Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса. цель и задачи исследования... 10
1.1 Основные конструктивные особенности трансмиссий автогрейдеров... 10
1.2 Дефекты карданных передач автогрейдеров 14
1.3 Существующие вибрационные методы оценки технического состояния карданных передач 15
Выводы 34
2 Аналитическое исследование работы дефектной карданной передачи 36
2.1 Обоснование принятой расчетной схемы дефектной карданной передачи 36
2.2 Математическая модель дефектной карданной передачи 39
2.3 Обоснование выбора диагностического признака 58
2.4 Анализ влияния характеристик дефектной карданной передачи на значение диагностического признака 64
Выводы 68
3 Экспериментальные исследования карданных передач автогрейдеров 70
3.1 Цели и задачи экспериментальных исследований 70
3.2 Метрологическое обеспечение экспериментальных исследований ... 71
3.3 Методики экспериментальных исследований 74
3.3.1 Методика лабораторных исследований 75
3.3.2 Методика полевых исследований 80
3.4 Результаты экспериментальных исследований и их анализ 83
3.4.1 Результаты и анализ лабораторных исследований 83
3.4.2 Результаты и анализ полевых исследований 97
Выводы 107
4 Оценка технического состояния валов карданных передач 108
4.1 Взаимосвязь эксгагуатационных дефектов валов карданных передач с параметрами вибрационных процессов 108
4.2 Методика проведения оценки технического состояния валов карданных передач
Выводы 116
Основные выводы 117
Список использованных источников 119
Приложения 133
- Дефекты карданных передач автогрейдеров
- Математическая модель дефектной карданной передачи
- Метрологическое обеспечение экспериментальных исследований
- Методика проведения оценки технического состояния валов карданных передач
Введение к работе
Эксплуатация автогрейдеров сопровождается высокими затратами на поддержание их в работоспособном состоянии. Работоспособность машин обеспечивается выполнением работ, принятых в нашей стране и рекомендуемых производителями техники, предусмотренных планово-предупредительной системой технического обслуживания и ремонта (ТО и Р). Недостатками этой системы ТО и Р являются преждевременные замены не выработавших ресурс агрегатов и узлов, а также невозможность предотвратить аварийные отказы, что приводит к значительному увеличению трудовых и материальных затрат.
Одним из путей повышения эксплуатационной надежности машин является применение технической диагностики [40, 41, 83, 119].
Внедрение технического диагностирования в систему ТО и Р, благодаря состоянию плановых работ с работами по потребности, необходимость которых определяется в результате диагностирования, обеспечит значительную экономию средств на содержание машин за счет сокращения их простоев в обслуживании и ремонте, уменьшение расхода запасных частей и эксплуатационных материалов вследствие выполнения действительно нужных регулировочных и ремонтных операций [40, 41, 63, 84, 102, 143].
Процесс диагностирования состоит из измерения параметров технического состояния объекта, анализа полученных результатов и постановки диагноза.
В настоящее время новым перспективным направлением развития технического диагностирования является вибродиагностика, которая базируется на основных положениях вибрационной динамики машин [7, 11, 41, 66, 93, 95, 111, 130, 131]. Вибрационное диагностирование обеспечивает оценку технического состояния узлов и агрегатов без их разборки, что является немаловажным фактором при выявлении неисправностей в эксплуатационных условиях. Вибродиагностика изучает закономерности возникновения и трансформации вибрационных процессов в элементах машин и связь их параметров с параметрами технического состояния кинематических пар. Главной целью этого направления является определение технического состояния по косвенным признакам. В настоящее время вибродиагностика применяется на заводах-изготовителях для контроля качества готовых изделий [7,41,42, 66, 99,102, 110, 142].
Вибрационные методы диагностирования технического состояния машин широко используются в таких высокотехнологичных отраслях, как авиа- и судостроение, транспортное машиностроение и др. В отрасли строительного и дорожного машиностроения известны единичные случаи применения вибрационных методов для диагностики отдельных механизмов [8,33, 68,100,103,112,137,138].
