Способ диагностирования зубчатых пар в механизме

 

Изобретение может быть использовано при диагностировании механизмов, например зубчатых редукторов, и определении технического состояния контактирующих поверхностей каждой зубчатой пары колес. Целью изобретения является повышение точности диагностирования зубчатых пар путем обеспечения возможности определения технического состояния рабочих поверхностей каждой пары зацепляющихся зубьев. При диагностировании прикладывают постоянный тормозной момент к ведомому валу 4, диагностируют пары 5, 6, а к ведущему валу 3 - основной крутящий момент, затем обратный ему дополнительный крутящий момент. Измеряют амплитуды каждого из крутящих моментов на зубцовой частоте при постоянной скорости вращения ведущего вала и по их разности для каждых двух Зацепляющихся зубьев судят о качестве контактирующих поверхностей. 4 ил. о «

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК, Я0„„168814 (51)5 G 01 М 13 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 442?399/28 (22) 16.05.88 (46) 30.10.91. Бюл. № 40 . (71) Красноярский сельскохозяйственный институт (72) С. С. Дмитриченко, В. Л. Пахаруков и Л. Б. Семерков (53) 621.833(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 954837, кл. G 01 М 13/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1037112,кл. G 01 М 13/02, 1979. (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

ЗУБЧАТЫХ ПАР В МЕХАНИЗМЕ (57) Изобретение может быть использовано при диагностировании механизмов, например зубчатых редукторов, и определении технического состояния контактирующих поверхностей каждой зубчатой пары колес.

Целью изобретения является повышение точности диагностирования зубчатых пар путем обеспечения возможности определения технического состояния рабочих поверхностей каждой пары зацепляющихся зубьев.

При диагностировании прикладывают постоянный тормозной момент к ведомому валу 4, диагностируют пары 5, 6, а к ведущему валу 3 — основной крутящий момент, затем обратный ему дополнительный крутящий момент. Измеряют амплитуды каждого из крутящих моментов на зубцовой частоте при постоянной скорости вращения ведущего вала и по их разности для каждых двух

Мацепляющихся зубьев судят о качестве контактирующих поверхностей. 4 ил.

:!688140

Ампл итуда ведущего момента на зубцовой частоте, о от его среднего значения

Направление вращения тепень поврежения зубьев шестерен питингом, о

Прямое

Реверсивное

19

4,7

Таблица 2

Направление вращения

Среднеквадратическо отклонение ведущего момента, Н. м.

Средняя степень поврежден ия зубьев шестерен питтингом, Прямое

Реверсивное

52,6

10,4

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и1 может быть использовано при диагностировании механизмов, например зубчатых редукторов, и определении технического состояния контактирующих поверхностей каждой зубчатой пары колес.

Целью изобретения является повышение точности диагностирования зубчатых пар путем обеспечения возможности определения технического состояния рабочих поверхностей каждой пары зацепляющихся зубьев.

На фиг. 1 и 2 изображена схема установки для нагружения диагностируемой пары соответственно основным и дополнительным крутящими моментами; на фиг. 3 и 4 — схема взаимодействия контактирующих поверхностей зубчатой пары при нагружении соответственно основным и дополнительным крутящим моментами.

Установка для реализации способа содержит привод 1, наприме1 синхронный электродвигатель, и нагружатель 2, напри-Мер гистерезисную электромагнитную муфт)7, кинематически соединяемые соответственно с ведущим 3 и ведомым 4 валами диагностируемой зубчатой пары колес 5 и 6. Колесо 6 имеет больший диаметр. Датчики момента (не показаны) (например, тензометрические) устанавливаются на ведущем 3 и веE,омом 4 валах, их выходы подключены к регистрирующему устройству («e показано), например осциллографу. Зубья 7 и 8 соответственно колес 5 и 6 имеют изношенные 9 и неизношенные 10 рабочие поверхности.

Способ диагностирования реализуют следующим образом.

Прикладывают к ведущему 3 и ведомому 4 валам диагностируемой пары колес 5 и 6 основной крутящий и постоянный тормозной моменты путем включения привода 1 и нагружателя 2. В этом случае при вращении, например, в основном направлении колес 5 и 6 их зубья 7 и 8 взаимодействуют изношенными рабочими поверхностями 9.

Устанавливают постоянную скорость вращения ведущего вала 3, величину которой выбирают по зависимости

f 60 и— 5 где f, — зубцовая частота зубчатой пары колес 5 и 6, величина которой выбирается меньше низшей собственной частоты крутильных колебаний механизма; гз — число зубьев колеса 5, установленного на ведущем валу 3.

