Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Постановка цели и задач исследования состояния буксовых узлов путеукладочного крана стр. 12
1.1. Условия работы буксового узла путеукладочного крана стр. 12
1.2. Проблема контроля технического состояния подшипниковых узлов машин стр. 20
1.3. Обзор методов и средств диагностики подшипниковых узлов машин стр. 23
1.4. Расчетные величины конструктивно-технологических параметров буксовых узлов путеукладочного крана стр. 32
1.5. Постановка задач исследований стр. 41
1.6. Выводы стр. 43
ГЛАВА 2. Обоснование метода высокочастотной вибрации для определения состояния буксовых узлов путеукладочного крана с разработкой диагностического стенда стр. 45
2.1. Исследование признаков определения дефектов в подшипниках стр. 45
2.2. Выбор метода мониторинга и диагностирования подшипников буксовых узлов путеукладочных кранов стр. 54
2.3. Разработка диагностического стенда испытаний подшипниковых узлов и программного обеспечения определения параметров высокочастотной вибрации... стр. 63
2.4. Выводы стр.
ГЛАВА 3. Экспериментальное исследование параметров высокочастотной вибрации подшипниковых узлов стр. 80
3.1. Выбор рабочих параметров подшипникового узла, влияющих на высокочастотную вибрацию стр. 80
3.2. Оценка влияния рабочих параметров подшипникового узла на характеристики высокочастотной вибрации стр. 83
3.3. Анализ стабилизации смазочного материала в подшипниковом узле по параметрам вибрации стр.107
3.4. Выводы стр.117
ГЛАВА 4. Исследование конструктивных параметров буксовых узлов колесных пар тележек путеукладочного крана стр.118
4.1. Проведение испытаний колесных пар на обкаточном стенде на заводе ОАО «Калугапутьмаш» стр.118
4.2. Вывод критериальных уравнений параметров высокочастотной вибрации для буксовых узлов колесной пары путеукладочного крана стр.122
4.3. Анализ критериальных уравнений высокочастотной вибрации при помощи программного обеспечения «LabVIEW» стр.127
4.4. Программное обеспечение по контролю
технического состояния букс стр.132
4.5. Выводы стр.133
Общие выводы стр.135
Литература
- Обзор методов и средств диагностики подшипниковых узлов машин
- Выбор метода мониторинга и диагностирования подшипников буксовых узлов путеукладочных кранов
- Оценка влияния рабочих параметров подшипникового узла на характеристики высокочастотной вибрации
- Вывод критериальных уравнений параметров высокочастотной вибрации для буксовых узлов колесной пары путеукладочного крана
Введение к работе
Актуальность. В условиях эксплуатации путеукладочных кранов буксовые узлы колесных пар тележек испытывают сочетание статических и динамических нагрузок. Существенную роль играют при этом неровности железнодорожного пути. На работу этих узлов влияют также возможные нарушения правил сборки и эксплуатации. Сочетание этих факторов в ряде случаев приводит к образованию повреждений и отказов. В настоящее время все большее значение приобретает необходимость контроля букс колесных пар путеукладочных кранов методами вибродиагностики, позволяющими проводить анализ технического состояния узлов без их разборки. Такая потребность в мониторинге и диагностике возникает с целью обеспечения безопасности движения на основании проанализированных отказов при эксплуатации машин за последние 7 лет (с 2000 по 2007 гг.).
В процессе эксплуатации путеукладочных кранов были выявлены различные дефекты буксовых подшипников:
1. Разрыв внутреннего кольца подшипника из-за возникновения в нем высоких внутренних напряжений в начале эксплуатации при пробеге путеукладочного крана до 200 тыс. км.
2. Излом и разрушение сепараторов, которые происходят вследствие следующих причин: использование некачественного подшипника; обводнение смазки и недостаточное ее количество между центрирующими поверхностями сепаратора и бортами колец подшипников, приводящее к сухому трению и износу сепаратора.