Значительный вклад в проблему изучения процессов формирования и распространения быстропеременных колебательных процессов внесли учёные России и Зарубежья: И.И. Артоболевский, Ю.И. Бобровницкий, И.И. Боголе-пов, Д.П. Волков, М.Д. Генкин, Н.И. Иванов, Б.В. Павлов, А.И. Петрусевич, А.Г. Соколова, Ю.Ф. Устинов, Р.А. Коллакот, 3. Энжел, и др.
В современных автогрейдерах используются унифицированные силовые установки, механические и гидромеханические коробки перемены передач и другие агрегаты, узлы и механизмы, соединенные между собой карданными передачами, которые непосредственно воспринимают высокие динамические нагрузки и работают в тяжелых условиях неблагоприятных воздействий внешней среды [51, 54, 61, 86, 114]. Вибрация, вызываемая дефектными карданными передачами, относится к числу вредных факторов, которые отрицательно влияют на оператора, управляющего машиной, но эти вибрационные процессы несут в себе информацию о дефектах, их возбуждающих. Выявление взаимосвязей параметров колебаний конструкций машины с параметрами возмущающих сил, вызванных эксплуатационными дефектами карданных передач, позволит проводить прогнозирование характеристик возникающих при этом вибрацион ных процессов и диагностирование технического состояния элементов трансмиссий автогрейдеров.
Для прогнозирования вибрационных характеристик автогрейдеров и оценки технического состояния элементов их трансмиссий необходимо знать взаимосвязь параметров колебаний конструкций машины с параметрами возмущающих сил, вызываемых эксплуатационными дефектами карданных передач. Выявление взаимосвязей параметров колебаний конструкций машины с параметрами возмущающих сил, вызванных эксплуатационными дефектами карданных передач, позволит проводить прогнозирование характеристик возникающих при этом вибрационных процессов и оценку технического состояния элементов трансмиссий автогрейдеров.
Поэтому вопросы, связанные с разработкой метода оценки технического состояния валов карданных передач, позволяющего уменьшить трудоемкость обслуживания и ремонта, а также повысить надежность и безопасность автогрейдеров, являются актуальными и своевременными.
В качестве объекта исследований выбраны валы карданных передач одной из самых массовых и распространённых машин, используемых при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог и городских магистралей - автогрейдеров, которые в силу своей универсальности работают в широком диапазоне скоростей и нагрузок.
Целью работы является повышение эффективности технической эксплуатации автогрейдеров на основе использования более совершенных вибрационных методов оценки технического состояния валов карданных передач.
В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи исследования: разработка математической модели дефектной карданной передачи; определение взаимосвязи инерционных, жесткостных и геометрических характеристик карданной передачи и параметров эксплуатационных дефектов с характеристиками вибрации опор карданной передачи; анализ результатов ана литических исследований; выбор и обоснование диагностического признака для диагностирования карданной передачи; разработка методик и проведение лабораторных и полевых исследований; сравнительный анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований; разработка методики практического использования вибрационного метода оценки технического состояния валов карданных передач автогрейдеров.
Научной новизной в диссертационной работе являются:
— разработанная математическая модель дефектной карданной передачи, позволяющая рассчитывать параметры вибрации опор с учетом инерционных, жесткостных и геометрических характеристик вала карданной передачи и параметров эксплуатационных дефектов;
— установленные закономерности изменения характеристик вибрации опор карданной передачи от ее технического состояния и режима работы;
— полученные результаты экспериментальных исследований, устанавливающие взаимосвязь изгибной жесткости вала карданной передачи от величины износа шлицевого соединения;
— полученные результаты экспериментальных исследований закономерности изменения характеристик вибрации опор от параметров эксплуатационных дефектов;
— обоснованная методика проведения оценки технического состояния валов карданных передач автогрейдеров.