При помощи датчиков момента и осцилпографа регистрируют величины моментов на валу 3 — ведущего крутящего М„ и на валу 4 — тормозного (сопротивления М„„,) и определяют амплитуды ведущего моменти — М„л на зубцовой частоте — j, дл.я каждых двух зацепляющихся зубьев 7 и 8

Ф течение одного оборота ведомого вала 4 с зубчатым колесом 6 большего диаметра.

8 этом случае амплитуды ведущего момента характеризуют кииематическую погрешность изношенных поверхностей 9 зубчатой пары колес 5 и 6.

Снимают основной крутящий момент с вала 3 и прикладывают дополнительный крутящий момент, противоположно направленный основному, путем реверсивного переключения привода 1. В этом случае при вращении колес 5 и 6 их зубья 7 и 8 взаимодействуют неизно шенным и рабочими поверхностями 10. Аналогично вышеуказанному при реверсивном вращении измеряется и регистрируется величина ведущего крутящего момента М „д и момента сопротивления

М,,„„последний из которых должен быть равен по величине М„„, и определяются амплитуды ведущего момента на зубцовой частоте — („ которые характеризуют кинематические погрешности изготовления зубьев 7 и 8 зубчатой пары колес 5 и 6.

По разности амплитуд основного и дополнительного ведущих крутящих моментов, являющейся параметром диагностирования и измеренной для каждых двух зацепляющихся зубьев за период времени, соответствующий полному обороту колеса 6 большего диаметра, определяют изменение кинематической погрешности и, следовательно, степень повреждения контактирующих поверхностей зубьев 7 и 8 зубчатой пары колес 5 и 6.

Величина среднеквадратического отклонения ведущего момента от его среднего значения характеризует среднюю степень повреждения зубьев 7 и 8 зубчатой пары колес 5 и 6 и ее диагностическое воздействие на механизм в целом.

Пример. Диагностировалась зубчатая пара колес, число зубьев одного колеса zI=

=18, а другого — zp=44, модуль 6 из коробки передач трактора К-701.

Результаты диагностирования приведены в табл. 1 и 2.

Таблица !

Из результатов измерений следует, что при прямом вращении колес, когда взаимодействуют поврежденные поверхности зубь-

1688140 ев, амплитуда ведущего момента на зубцовой частоте значительно выше, чем при реверсивном. Разность амплитуд ведущего момента, которая для данного случая составляет 143% от средней величины веду- 5 щего момента, отражает рост кинематической погрешности передачи для уровня повреждения зубьев колес питтингом, равного

Я1 об

Среднеквадратическое отклонение веду- 1О щего момента за время оборота тихоходного колеса отражает среднее значение кинематической погрешности зубчатой пары при прямом и реверсивном вращении колес, по которому также можно судить о влиянии зубчатой пары на динамическую нагруженность передачи в целом. По разности среднеквадратических отклонений ведущего момента при прямом и реверсивном вращении колес. можно определить среднюю степень повреждения зубьев колес и оценить рост 20 динамической нагруженности передачи от воздействия поврежденной зубчатой пары.

Формула изобретения

Способ диагностирования зубчатых пар в механизме, заключающийся в том, что прикладывают к ведущему и ведомому валам диагностируемой пары соответственно крутящий и постоянный тормозной моменты и определяют параметр диагностирования, по которому судят о качестве диагностируемой пары, отличающийся тем, что, с целью повышения точности диагностирования, измеряют величины амплитуд крутящего момента и снимают последний, прикладывают к ведущему валу противоположно направленный основному дополнительный крутящий момент и измеряют величины амплитуд последнего, измерение амплитуд основного и дополнительного крутящих моментов осуществляют на зубцовой частоте зубчатой пары при постоянной скорости вращения ведущего вала, величину которой выбирают по зависимости и ((,. 60)/г, где, — зубцовая частота зубчатой пары, величина которой выбрана меньше установленной низшей собственной частоты крутильных колебаний механизма; — число зубьев колеса ведущего вала, а за параметр диагностирования принимают разность амплитуд основного и дополнительного крутящих моментов, измеренных для каждых двух зацепляющихся зубьев диагностируемой пары в течение одного оборота вала с зубчатым колесом большего диаметра.

16833340

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Редактор А. Лежнина

Заказ 3704

Составитель Ю. Краснова

Техред А. Кравчук Корректор М. Самборская

Тира ж Подписное