3. Проворот и потеря натяга внутренних колец на шейках оси, возникающие в результате нарушения температурного режима при монтаже букс, правил производства замеров посадочных диаметров внутренних колец подшипников и шеек оси и некачественной настройки измерительных приборов и инструментов.
4. Излом упорного кольца подшипника вследствие нарушения технологии монтажа (несоблюдение параллельности прилегаемых друг к другу поверхностей: внутреннего переднего кольца, упорного кольца и торцевой шайбы).
5. Усталостные выкрашивания (раковины) на дорожках качения внутренних и наружных колец и роликах, возникающие как дефект эксплуатационного характера.
Проведенный анализ публикаций за период с 1995 по 2008гг. показал, что работ по диагностике букс тележек путеукладочных кранов недостаточно.
Цель исследования. Целью исследования является повышение технического состояния буксовых узлов тележек путеукладочного крана (на примере УК 25/9-18). Необходимость диагностики буксовых узлов обусловлена требованием обеспечения безопасной эксплуатации крана с целью своевременного выявления дефектов и предупреждения внезапного его отказа (из-за выхода букс из строя). Итогом исследования является создание методики определения технического состояния букс по параметрам высокочастотной вибрации (ВВ) и определения их пороговых значений.
Основные задачи исследования.
-
Обосновать диагностику буксовых узлов колесных пар тележек путеукладочного крана по высокочастотной вибрации (ВВ) в частотном диапазоне 20-500 кГц.
-
Разработать программное обеспечение по обработке и анализу сигнала высокочастотной вибрации подшипникового узла.
2
-
Экспериментально исследовать изменения параметров ВВ подшипниковых узлов с учетом влияния типа и количества смазки, радиальных зазоров в подшипниках.
-
Экспериментально установить влияние конструктивных параметров буксовых узлов тележек путеукладочного крана (фактических радиальных зазоров подшипников и осевого разбега буксы) на параметры высокочастотной вибрации.
-
Разработать методику, включающую программное обеспечение по определению технического состояния буксового узла тележки путеукладочного крана на основе критериальных уравнений связывающих параметры ВВ с конструктивными параметрами узлов.
Методы исследования. В настоящее время при вибродиагностике используются четыре основных метода оценки технического состояния подшипников применяемых в различных изделиях машиностроения, таких как определение ПИК-фактора, анализ прямого спектра и спектра огибающей сигнала, измерение ударных импульсов (SPM).
В работе преимущественно применяются комплексно два метода: измерение ударных импульсов (SMP – «Shock Pulse Method») и определение ПИК-фактора. SPM метод основан на оценке ударных импульсов, возникающих в поврежденных подшипниках. Существующие портативные приборы, основанные на SPM методе, позволяют выявить повреждения на последней стадии развития в эксплуатации, давая обобщенную характеристику работы подшипника. При анализе сигнала по методу ударных импульсов в совокупности с методом определения ПИК-фактора получаем информацию о техническом состоянии узла. При использовании методов анализа прямого спектра и спектра огибающей сигнала можно определить степень развития и локализацию повреждений.
Объектом исследования являются буксовые узлы тележек путеукладочного крана на примере УК 25/9-18.
Научная новизна состоит в:
анализе технического состояния буксовых узлов тележек путеукладочного крана методами вибрационной диагностики с использованием высокочастотного сигнала (20кГц–500кГц).
оценке эффективности смазывания поверхностей деталей подшипниковых узлов для разных типов и количеств смазочных материалов (с использованием графиков стабилизации слоев смазки на основе данных высокочастотной вибрации);
разработке методики анализа технического состояния буксовых узлов по параметрам ВВ, включающей получение критериальных уравнений параметров вибрации в зависимости от конструктивных параметров буксового узла тележки путеукладочного крана;
определении зон и полей вибрации работы буксовых узлов и вычислении пороговых значений параметров ВВ для дальнейшей их оценки и сравнения.