На защиту выносятся:
— разработанная математическая модель дефектной карданной передачи, позволяющая определять характеристики вибрационных процессов в ее опорах;
— установленные закономерности изменения характеристик вибрации опор от параметров карданной передачи и параметров эксплуатационных дефектов; — методика расчета характеристик диагностического признака для различных значений технического состояния, режима работы и параметров карданной передачи;
— результаты экспериментальных исследований закономерности изменения характеристик вибрации опор от параметров эксплуатационных дефектов;
— обоснованная методика проведения оценки технического состояния валов карданной передачи.
Достоверность результатов обусловлена использованием классических законов механики, современных методов вибрационной динамики машин и подтверждена сравнительным анализом результатов теоретических и экспериментальных исследований, проведенных с помощью поверенной цифровой аппаратуры, и применением вероятностно-статистических методов при оценке опытных и расчетных данных.
Практическая значимость. Разработанные математическая модель вибрационных процессов и метод оценки технического состояния валов карданных передач могут быть использованы при эксплуатации автогрейдеров для обеспечения их надежности. Особую практическую значимость несет разработанная автором математическая модель дефектной карданной передачи, позволяющая определить характеристики вибрационных процессов в ее опорах.
Реализация работы. Методика вибродиагностирования валов карданных передач автогрейдеров используется в подразделениях ОАО «Воронежавто-дор», ЗАО «РудГорМаш», ООО «Липецк-Автобан».
Результаты работы используются во ВГАСУ при подготовке инженеров по специальности 190603 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (строительные, дорожные и коммунальные машины)».
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на трех научно-практических конференциях профессорско преподавательского состава ВГАСУ (г. Воронеж, 2005 ... 2007 гг.), 9-й и 10-й международных конференциях «Высокие технологии в экологии» - 2006 ... 2007, (г. Воронеж), международной научно-технической конференции «Интерстроймех 2006» (г. Москва, 2006 г.)
Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 7 публикациях, в т. ч. 2 статьи опубликованы в изданиях, входящих в перечень, определенных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов, списка использованных источников из 143 наименований и 9 приложений. Работа изложена на 153 страницах, в том числе 132 страницы машинописного текста, 53 рисунка, 7 таблиц.
Дефекты карданных передач автогрейдеров
Карданные передачи используются в трансмиссиях всех автогрейдеров. Это объясняется необходимостью соединять между собой использующиеся при изготовлении разных типов этих машин унифицированные двигатели внутреннего сгорания (ДВС), коробки перемены передач, ведущие мосты и другие агрегаты, которые в конкретных машинах устанавливаются в различных положениях. Кроме того, эти агрегаты в процессе работы часто меняют свое взаимное положение, т. к. устанавливаются на разных полурамах, качающихся балансирах, упругих виброизоляторах. Для передачи вращения в таких условиях наиболее эффективными являются карданные передачи со шлицевым соединением в средней части.
Основными источниками вибрации, генерируемой при работе карданных передач автогрейдеров, являются их эксплуатационные дефекты, возникающие из-за тяжелых условий работы — повышенной запыленности абразивными частицами и влажности окружающей среды, динамического, часто реверсивного режима нагружения и возможности механических повреждений предметами, поднятыми рабочим органом или движителем машины. Поэтому основными эксплуатационными дефектами карданных передач автогрейдеров являются: износ шлицевого соединения, изгиб вала, износ подшипников крестовин шарниров Гука [51, 54, 61, 74, 86, 115, 134].
Третий дефект проявляется при реверсировании нагрузки в виде резких щелчков, а два других вызывают увеличение вибрации элементов трансмиссии и всей машины из-за погрешности в шлицевых соединениях, которые влекут за собой изменение мгновенных скоростей вращения валов карданной передачи, появление переменных ускорений, а, следовательно, и динамических инерционных сил, действующих в зацеплении.
