Способ определения дефектов в деталях машин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0ц 576526

Союз Советских

Социалистических

Ресвублик

+ 4

1 Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.07.75 (21) 2159525/25-28 с присоединением заявки № (51) М. Кл, G 01N 3/56 (53) УДК 620.178.53 (088.8) (43) Опубликовано 15.10.77. Бюллетень № 38 (45) Дата опубликования описания 15.11.77 оо делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

T. Д. Басишвили, А. М. Тарасов, Ю. Д. Красников и В. C. Ямщиков

Государственный научно-исследовательский институт горнохимического сырья (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В ДЕТАЛЯХ

МАШИН

ГосУдаРстеенный kDMHTBT (23) Приоритет

Совета Министров СССР

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во многих отраслях промышленности для виброакустического контроля технического состояния машин и механизмов в процессе их эксплуатации.

Известен спосо:"; определения дефектов в подшипниках качения, основанный на принципе регистрации их вибрации, заключающийся в том, что фиксируют амплитудный спектр исследуемых подшипников, устанавливают их в изделие, создают дополнительную вирбационную осевую нагрузку, прирабатывают подшипники при этои нагрузке, регистрируют вибрационный спектр собранного изделия и при появлении гармонически.; составляющих с частотами, кратными удвоенной частоте вращения тел качения подшипников, судят о наличии дефектов подшипников (1).

Однако известный способ трудно осуществлять из-за необходимости предварительной регистрации спектра исследуемого подшипника, установки его в изделие и создания дополнительной осевой нагрузки. Это не позволяет использовать способ непосредственно в производственных условиях эксплуатации машин при их технической диагностике и ограничивает область его применения. Известный способ может быть применен только для опрсделения дефектов в подшипниках качения и нс дает возможности судить о степени пх поврежденияя.

Известен также способ, который по своей технической сущности является наиболее

5 близким к изобретению, основанный на принципе регистрации вибрации деталей машин, заключающийся в том, что фиксируют величину максимального пикового значения внбросигнала и сдвиг его частоты (2).

l0 Особенностью известного способа является создание вибрации в исследуемой детали с заранее установленной резонансной частотой.

При этом сдвиг частоты устанавливают только в момент достижения заранее заданного

15 критического значения и в сторону более низких частот. По этому признаку определяют, что в испытываемой детали появился дефект.

Однако известный способ может быть применен только для испытания деталей в фор20 ме тонких пластин и только в лабораторных условиях, так как для этого необходимо спсциальное устройство возбуждения в испытываемых деталях колебаний с заданной резонансной частотой и помещение деталей в спс25 циальные условия (вакуум, высокая темпсратура и т. д.). Кроме того, известный способ нс позволяет оценить степень износа деталей, так как с его помощью можно зафиксировать только момент разрушения детали, поэтому

30 он не может быть применен для виброакустп576526

Зо ческой диагностики технического состояния машин.

Цель изобретения — расширение номенклатуры деталей и оценка степени их износа.

Для этого по предлагаемому способу фиксируют величину максимального пикового значения вибросигнала во время эксплуатации деталей в работающем механизме, определяют момент появления металла в смазке исследуемых деталей, в который измеряют значение частоты максимума вибросигнала и запоминают его, в течение последующего времени измерения определяют величину сдвига частоты максимального пикового значения вибросигнала в сторону более высоких частот от первоначального значения и, сравнивая этот сдвиг с запомненным ранее значением частоты, судят о дефектах и степени износа деталей машин.

kIa чертеже изображен график зависимости частоты максимального пикового значения вибросигнала (ось ординат) от концентрации металлических включений в смазке деталей и изменения вязкости смазки (ось абсцисс).

Способ осуществляют следующим образом.

Фиксируют вибрацию в одной из точек ее распространения от исследуемой детали (например на внешней обойме подшипника при контроле деталей редуктора). Определяют максимальное пиковое значение вибросигнала, которое проявляется на частоте собственных колебаний деталей плюс изменения, вносимые внешними воздействиями на вибросигнал, например затуханием окружающей среды. Значение резонансной частоты детали можно оценить по формуле

2 "о оо—

< — 29 где а,— резонансная частота ускорения; жо — частота собственных колебаний; б — постоянная затухания.

С увеличением величины постоянной затухания 6 резонансная частота ускорения вибрации увеличивается. Так как появление металлических включений в смазке деталей, увеличивая ее вязкость, пропорционально увеличивает величину постоянной затухания 6, то при этом происходит сдвиг частоты максимального пикового значения вибросигнала в сторойу более высоких частот. Величина этого сдвига характеризует количество металлических включений в смазке исследуемых деталей и, следовательно степень износа контролируемых деталей, Учитывая эти закономерности, определяют момент появления металлических включений в смазке исследуемых деталей, в который измеряют частоту максимального пикового значения вибросигнала и

60 запоминают ее значение. Далее постоянно измеряют сдвиг этой частоты относительно первоначального значения по мере появления металлических включений в смазке деталей, По величине сдвига частоты максимума вибросигнала судят о степени износа деталей машин.

Для количественной оценки степени износа деталей машин предварительно определяют критическую величину сдвига частоты юнр максимального пикового значения вибросигнала и строят тарировочный график для данного вида деталей и условий их эксплуатации.

Находят критические значения концентрации а» металла в смазке и вязкости данного смазочного материала по ГОСТУ. Далее, используя тарировочный график непосредственно в условиях эксплуатации машин при проведении виброакустической диагностики, определяют количество дефектов и степень износа деталей машин, сравнивая текущие значения изменения частоты с тарировочной кривой.

Таким образом, используя закономерность влияния металлических включений в смазке деталей на частоту максимального пикового значения их вибросигнала, определяют по сдвигу частоты в сторону более высоких частот дефекты и степень износа деталей.

Формула изобретения

Способ определения дефектов в деталях машин, основанный на принципе регистрации их вибрации, заключающийся в том, что фиксируют величину максимального пикового значения вибросигнала и сдвиг его частоты, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения номенклатуры деталей и оценки степени их износа, фискируют величину максимального пикового значения вибросигнала во время эксплуатации деталей в работающем механизме, определяют момент появления металла в смазке исследуемых деталей, в который измеряют значение частоты максимума вибросигнала и запоминают его, в течение последующего времени измерения определяют величину сдвига частоты максимального пикового значения вибросигнала в сторону более высоких частот от первоначального значения и, сравнивая этот сдвиг с запомненным ранее значением частоты, судят о дефектах и степени износа деталей машин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 360579, кл.

G 01N 13/04, 1972.

2. The Review of scientific instruments «Flexural Fatigue Machine for High Temperature

Operation at Resonance in Vacuum», volume 37, number 3, р. 311 — 315, 1966.

Юязлocms мосла

2„у Ф(лз

Составитель Н. Коновалова

Техред Н. Рыбкина

Редактор О. Торгашева

Корректор Е. Хмелева

Подписное

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 2925/3 Изд. ¹ 906 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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