Практическая ценность работы. Разработан и изготовлен стенд для апробации и отработки методики диагностирования. Апробирована созданная методика на стенде обкатки колесной пары путеукладочного крана в заводских условиях. Обоснованы рекомендации по сборке буксовых узлов тележек путеукладочного крана. Разработано программное обеспечение оценки технического состояния буксовых узлов по диагностической методике.
Достоверность полученных результатов основана на корректном использовании современных математических методов обработки экспериментальных данных, вычислительной техники и стандартных прикладных пакетов математического анализа.
Реализация диссертации. Материалы диссертационной работы используются в виде инструкции по сборке буксовых узлов тележек путеукладочного крана на ОАО «Калугапутьмаш». Они внедрены также на кафедре «Деталей машин и подъемно-транспортного оборудования» в КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана в лабораторный практикум с использованием диагностического стенда.
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации были доложены на кафедре «Подъемно-транспортных машин» МГТУ им. Н.Э. Баумана и на 5ти межвузовских конференциях (2005-2009гг.), международной выставке «Путевых машин» в городе Калуга в 2006 г.
По материалам диссертации опубликовано 5 работ. 3 из них опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 151 странице машинописного текста, включает 14 таблиц, 42 рисунка, список литературы из 75 наименований и 1 приложения на 8 страницах.
Обзор методов и средств диагностики подшипниковых узлов машин
Технологическая схема производства капитального ремонта пути 1) Замена старогодных путей инвентарными рельсами краном УК 25/9-18; 2) Уборка плетей с перегона; 3) Расчистка рабочих площадок от кустарника кусторезом; 4) Уборка с обочины лишнего балласта; 5) Разработка траншей и кюветов для укладки лотков и дренажей; 6) Укладка лотков; 7) Засыпка траншей дренирующем грунтом; 8) Подъем рельсошпальной решетки с обрушением балласта в ящики; 9) Разборка рельсошпальной решетки краном УК 25/9-18; 10) Срезка верхнего слоя балласта бульдозером с образованием валов у торцов шпал; 11) Укладка рельсошпальной решетки краном УК 25/9-18; 12) Выправка пути (до скорости 70 км/час); 13) Глубокая очистка балласта от засорителей слоем до 25 см; 14) Выправка пути; 15) Стабилизация пути динамическим стабилизатором; 16) Оправка балластной призмы; 17) Выгрузка балласта из хоппер-дозаторов для выправочных работ; 18) Замена инвентарных рельсов на сварные плети краном УК 25/9-18; 19) Уборка лишнего балласта у опор контактной сети; 20) Выгрузка щебеночного балласта для отделочных работ; 21) Выправка пути в плане и в профиле; 22) Отделка балластной призмы; 23) Сварка рельсовых стыков; 24) Шлифовка рельсошлифовальным поездом с контролем. монтажных работ предоставляются, как правило, в светлое время суток. Работы должны выполняться с рациональным использованием времени. Они должны соответствовать проектам по типовым, опытным или рабочим технологическим процессам. Комплексные работы по ремонту пути в «окно» для выполнения максимального объема работ должны соответствовать достаточному количеству путевых машин, механизмов и других технических средств железных дорог. Для выполнения работ текущего содержания обустройств железных дорог предоставляются технологические «окна» продолжительностью не менее 2 часов. На перегонах протяженностью 15 км и более при ремонтных работах продолжительность «окна» должна быть не менее 4 часов. На грузонапряженных участках производство работ в технологические «окна» по текущему содержанию пути не должно приводить к ограничениям скорости движения поездов. В «окна» продолжительностью 4-6 часов предусматривается выполнение планово-предупредительных работ машинными комплексами: выправка пути с применением выправочно-подбивочно-рихтовочных машин, хоппер-дозаторов, планировщика балласта, машины для уплотнения балластной призмы, а на бесстыковом пути - моторного