Возрастание инерционных сил объясняется разбалансировкой валов карданных передач, вызывающих повышенную вибрацию. В зависимости от конструкции влияние трансмиссии на надежность машины изменяется в широких пределах. В лучшем случае доля отказов элементов трансмиссии составляет около 30 % общего числа отказов машины [37, 38, 115]. Для автогрейдеров время простоя, связанное с устранением отказов трансмиссии, составляет около 67 % общего времени простоев в ремонте [61]. В порядке увеличения безотказности основные элементы трансмиссии машин можно распределить следующим образом: сцепление - 43 % общего числа отказов трансмиссии, коробка передач - 35 %, карданная передача - 16 %, редуктор заднего моста- 6 % [37, 38, 51, 54, 61, 74, 86, 115].
У карданных валов наиболее интенсивно изнашиваются места подвижного шпицевого соединения их участков. Скорость изнашивания на шлицевых участках валов составляет 0,08 ... 0,16 мм на 1000 ч. Основными причинами повышенного износа шлицевых участков валов являются абразивное изнашивание и пластическое деформирование [16, 17, 18, 19, 20,21, 22, 23].
Износ шлицевого соединения валов карданной передачи вызывает также увеличение суммарного углового зазора трансмиссии, в результате чего снижается КПД трансмиссии и падает топливная экономичность машины [85, 115].
Другим эксплуатационным дефектом карданных передач автогрейдеров является пластическая деформация их трубчатой части, возникающая при значительных перегрузках, перекосах и внешних воздействиях, особенно при работе на неподготовленных участках [37, 51, 54, 61, 74, 86, 115]. Эти дефекты вызывают разбалансировку карданной передачи и, как следствие, увеличение вибрации в опорных узлах.
Техническая диагностика - область знаний об измерениях показателей технического состояния объектов (изделий), разрабатывающая методы и при боры, при помощи которых определяют «скрытые» параметры их технического состояния по параметрам внешних рабочих процессов и свойств. Техническая диагностика делится на следующие виды [37, 83, 123]: - функциональная - определяющая качество функционирования машины и ее составных частей; - структурная - выявляющая изменения в структуре механизмов и систем машины, приводящие к нарушению их правильного взаимодействия; - казуальная - выясняющая причины возникновения дефектов, приводящих к отказам; - прогнозная - предсказывающая состояние объекта на основе знаний о характере протекания процессов изменения рабочих параметров механизма.
В основе технической диагностики лежит знание связи выходных показателей машины с параметрами ее внутренней структуры. А основная проблема технической диагностики — изучение связи внутренней структуры объекта с ее внешними проявлениями. Существует два вида систем диагностирования - тестовое и функциональное. При тестовом диагностировании на объект воздействуют специальным тестовым сигналом. Функциональное диагностирование основано на использовании в качестве входных возмущений, возникающих при выполнении машиной технологических операций.
Для оценки технического состояния трансмиссии автофейдеров известно множество методов диагностирования. Одним из наиболее известных является метод диагностирования трансмиссии по величине суммарного углового зазора [85,115].
В настоящее время в эксплуатирующих организациях величину суммарного углового зазора определяют при помощи специального люфтомера, который представляет собой рычажный динамометр, снабженный жидкостным угломером с пределами измерений ± 90, с ценой деления шкалы 30 [53, 115].
При помощи специальных зажимов люфтомер закрепляется на валу, который проворачивают в одну сторону до выбора зазора и устанавливают нулевую отметку шкалы угломера. Полный выбор зазора определяют по резкому увеличению показаний рычажного динамометра. Проворачивая вал в другую сторону, определяют величину суммарного люфта шлицевого соединения карданной передачи.
Для определения углового зазора в коробке передач, поочередно включая все передачи, проворачивают карданный вал. Из полученных ранее значений следует вычесть ранее определенный угловой зазор в карданной передаче. Для определения зазора в главной передаче шестерни в коробке передач устанавливают в нейтральное положение и затормаживают ведущие колеса. Предельные значения угловых зазоров в трансмиссии СДМ: для карданной передачи 5 ... 6, в коробке передач 5 ... 15, в главной передаче 55 ... 65 [53, 115].
