной области, определяет степень развития износа поверхностей зубьев, что при сильном износе приводит к появлению в спектре широкополосных областей с высоким уровнем шума, которые могут поглощать составляющие основных частот возбуждения. Однако каждая зубчатая пара характеризуется своими частотами возбуждения: частотами вращения роторов, "промежуточными" частотами и зубцовой частотой и их гармониками. Для подчеркивания последних иногда бывает целесообразно использовать синхронное накопление или синхронную гребенчатую фильтрацию.[3]
2.21.2 Выкрашивание зубьев (питтинг) зубчатых колес
Появление локального повреждения в виде ямки выкрашивания (питтинг), одного из наиболее распространенных дефектов, приводит к увеличению деформации зубьев, а точнее росту ее контактной составляющей. В силу этого жесткость зацепления передачи в момент контактирования зуба, имеющего дефект, уменьшается, что происходит раз за оборот вала (fr). Питтинг приводит также к флуктуации давления в упругогидродинамическом контакте в момент контактирования поврежденного зуба, что приводит к увеличению глубины амплитудной модуляции в виброакустическом сигнале. Эти явления вызывают рост амплитуд гармоник оборотной частоты kfr рост амплитуд комбинационных частот mfz nfr. Достаточно часто наблюдается появление и/или существенный рост (флуктуации) амплитуд "промежуточных" частот (fm и fm nfr).
В качестве диагностических признаков питтинга часто используют появление и развитие боковых частотных составляющих mfZ nfr. вокруг зубцовой частоты fZ, или боковых частотных составляющих fm nfr вокруг "промежуточных" частотных составляющих fm, и диагностического параметра их амплитуды в спектре вибрации или, аналогично, частотных составляющих kfr и их амплитуд в спектрах амплитудной огибающей узкополосной вибрации с центральными частотами kfz и fm . [3]
.21.3 Трещины и излом зубьев зубчатых колес
Эти дефекты являются весьма опасными, поскольку разрушение зубьев (скол, поломка) часто приводит к отказу агрегата при попадании продуктов разрушения в зону зацепления или подшипники.
Появление локального повреждения в виде трещины или скола зубьев может приводить к увеличению деформации собственно зубьев и, достаточно редко, деформации ободьев зубчатых колес, как изгибной, так и контактной ее составляющих. Как и в случае питтинга, жесткость зацепления передачи в момент контактирования зуба, имеющего дефект, уменьшается, что происходит раз за оборот вала (fr), а также происходят флуктуации давления в упругогидродинамическом контакте в момент контактирования поврежденного зуба, что приводит к увеличению глубины амплитудной модуляции в виброакустическом сигнале. Эти явления вызывают рост шумового компонента виброакустического сигнала и амплитуд гармоник оборотной частоты kfr, рост амплитуд комбинационных частот mfz nfr и флуктуацию амплитуд резонансных частот (достаточно часто наблюдается появление и/или существенный рост "промежуточных" частот).
Поскольку при появлении трещины или излома зуба жесткость зацепления в момент контакта дефектного зуба резко уменьшается, следующая пара зубьев входит в зацепление преждевременно, и момент входа сопровождается ударом. Амплитуда ударного импульса пропорциональна степени развития дефекта (трещины или излома). Частота заполнения импульса, вероятнее всего, - собственная частота зубчатого элемента. Таким образом, рассматривая форму сигнала передачи с подобным дефектом иногда возможно обнаружить следующие раз за оборот ударные импульсы, подчеркивающиеся при синхронном накоплении. Частоты основных составляющих вибрации при дефектах зубчатых передач.[3]
Таблица 2.10
ЧастотаВид дефекта изготовленияВид дефекта сборкиВид дефекта износаfrДисбалансkfrl и kfr2 к= 1,2 реже 3 и 4 mfz nfr k,n,m=l,2, ...Переменная погрешность шага зацепленияНарушение соосности (перекос валов)kfr к =1,2 ...20 и вышеПовышенный боковой зазор между колесамиfZПостоянная погрешность шага зацепленияkfZ kfr рост шумового компонента mfm nfr; n = 0,1,2, ...Абразивный износkfr mfz nfr mfm nfr (флуктуация амплитуд), п = 0,1,2, ...Выкрашивание зубьевkfr mfz nfr mfm nfr (флуктуация амплитуд), n = 0,1,2, ... рост шумовой компонентыТрещины и/или излом зубьев
2.21.4 Заедание зубчатых колес
При заедании происходит молекулярное соединение контактирующих поверхностей зубьев под действием высокого давления при разрыве масляной пленки. В результате возникает адгезионный износ, происходящий в несколько этапов: начальной фазы и натира (характеризующихся схватыванием и Разрушением локальных участков контактирующих поверхностей зубьев) и прогрессирующего этапа, завершающегося заеданием с пластическими Деформациями (часто имеющего скоротечный экспоненциальный вид).
Заедание зубчатых колес обычно сопровождается изменением амплитуд гармоник зубцовой частоты kfz, ростом амплитуд комбинационных частот mfz nfr, флуктуациями амплитуд "промежуточных" частот, расширением полосы спектральных компонентов kfz и нерегулярными выбросами во временном сигнале. Важно, что вышеперечисленные признаки, присущие и другим дефектам, крайне Усложняют пр