гайковерта. В зависимости от характера работ состав машинного комплекса может дополняться машинами для одиночной смены шпал, уборочными машинами, агрегатами для уничтожения растительности, кусторезом и др. путевыми машинами. В эти же «окна», кроме перечисленных планово-предупредительных работ, выполняются шлифовка рельсов рельсошлифовальными поездами, восстановление и удлинение плетей бесстыкового пути сварочной машиной, правка рельсов в стыках с помощью передвижных прессов или специальных машин для выправки стыков, наплавка рельсов, крестовин, смена стрелочных переводов, ремонт контактной сети и другие работы. Средние нормы выработки для путеукладочных машинных комплексов на работах по укладке рельсошпальной решетки звеньями при ремонтах пути в «окна» различной продолжительности предусмотрены в соответствующей инструкции [32]. При строительстве и ремонте железнодорожного полотна строительная организация для производства работ по укладке пути должна иметь план и продольный профиль строящейся железной дороги, а также схемы путевого развития станций и разъездов. На основании плана работ и данных о наличных материально-технических и людских ресурсах разрабатывается проект производства путеукладочных работ (ППР). В состав ПНР входят: линейный календарный график укладки пути, где указаны места и сроки укладки пути, потребность в машинах, механизмах и рабочей силе, а также схематические планы звеносборочных баз, и пояснительная записка, в которой обосновывается принятый способ укладки, дается подсчет необходимого количества материалов, рабочей силы, машин, механизмов и транспортных средств, указывается порядок доставки звеньев рельсошпальной решетки и блоков стрелочных переводов к месту укладки, направление и порядок укладки пути в пределах перегона, порядок выхода рабочих поездов со станции и порядок следования по перегону, укладка необходимых для движения рабочих поездов путей, постоянных и временных стрелочных переводов. Кроме ППР составляют ведомости укладки пути, где указана последовательность погрузки на состав рельсошпальных решеток (звеньев) в порядке, обратном последовательности их укладки, а также план линии, километраж, номера звеньев и места укладки звеньев. В ППР должна быть предусмотрена технология производства работ, которая обеспечивает ввод в эксплуатацию верхнего строения железнодорожного пути в установленные планом сроки при наименьших затратах труда, материальных ресурсов, денежных средств и высоком качестве выполнения работ, исходя из наличия людских и материально-технических ресурсов, что базируется на экономических расчетах эффективности применения различных средств. На основе выбранной технологии производства работ в составе ППР разрабатываются технологические процессы на укладку и балластировку пути, в которых предусматривают максимальное использование путевых машин и механизмов, электрического и гидравлического инструмента [52]. Путеукладочный кран (рис. 1.2.) включает следующие основные элементы: раму в виде платформы, на которой располагается пакет плетей; стрелу на опорах рамы, с расположенным на ней механизмом подъема плетей. Рама опирается на две ходовые тележки. Ходовая тележка путеукладочного крана (рис. 1.3.) состоит из рамы, которая опирается на три колесных пары, две из которых являются приводными, с расположенным на каждой осевым редуктором. Приводные колесные пары приводятся в движение при помощи двигателя, закрепленного на раме, через осевой редуктор. Колесные пары состоят из оси, бандажных колес и буксовых узлов. Буксовые узлы являются неотъемлемой частью ходовой части любого железнодорожного транспорта, которые воспринимают нагрузки не только от веса всей машины, но и со стороны железнодорожного полотна. Конструкция буксовых узлов множества путевых машин является однотипной (рис. 1.4.). На рис. 1.4. в рамке выделена конструкция буксового узла путеукладочного крана, которая состоит из двух радиальных роликовых подшипников, закрепленных на оси при помощи шайбы и двух болтов.