Математическая модель дефектной карданной передачи
При работе дефектной карданной передачи появление инерционных сил объясняется разбалансировкой ее валов. Любая разбалансировка карданной передачи представляет собой смещение центра масс относительно оси вращения.
В данной работе рассматривается динамика дефектной карданной передачи в следующей постановке. Разбалансировка передачи моделируется массой т, смещенной относительно оси вращения на расстояние ет. Карданный вал со шлицевым соединением представлен в виде двух жестких стержней, соединенных между собой шарниром с приведенной изгибной жесткостью с. Другие концы стержней свободно вращаются в присоединенных массах М\ и М2.
Рассматривается равномерное вращение вала, состоящего из двух жестких стержней длиной //, 12 и массами mj, т2 соответственно, имеющих в месте стыка жесткость на изгиб с коэффициентом с и смещенную относительно оси вращения вала на величину ет точечную массу т. На другом конце каждого из стержней имеется присоединенная масса М/ и М2 с опорами, имеющими различные коэффициенты жесткости в направлениях осей, у и z: с1у, сІ2, с2у, c2z [16, 26]. Предполагается, что центры масс стержней расположены в середине соответствующего стержня, как показано на рисунке 2.2.
При вращении вала сила инерции Фт смещенной точечной массы вызывает прогиб вала, что влечет за собой некоторые увеличения модуля силы инерции (точечная масса удаляется от оси вращения) и появление распределенных по линейному закону вдоль стержней их инерциальных сил. Последние можно заменить сосредоточенными силами Ф/ и 02, модули которых и точки приложения которые определяются правилами замены нагрузки, распределенной по треугольному закону (рис. 2.4):
Результаты определения параметров любого физического процесса можно отнести к детерминированному и недетерминированному типу. Детерминированные процессы — это процессы, которые с разумной точностью можно описать явными математическими формулами. Случайные процессы — это процессы, которые невозможно описать во всех деталях, а, следовательно, нельзя предсказать их значение в будущие моменты времени. Они случайны по своей сути, и для их описания требуются вероятностные понятия и статистические характеристики.
Отнесение тех или иных физических процессов к детерминированному или случайному типу достаточно условны. Например, можно утверждать, что почти все реальные физические процессы не могут быть в полной мере детерминированными, т.к. даже при знании основных механизмов явления и описании их точными математическими формулами нельзя исключить возможности того, что в будущем произойдет событие, которое повлияет на процесс совершенно непредсказуемым образом.
Практически решение вопроса о случайности или детерминированности конкретного физического процесса основывается на способности неоднократно воспроизвести процесс в ходе эксперимента. Если многократное повторение эксперимента приводит к одним и тем же результатам в пределах точности эксперимента, то этот процесс можно считать детерминированным.
Существует несколько способов классификации детерминированных процессов [19, 56]. Эти принципы классификации выбирались с точки зрения удобства проведения анализа, и не всегда являются наилучшими с других возможных точек зрения. Предполагается, что исследуемые физические процессы представляют собой функции времени.
Метрологическое обеспечение экспериментальных исследований
Проведение на высоком уровне экспериментальных исследований быс-тропеременных, имеющих случайный характер, вибрационных процессов карданных передач автогрейдеров возможно только с помощью современных цифровых измерительно-информационных систем (ИИС), которые представляют собой комплекс устройств для получения, преобразования и регистрации информационных сигналов. ИИС представляют различные конструкции, могут иметь один или несколько каналов различного назначения, но все они построены по одной структурной схеме, которая включает в себя: первичный преобразователь (датчик с чувствительным элементом); согласующее устройство, которое нормализует сигнал; преобразователь, производящий кодирование и функциональное преобразование; устройство хранения информации [71].
