Способ диагностики сопряженных деталей

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для оценки технического состояния поршневой машины. Данное изобретение направлено на повышение точности оценки технического состояния поршневой машины, снижение трудозатрат. Изобретение заключается в оценке технического состояния поршневой машины по величине зазоров в сопряжениях деталей кривошипно-шатунного механизма путем определения амплитуды и фазы ударных импульсов, возникающих от соударения сопрягаемых деталей при возбуждении в коленчатом вале неработающего двигателя гармонических изгибных колебаний на собственных частотах. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для оценки технического состояния поршневой машины.

Известен способ оценки технического состояния поршневой машины по величине зазоров в сопряжениях кривошипно-шатунного механизма путем определения амплитуды и фазы ударных импульсов, возникающих от соударения сопрягаемых деталей при воздействии на них знакопеременной нагрузки (Авторское свидетельство СССР N 302647, G 01 M 17/00, 1982).

Недостатком этого способа является то, что велика трудоемкость его реализации, так как необходимо применять специальное устройство для создания знакопеременной нагрузки, а также невысокая точность и достоверность контроля, заключающаяся в сложности выделения характеристических частот конкретных сопряжений из общего спектра колебаний.

Изобретение направлено на повышение точности и достоверности контроля оценки технического состояния поршневой машины, снижение трудоемкости.

Решение поставленной задачи достигается тем, что на неработающем двигателе возбуждаются гармонические колебания в коленчатом вале на собственных частотах, форма которых задается уравнением где S, V, U, T - функции Крылова; β_m - корень характеристического уравнения; X - координаты по продольной оси вала; A - постоянный коэффициент, определяемый из граничных условий; l - длина вала; m - 1, 2, 3,...

Сущность способа заключается в следующем. Известно, что при возбуждении колебаний вала от постороннего источника (вибратора) на определенных частотах, в результате наложения возбужденной и отраженной волны на длине вала образуются узлы и пучности. При этом координаты пучностей однозначно определяются частотой возбужденного колебания и определяются решением уравнения формы колебаний коленчатого вала через функции Крылова и корни характеристического уравнения β_m [Л. Ф. Лепендин. Акустика. М.: Высшая школа, 1978, стр. 134].

где S, V, U, T - функции Крылова; β_m - корень характеристического уравнения;
X - координаты по продольной оси вала;
A - постоянный коэффициент, определяемый из граничных условий;
l - длина вала;
m - 1, 2, 3,...

Сопоставляя координаты пучностей и координаты коренных и шатунных шеек, определяют диагностические частоты, локально характеризующие сопряжения коренных и шатунных шеек. Это позволяет осуществлять частотную идентификацию коренных и шатунных подшипников коленчатого вала.

Например, для полной идентификации шатунных и коренных шеек коленчатого вала двигателя КамАЗ-740 достаточно определить формы колебаний для первых пяти мод (частот) фиг. 1, фиг. 2.

На фиг. 1, фиг. 2 видно, что на частоте f₅ можно определить зазор в 1-й коренной шейке, 2-й шатунной шейке, 5-й коренной шейке. На частоте f₄ - в 1-й шатунной шейке, 3-й коренной шейке, 4-й шатунной шейке и т.д.

Формула изобретения

Способ оценки технического состояния поршневой машины по величине зазоров в сопряжениях деталей кривошипно-шатунного механизма путем определения амплитуды и фазы ударных импульсов, возникающих от соударения сопрягаемых деталей при воздействии на них знакопеременной нагрузки, отличающийся тем, что на неработающем двигателе возбуждаются гармонические колебания в коленчатом вале на собственных частотах, форма которых задается уравнением

где S, V, U, T - функции Крылова;
β_m - корень характеристического уравнения;
x - координаты по продольной оси вала;
A - постоянный коэффициент, определяемый из граничных условий;
l - длина вала;
m - 1, 2, 3, ....

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2