Вся нагрузка на путеукладочный кран воспринимается его буксами. Все зависит от режима работы машины. Часто путеукладочный кран работает в летне-осенний период и не исключено, что он работает в тяжелом режиме, т.е. он рвет замершую плеть с большими усилиями и эта вся нагрузка передается через буксовый узел подшипникам, которые могут получить повреждения при таких серьезных нагрузках. При выходе из строя одной буксы могут возникнуть простои машин, работающих в целом комплексе при ремонте пути, тем более, когда ограничено время на выполнение работ в «окне». Как следствие, возникают серьезные материальные издержки. В данном случае актуальность работы очевидна. Кроме этого, установлена периодичность регламентных работ буксовых узлов. Когда проводятся регламентные работы, либо в депо, либо на заводе, буксовые узлы разбираются, все промывается, дефектуется, подбираются элементы узлов по размерам, элементы заново комплектуются и собираются. Конечно, это тоже серьезные материальные затраты
Выбор метода мониторинга и диагностирования подшипников буксовых узлов путеукладочных кранов
При промежуточной ревизии буксы необходима выкатка колесной пары. Для определения неисправностей в буксе колесные пары проворачиваются. При вращении буксы с толчками и ненормальным шумом выполняется полная ревизия обеих букс. При отсутствии таковых выполняется демонтаж смотровой крышки буксы, анализируется состояние смазки, осматриваются детали торцевого крепления буксовых подшипников, проверяется его надежность, измеряется осевой разбег буксы и при необходимости добавляется свежая смазка. Проверенная букса пломбируется и делается запись в паспорте (формуляре) колесной пары.
Полная ревизия букс выполняется при: капитальном и капитально-восстановительном ремонте колесных пар путеукладочного крана, при полном освидетельствовании колесных пар, недопустимых неисправностях, обнаруженных при наружном осмотре и при промежуточной ревизии одной из буксы колесной пары, а также после крушений и аварий, схода колесной пары с рельсов. При полной ревизии буксы выполняется демонтаж буксы. После мойки колесной пары, деталей буксы и подшипников производится осмотр, измерение и дефектоскопирование деталей. При необходимости выполняется ремонт или замена подшипников. Подшипники подбираются по радиальному зазору. При монтаже буксы измеряется осевой зазор в буксе. После сборки устанавливаются специальные бирка и пломба на буксы и делается соответствующая запись в паспорте (формуляре) колесной пары и журнале монтажа роликовых подшипников букс тележек путеукладочного крана.
Демонтаж, ремонт и монтаж букс производится с выполнением требований руководства по осмотру и ревизии букс [56]. Демонтаж букс. При демонтаже букс колесных пар путеукладочного крана следует выполнять следующие технологические требования [56]: 1) применение ударных приспособлений не допускается, снятие внутренних колец подшипников должно производиться с применением предусмотренных технологическими процессами приспособлений, съемников и нагревателей, обеспечивающих сохранение размеров деталей букс; 2) демонтажный инструмент должен соответствовать размерам шестигранников болтов и гаек; 3) при съеме корпусов букс открытые шейки оси должны быть закрыты специальными стаканами, предохраняющими резьбу от случайных ударов и забоин; 4) все посадочные поверхности деталей и резьбы должны осматриваться, обнаруженные заусенцы, забоины и задиры, препятствующие съему сопрягаемых деталей, должны быть предварительно зачищены; 5) необходимо следить за тем, чтобы не разобщать наружное и внутреннее кольца одного подшипника, для чего их связывают мягкой проволокой или клеймят.