Автогрейдеры работают в неблагоприятных условиях — при повышенной запыленности и влажности окружающей среды, большом диапазоне температур. Предварительный анализ свойств исследуемых объектов и их рабочей среды [88, 139] позволил сформулировать следующие требования к применяемым аппаратным средствам для обеспечения необходимых метрологических характеристик исследуемых параметров. В полевых условиях энергонезависимая ИИС должна обеспечивать, с минимальными погрешностями, измерение и регистрацию колебательных процессов с частотой до 1 кГц.
В соответствии с этими требованиями в качестве первичного преобразователя механических колебаний в электрический сигнал был выбран пьезоэлектрический датчик виброускорений АР2038Р, со встроенным микроусилителем, который для работы не требует внешних источников питания, имеет малые габаритные размеры, высокую надежность и долговечность. Также эти датчики обеспечивают линейную зависимость выходного сигнала от уровня виброускорений (с точностью 1 ... 4 %), большой рабочий диапазон частот (до 20 кГц) и температур окружающей среды (от 0 ... 260 С) [57, 71].
В процессе проведения полевых испытаний применялся виброметр общей и локальной вибрации «Октава 10IBM» со встроенным аналогово-цифровым преобразователем (АЦП). Полученный в первичном преобразователе электрический сигнал подается на плату АЦП, где происходит последующее преобразование аналогового сигнала для получения характеристик исходного процесса в цифровой форме. Требования к точности и достоверности обрабатываемых данных определяют параметры операций дискретизации по времени и квантования по уровню, выполняемых в АЦП, и определяются требованиями к точности и достоверности обрабатываемых данных.
В соответствии с теоремой В.А. Котельникова [19, 79], для получения спектра сигнала минимальная частота дискретизации должна быть /э=2-/тах, (3.1) rp&fmax — максимальная частота значимых составляющих в спектре сигнала. Однако, чтобы получить более точные оценки спектральных характеристик, частота дискретизации должна быть вьшіе/3 в (2 ... 10) раз. Для записи первичной информации в цифровой форме на жесткий диск ЭВМ адаптер подключался к ПК типа notebook через порт USB. Описанный комплекс аппаратных средств осуществляется для измерений, сбора и регистрации данных на промежуточном носителе ПЭВМ для последую щей их обработки в ОС Matlab, обеспечивая запись порядка 6,5 105 отсчетов, что соответствует длительности реализации 3,3 с при частоте дискретизации 1 кГц. Данная система позволяет получать значения статистических, спектральных и других характеристик вибрационных процессов с высокой точностью и разрешающей способностью. На основе выше описанного была смонтирована портативная ИИС, схема которой представлена на рисунке 3.1, а общий вид - на рисунке 3.2. Рисунок 3.1 - Схема портативной информационно-измерительной системы При лабораторных исследованиях использовался специальный стенд для определения изгибной жесткости шлицевых соединений карданных передач [49].
Общий вид портативной информационно-измерительной системы при испытаниях карданной передачи автогрейдера ДЗ-98ВЗ-2
Карданная передача вместе с соединяемыми агрегатами является сложной динамической системой. Применительно к анализу вибрационных процессов этой системы возмущающим воздействием являются центробежные силы, возникающие в результате разбалансировки карданного вала при его изгибе в шлицевом соединении.
