Введение к работе
Актуальность проблемы.
В настоящее время основными методами дефектоскопии колесных пар локомотивов являются ультразвуковой и магнитный. Оба метода основаны на анализе амплитуд сигналов, коррелирующихся с размерами дефектов, но не позволяют определить динамику развития и степень их опасности.
Эти традиционные методы диагностики колесных пар локомотивов все чаще и чаще дополняются акустоэмиссионным методом. Явление акустической эмиссии при деформации колесных пар локомотивов заключается в излучении акустических волн при раскрытии трещин. К моменту начала предлагаемого исследования с высокой теоретической и практической достоверностью надежно установлено наличие акустической эмиссии при деформации колесных пар локомотивов.
Если при ультразвуковой и магнитной дефектоскопии колесных пар локомотивов брак не превышает долей единиц процентов, то при акустоэмиссион-ной дефектоскопии брак достигает 5%. Акустоэмиссионная дефектоскопия на стенде, проводимая в деповских условиях, не позволяет определить дрейф дефекта и время достижения пороговых ограничений и степень их опасности. Малая, но быстро растущая трещина, зачастую оказывается более опасной, чем большой статический дефект.
Динамику образования и развития дефектов под нагрузкой можно отслеживать методами акустической эмиссии, дающими дополнительные возможности по оценке опасности данных трещин. Имеющиеся работы по применению акустоэмиссионных методов на железнодорожном транспорте касаются, например, контроля рельсового пути при прохождении железнодорожных составов по мостам. Кроме того, имеются установки и методы контроля колёсных пар при их изготовлении или ремонте. Значительная часть этих исследований выполнена в России. Известно значительное количество работ по разработке диагностического оборудования, производимого в Германии для анализа вибрации и
деформаций узлов подвижного состава [1], [2], [3]. Но ни один из методов не-разрушающего контроля не позволяет 100 % выявить возникающие дефекты. Соответственно для повышения безопасной эксплуатации промышленных объектов все большее значение приобретает динамический мониторинг на основе применения акустической эмиссии.
Исходя из вышеизложенного, разработка методики построения динамического мониторинга колесных пар локомотивов на основе акустической эмиссии является предельно актуальной.
Цели и задачи исследования.
Целью данной работы является разработка методики построения динамического мониторинга колесных пар локомотивов на основе акустической эмиссии.
В соответствии с этой целью диссертационном исследовании поставлены и решены:
-
Проведен обзор применяемых диагностических акустоэмиссионных комплексов и систем.
-
Изучены технологические аспекты применения акустоэмиссионной диагностики.
-
Разработаны принципы снятия, приема и обработки акустоэмиссионной информации с вращающихся частей подвижного состава - одна из основ динамического мониторинга.
-
Экспериментально установлены места расположения акустоэмиссионных датчиков (раздельный вариант).
-
Предложенный алгоритм идентификации зарождающихся трещин в процессе движения локомотива.
-
Разработана модель и математический расчет определения протяженности зарождающихся трещин.
-
Предложен и обоснован состав системы динамического мониторинга колесных пар локомотив в процессе движения поезда.
Научная новизна диссертации.
Научная новизна диссертации включает в себя:
-
Впервые разработана методика, позволяющая создать систему динамического мониторинга колесных пар локомотивов при их движении на основе акустической эмиссии.
-
Даны принципы получения устойчивой диагностической информации свободной от промышленных шумов и вибрации подшипников колесных пар и редуктора.
-
Разработаны расчеты определения протяженности зарождающихся трещин.
-
Разработана структура динамического комплекса.
-
Предложен вариант дифференцированного датчика, позволяющего организовать съем и обработку информации в процессе движения локомотива.
Практическая значимость работы.
Разработка позволила приступить к созданию уникальной системы аку-стоэмиссионного мониторинга ходовых частей локомотивов в процессе движения железнодорожных составов.
Структура и объем работы.
Научный доклад состоит и четырех глав, заключения списка научных трудов по выполненной теме и списка использованной литературы.