Осмотр и измерение деталей подшипников и буксы. После мойки подшипники осматриваются на предмет пригодности их к дальнейшему использованию. При осмотре подшипников выполняется вихретоковый или магнитный контроль поверхности дорожек качения и бортов колец подшипников. По состоянию роликов и внутреннего кольца оценивается состояние поверхности дорожки качения наружного кольца, закрытой роликами и сепаратором. Обнаружение на дорожке качения наружного кольца раковин свидетельствует о том, что на роликах и дорожке качения внутреннего кольца имеются резко выраженные вмятины. Такие дефекты обнаруживаются также по ненормальному шуму (стуку) в подшипнике при проворачивании сепаратора с роликами относительно наружного кольца. Заусенцы, обнаруженные на бортах наружных и внутренних колец, могут быть зачищены. Для выявления трещин у сепараторов проверяются места сопряжения перемычек с основанием. Подшипники после осмотра или ремонта подбираются по радиальному зазору и по натягу на шейку оси. У собранных подшипников не должно быть заедания и торможения [56]. При подборе подшипников измеряется радиальный и осевой зазор подшипников. Радиальный зазор подшипника - это сумма зазоров между дорожками качения наружного, внутреннего колец и роликами, измеренных в радиальном направлении. Осевой зазор цилиндрических подшипников -это сумма зазоров между торцами роликов и бортами колец [56]. Измерение радиальных зазоров подшипников буксы на горячей посадке без их снятия с шейки оси выполняется с использованием приспособления, приведенного на рис. 1.9. Радиальные зазоры подшипников в свободном состоянии измеряются при помощи набора щупов. Допустимые значения радиальных зазоров подшипников для букс путеукладочного крана приведены в таблице 1. Разность крайних значений радиальных зазоров, измеренных в нескольких направлениях, в одном подшипнике не должна превышать 15 мкм для цилиндрических подшипников [56]. Подшипники для одной буксы, подбирают так, что разность радиальных зазоров у двух парных подшипников должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 1, [56]. Допустимые значения осевых зазоров подшипников для букс путеукладочного крана должны составлять от 0,07 до 0,15 мм [56]. Осевой зазор в подшипнике измеряется на приспособлении, приведенном на рис. 1.10. На плиту приспособления устанавливают внутреннее кольцо 10 бортом вниз. На кольцо устанавливают блок измеряемого подшипника, а на его ролики прижимное кольцо 9, закрепляемое гайкой 6. При помощи рычага 1 поднимают и опускают наружное кольцо, определяя осевой зазор подшипника.
Оценка влияния рабочих параметров подшипникового узла на характеристики высокочастотной вибрации
Эта последовательность характеризуется различной амплитудой и различным порядком следования отдельных импульсов. Амплитуда отдельных импульсов отражает амплитуду фронтов отдельных ударных волн, пришедших на пьезоэлектрический датчик, а порядок следования импульсов повторяет порядок прихода отдельных ударных волн на датчик. Ударные импульсы имеют две частотные характеристики: частота собственного колебательного процесса одиночной волны, частота прихода (повторения) отдельных волн в том случае, когда существует какая-либо закономерность и упорядоченность их возникновения. При ударе молотком по металлической балке возникает частота колебательного процесса металла балки после каждого удара, т.е. частота, на которой балка сама «звенит», а также существует частота, с которой производятся удары молотком. Эти две частоты между собой никак не связаны, т.к. частота колебания балки определяется ее физическими свойствами и геометрией, а частота произведения ударов определяется тем, у кого в руках молоток. На таком принципе основано измерения ударных импульсов. Частота собственного колебательного процесса каждой ударной волны, вызванной одним соударением деталей подшипника, составляет 32 кГц, а частота повторения таких ударных воздействий зависит от геометрии и размеров деталей подшипника, скорости его вращения и от особенностей имеющихся дефектов этого подшипника.
Собственные колебательные процессы каждой ударной волны, распространяющейся в материале корпуса подшипника, в общем случае могут включать широкий диапазон частот. Однако при разработке метода ударных импульсов было установлено и подтверждено многими опытами, что при измерениях ударных волн от подшипников качения ультразвуковая частота 32 кГц в общем случае является наиболее подходящей «несущей» частотой, как для получения информации о состоянии подшипников, так и для исключения помех от общей вибрации механизмов. На такую частоту настроен пьезоэлектрический материал внутри акселерометров [69], [75]
Учитывая все вышесказанное, частоту 32 кГц можно назвать «несущей частотой», которая имеет отношение только к характеристикам ударных волн, распространяющихся в материалах подшипникового узла и приходящих на датчик ударных импульсов. В последовательности электрических импульсов на выходе измерительного устройства частота 32 кГц отсутствует как таковая и к измеренным уровням ударных импульсов никакого отношения не имеет. На практике можно измерять ударные импульсы даже на подшипниках со скоростью вращения несколько оборотов в минуту.