Поэтому экспериментальные исследования были разделены на две части: определение изгибной жесткости шлицевого соединения валов карданной передачи при различной степени износа проводилось в лабораторных исследованиях, а определение значений диагностического признака при полевых испытаниях. 3.3.1 Методика лабораторных исследований
Для определения зависимости изгибной жесткости шлицевого соединения валов карданной передачи от степени износа проводились экспериментальные исследования валов карданной передачи с различной степенью износа шлицевого соединения. Конкретно использовались валы карданных передач автогрейдера ДЗ-98ВЗ-2, которые имеют прямобочное шлицевое соединение 16x56x65x5,0 (ГОСТ 1139-80). Расстояние между вилками составляло 475 мм. Лабораторные исследования проводились в следующей последовательности:
Методика проведения оценки технического состояния валов карданных передач
Для проведения вибрационного диагностирования исследуемая карданная передача должна работать без нагрузки с максимально возможной частотой вращения. Для проведения вибрационного диагностирования эксплуатационных дефектов карданной передачи необходимо предварительно определить следующие характеристики. - зависимости е =/(Ф), (рис. 3.5 ... 3.8). - геометрические размеры карданной передачи (16x56x65x5,0 (ГОСТ 1139 — 80)). - жесткости виброизоляторов (упругих амортизаторов) опор валов передачи. - инерционные параметры (массы) элементов передачи и присоединенных масс. - ориентировочное значение частоты вращения валов передачи.
В блоке 1 задаются приведенные выше параметры и характеристики исследуемой карданной передачи.
Блок 2. Устанавливаются в соответствующих местах пьезоакселерометры и производится запись первичного сигнала виброускорений корпуса работающей карданной передачи.
Блок 3. Проводится статистическая обработка полученных реализаций с помощью стандартных программ в ОС Matlab [65]. Как было отмечено выше, процесс будет стационарным и эргодичным только в случае наличия значительного дисбаланса вала карданной передачи.
Блок 3.1. Для определения значения диагностического признака - спектральной составляющей основной частоты вращения вала, спектра вертикальной составляющей виброскорости опоры карданного вала полученные реализации обрабатываются на ЭВМ в полуавтоматическом режиме с помощью специально разработанной программы DIAGN в ОС Matlab (прил. Ж). Полученные значения дисбаланса карданного вала сравнивают с допускаемыми, значения которых приведены в нормативно-справочной литературе [96, 97]. В случае превышения допускаемых значений карданный вал отправляется на дефектовку и, если целесообразно, в ремонт.
Блок 4. На шлицевое соединение устанавливается калиброванный дебаланс, обеспечивающий действие на это соединение необходимой поперечной силы. Дебаланс последовательно устанавливается в 3-х положениях под углом 120.
Блок 5. Производится запись первичного сигнала виброускорений корпуса работающей карданной передачи при 3-х положениях дебаланса.
Блок 6. Определяются значения диагностических признаков путем обработки полученных реализаций с помощью специально разработанной программы DIAGN в ОС Matlab (прил. Ж). Кроме величины спектральной составляющей частоты вращения вала со, определяется и ее точное значение для данного опыта.
Блок 1.1. Вычисляются значения диагностического признака исследуемой карданной передачи для различной степени износа шлицевого соединения при полученном конкретном значении частотывращения в каждом опыте (прил. 3).
Полученное значение износа И сравнивают с допускаемым, приведенным в нормативно-справочной литературе [96, 97], и делают вывод о возможности. дальнейшей эксплуатации вала исследуемой карданной передачи.
Установка эталонного дебалансного груза в 3-х положениях через 120 позволяет не только повысить точность определения диагностического признака, но и установить положение центра масс разбалансированного вала карданной передачи.
Инерционные центробежные возмущающие силы, возникающие при работе дефектных карданных передач, обусловлены смещением центра масс различных элементов карданного вала от оси вращения. Величина этих сил прямо пропорциональна массе и ее смещению от оси вращения и квадрату угловой скорости вала. Таким образом, положение центра масс разбалансированного карданного вала можно определить из следующих соображений.
На карданный вал действуют сила инерции разбалансированного карданного вала Ф и силы инерции установленного дебаланса F}, F2, F3, последовательно смещаемых на 120.
С учетом определения угла а, который образует сила инерции Ф с вертикальной осью у, получим три значения проекции реакции связи R на эту ось при последовательном добавлении к силе Ф сил Fl, F2, F3, образующих с осью у углы 0, 120 и 240 соответственно.
