а — радиус ролика;
п — частота вращения вала;
N— число роликов в подшипнике.
Все однотипные подшипники имеют одинаковые параметры, что дает возможность производить диагностирование всех однотипных букс одним устройством.
Для диагностирования буксовых узлов необходимо выбрать эталонные параметры на основе анализа отказов, их причин и с использованием методик, рассмотренных выше. К эталонным параметрам буксового узла относятся температура внутри буксы и разночастотные акустические сигналы.
Основная неисправность буксового подшипника — разрыв внутреннего кольца — возникает преимущественно из-за нарушения технических условий при напресовке. В момент разрыва кольцо раздается и зажимает все ролики. При вращении колесной пары слышны щелчки, возникающие в момент прохождения места разрыва точки касания ролика. Щелчки отчетливо слышатся в течение всего оборота колесной пары на любой частоте вращения в обе стороны в режиме тяги и на выбеге.
При наличии элекгроожога на роликах происходит зажим роликов в дефектном месте, особенно при небольшом радиальном зазоре. При свежих электроожогах появляются приглушенные периодические импульсы, ощущаемые рукой. С течением времени следы электроожога закатываются, но остаются местные одиночные дефекты, вокруг которых выкрашивается металл.
Одиночный дефект на ролике вызывает едва слышимые глухие импульсы и толчки. Частота появления импульсов меньше частоты вращения колесной пары, поскольку ролик вращается вместе с сепаратором с частотой, меньшей частоты вращения колесной пары в 2,4 раза. Сигнал возникает в рабочей зоне, а размеры ролика таковы, что касание дефектного места внутреннего и наружного колец происходит всего один раз. Одиночный дефект на внутреннем кольце вызывает появление периодического приглушенного дребезга (три-четыре импульса одновременно), период которого равен времени оборота колесной пары.
При длительной стоянке локомотива происходит обводнение смазочного материала, вследствие чего нижние ролики и внешние кольца покрываются ржавчиной и при прокручивании колесной пары появляются приглушенные непрерывные импульсы, но более частые, чем от дефекта на внутреннем кольце. Это объясняется тем, что на один оборот колесной пары приходится шесть перекатываний по дефектному месту.
Малый радиальный зазор в одном из рядов буксового подшипника вызывает непрерывный приглушенный перестук роликов. В данном случае явление прецессии проявляется более отчетливо на низкой и высокой частотах вращения. К перекатыванию добавляется шум более высокой частоты, более звонкий, причем на высокой частоте вращения появляются посвистывание (заедание роликов) и сильные удары, связанные с выходом ролика из рабочей зоны. Этот дефект быстро прогрессирует и может привести к разрушению деталей подшипника. Небольшой периодический шум при прослушивании указывает на возможность касания фигурной втулки задней крышки буксы. Период касания равен периоду оборота колесной пары. Переставляя датчик по шпилькам, можно определить точное место заедания (касания).
Выкрашивание кусков медно-графитовой токоотводящей щетки на некоторых буксах вызывает периодическое одиночное постукивание. Для подтверждения достоверности дефекта датчик необходимо установить на корпус буксы (токосъемную часть).
Сдвоенное посту кивание появляется в буксах, на которых установлен привод к скоростемеру. Период постукивания в 18 раз меньше времени оборота колеса. Причина — большой зазор между пальцем и планкой привода. Для подтверждения дефекта датчик необходимо установить на крышке привода. Плохое крепление стопорной планки или выпадение болта характеризуется звонким непериодическим постукиванием.
Все эти признаки определяются виброакустическим методом и приборами, действующими на его основе. Следует отметить, что каждый дефект имеет свою определенную частоту, позволяющую более точно установить вид дефекта. Кроме того, постоянно измеряется температура внутри буксы, а в условиях депо можно проверить качество смазочного материала и наличие в нем продуктов износа методом спектрального анализа. Таким образом, при наличии трех диагностических параметров обеспечивается достаточная глубина поиска места неисправности и высокая достоверность диагностирования.
Для определения температуры внутри буксы используют температурный датчик, который монтируется внутри буксы, а информация от датчика через усилитель поступает в устройства обработки и индикации. В качестве датчиков применяют термопары, термисторы, термочувствительные элементы и другие устройства, позволяющие с большой точностью и без помех выдавать постоянную информацию о состоянии буксового узла. Для контроля за температурой буксовых узлов при движении на железнодорожной линии используются специальные устройства для обнаружения нагретых букс (ПОНАБ). Чувствительным элементом устройства является болометр, реагирующий на инфракрасные лучи, которые излучает нагретая букса.
Виброакустические приборы (датчики) можно располагать в комплексе с другими приборами или использовать как отдельные переносные приборы. В качестве чувствительного элемента применяют пьезодатчики КД-41, микротелефонные капсюли и др. Сигнал от датчика поступает на электронные усилители, фильтры частот и далее в устройства обработки информации и индикации. Для большей достоверности виброакустические приборы дополняются головными микротелефонами для прослушивания работы букс и определения уровня шума.
Более широкие возможности имеет передвижной виброакустический комплекс, смонтированный из серийно выпускаемых приборов. Комплекс состоит из пьезодатчика КД-41, предварительного усилителя SM-211 с измерителем средних и пиковых значений сигнала, комбинированного фильтра KF-102, двухлучевого портативного осциллографа С1-55, магнитофонной приставки и головного микротелефона. Усилитель работает в диапазоне частот от 2 Гц до 15 кГц с коэффициентом усиления 76 дБ. Комплекс позволяет измерять виброперемещение, виброскорость и виброускорение. С помощью комбинированного фильтра можно выбрать любую частоту и использовать полосовые фильтры. Информация, полученная с помощью виброизмерительных приборов, поступает на осциллограф, а при нати- чии микропроцессорных устройств — на порт ввода в микро ЭВМ для дальнейшей обработки информации и ее хранения в памяти (рис. 2).
Рис. 2. Структурная схема диагностирования буксовых узлов локомотива с использованием микропроцессорных средств:
1 — вибродатчики; 2 — температурные датчики. 3 — преобразователи и усилители сигналов;
4 — аналого-цифровые преобразователи; 5 — мультиплексор (коммутатор); 6 — устройства выборки и запоминания; 7 — микропроцессорное устройство; X — постоянное запоминающее устройство;
У — устройство индикации; 10 — пульт управления и задатчик программы.
Применение бортовых средств диагностирования буксовых узлов позволяет получить наиболее достоверную информацию о техническом состоянии буксовых узлов, гак как диагностические параметры измеряются в рабочем режиме и есть возможность вести контроль за скоростью нарастания дефекта.
Do'stlaringiz bilan baham: |