На рис. 2.5. изображен физический смысл ударных импульсов. Сигнал ударных импульсов от исправного подшипника, отражает неравномерность давления и эффективность демпфирования смазочной пленкой взаимодействий деталей подшипника в зоне качения. Если толщина смазочного слоя в зоне качения достаточно велика, то уровень ударных импульсов низок и не имеет выраженных пиков (рис. 2.5. а)). При уменьшении толщины смазочного слоя суммарная интенсивность ударных импульсов возрастает, но выраженные пики при этом отсутствуют (рис. 2.5. б)). Рост импульсов объясняется ростом локальных напряжений материалов в зоне контакта тел качения и дорожек. При появлении повреждений деталей подшипника возникают выраженные пики ударных импульсов, идущие с различными интервалами. При этом характер ударных импульсов существенно отличается от характера сигнала исправного подшипника (рис. 2.5. в)). Типовые характеры ударных импульсов схожи с ездой в автомобиле по ровной асфальтовой дороге, по неровной грунтовой дороге и по дороге с колдобинами и выбоинами. Повышение уровня ударных импульсов в общем случае может быть вызвано ухудшением эксплуатационных свойств смазки (например: любым загрязнением смазки подшипника; попаданием воды в смазку; повышением рабочей температуры смазки; высыханием, выдавливанием, замерзанием и Рис. 2.5. Физический смысл ударных импульсов а) сигнал ударных импульсов исправного подшипника; б) сигнал ударных импульсов при дефекте смазочного слоя; в) сигнал ударных импульсов в поврежденном подшипнике. А - Амплитуда ударных импульсов; t - Время снятия ударных импульсов. т.п. консистентной смазки; несоответствием применяемой смазки условиям работы подшипника), повышенной нагрузкой на подшипник (например: вибрацией механизма, создающей повышенную нагрузку на подшипник, излишним отклонением геометрии деталей подшипника от идеальной круглой формы), неудовлетворительным монтажом подшипника (перекос, перенатяг и т.п.), ослаблением посадки подшипника, неисправностями электромагнитной природы, неудовлетворительной центровкой валов агрегата, повышенным зазором в подшипнике, повреждением подшипника. В большинстве случаев причиной повышенного уровня ударных импульсов является не повреждение подшипника, а лишь ухудшение условий его работы, в основном, из-за проблем со смазкой. Об ухудшении условий работы подшипника на ранней стадии развития повреждений можно узнать по возрастанию ударных импульсов. При появлении механического повреждения подшипника растет уровень ударных импульсов, а состояние подшипника по параметрам оценки будет ухудшаться [42].
Вывод критериальных уравнений параметров высокочастотной вибрации для буксовых узлов колесной пары путеукладочного крана
Согласно формуле (3.11) коэффициент трения изменяется подобно изменению параметра вибрации UnUK. Эксперимент 4. Изучение влияния типа и количества смазочного материала Q на параметры функционирования узла. Условия проведения испытаний: температура окружающей среды 23С; частота вращения вала постоянна со = \000мин ]; используемый подшипник с радиальным зазором S = Ъ0мкм; радиальное нагружение на подшипниковый узел Р = ОН (исключается влияние данных факторов).
В процессе проведения эксперимента проводились замеры высокочастотной вибрации и температуры подшипникового узла с двумя типами смазочных материалов и с разным объемом смазочного материала, закладываемого в подшипник (к = 6: Литол-24 ГОСТ 21150, ЛЗ-ЦНИИ ГОСТ 19791 и объем смазки: Q = 2гр, Q = 3,5гр, S3 = 2Амкм, Q = 5гр).
Два типа смазочных материалов были выбраны из тех соображений, что смазка Литол-24 применяется широко, а смазка ЛЗ-ЦНИИ используется в буксовых узлах путеукладочного крана.
Литол-24 (ГОСТ 21150-87) - мягкая мазь коричневатого цвета. Литол-24 готовят загущением смеси нефтяных масел 12-LioSt. При изготовлении Литол-24 на смеси масел И-50А и веретенного АУ в смазку вводят вязкую присадку - полиизобутилен П-20. Литол-24 является Li-смазкой, водостойка даже в кипящей воде. Высокая температура плавления, небольшая испаряемость дисперсной среды, достаточный предел прочности - все это позволяет применять смазку при 110-130С. Термоупрочнение для Литол-24 не характерно. После выдержки при 120С предел прочности изменяется незначительно (±30С). Литол-24 достаточно морозостойкая смазка. Он сохраняет работоспособность вплоть до -55С. В процессе работы в подшипниковых узлах вязкость смазки при -20С снижается примерно в два раза - до 200-500 Пас Смазка обладает отличной механической стабильностью благодаря загущению ее мылом техническим 12-HoSt, содержащим нормированное количество HSt. Смазка имеет хорошую коллоидную стабильность, а присутствие антиокислителя придает ей высокую химическую стабильность. Противозадирная характеристика смазки Литол-24 удовлетворительна. Литол-24 применяется в узлах трения всех видов: в подшипниках качения и скольжения, зубчатых и иных передачах, для смазывания направляющих. Смазка имеет хорошие консервационные свойства и достаточно надежно защищает металлические изделия от коррозии. Литол-24 широко применяют в качестве единой автомобильной смазки, а также в механизмах тракторов, гусеничных машин, экскаваторов, бульдозеров, садового оборудования и др. Ее можно использовать в электромашинах, в дорожно-строительных, сельскохозяйственных, горных и многих других машинах. Литол-24 закладывают в подшипники с уплотнительными шайбами в качестве несменяемой смазки. Литол-24 может успешно заменять все типы солидолов, Na-смазки общего назначения и некоторые другие пластичные смазки: солидолы С и Ж, пресс-солидолы С и Ж, 1-13, консталины, автомобильную (ЯНЗ-2), AM кордановую и др. [58]. ЛЗ-ЦНИИ (ГОСТ-19791-74) представляет собой модификацию смазки общего назначения для повышенных температур, отличается наличием в ней противозадирной и антиокислительной присадок. Кроме того, смазку готовят на вязком веретенном масле АУ. Стандарт разрешает применять для приготовления смазки смесь масла веретенного АУ с индустриальным И-50А. Смазка ЛЗ-ЦНИИ имеет хорошие противозадирные и противоизносные характеристики, предотвращает заедание трущихся поверхностей торцов роликов и бортов колец цилиндрических роликовых подшипников букс железнодорожных вагонов. Она пригодна для скоростных поездов. Стандарт гарантирует пробег букс 450 тыс. км в течение 5 лет. Расчетная долговечность подшипников со смазкой ЛЗ-ЦНИИ составляет 1748 тыс. км. Однако смазка ЛЗ-ЦНИИ имеет ряд недостатков, связанных с ее приготовлением на Na-мылах: низкую вязкость, недостаточную консервационную эффективность, склонность к термоупрочнению. В стандарте указано, что смазка ЛЗ-ЦНИИ работоспособна до -60С, однако фактически это не морозостойкая смазка и ее применение ниже -40С не целесообразно. Смазка ЛЗ-ЦНИИ дублирует Li-смазку ЖРО, предназначенную для применения в аналогичных узлах трения (буксах) локомотивов [58].
Похожие диссертации на Разработка методики определения состояния буксовых узлов колесных пар тележек путеукладочного крана
