Аннотация
В работе предложена автоматизированная система измерения величины рабочего радиального зазора подшипника качения в процессе его эксплуатации. При эксплуатации узлов, подверженных воздействию трения, на их рабочих поверхностях протекают процессы изнашивания материала. В зависимости от величины прикладываемой к подшипнику нагрузки, скорости вращения внутреннего кольца, наличия смазки и абразивных частиц в ней, на поверхностях беговых дорожек и тел качения могут развиться окислительное и абразивное изнашивание, усталостное выкрашивание, что приводит к ускоренному увеличению рабочего радиального зазора. Повышенное значение рабочего радиального зазора в процессе эксплуатации подшипника говорит об его износе. Пониженное значение рабочего радиального зазора также недопустимо, так как в этом случае может произойти заклинивание подшипника, что, в свою очередь, может привести к аварии и выходу дорогостоящего оборудования из строя. Из сказанного можно сделать вывод о том, что в ответственных узлах оборудования необходим постоянный мониторинг состояния подшипника, в том числе и величины его рабочего радиального разора. В работе показана возможность автоматического измерения величины рабочего радиального зазора в подшипнике качения с помощью датчика вибрации, регистрирующего значения виброускорения, возникающего при вибрации внутреннего кольца подшипника, установленного на вращающийся вал. Расчет величины зазора производится программным путем после чтения по интерфейсу Ethernet значений измеренного виброускорения с устройств для анализа сигналов вибрации. Разработанная система при внедрении её в существующую систему вибродиагностики и мониторинга состояния промышленного объекта позволит повысить информативность диагностирования неисправностей подшипников качения как наиболее ответственного узла многих механизмов, используемых в промышленности.
Ключевые слова
Радиальный зазор, измерение, автоматизированная система, мониторинг, вибродиагностика, рабочий зазор, подшипник качения, узел трения, поверхность качения, подшипниковая опора, виброускорение, виброперемещение.
1. Неразрушающий контроль: справочник. В 7 т. / под ред. В.В. Клюева. Т. 7, кн. 2. М.: Машиностро-ение, 2005. 829 с.
2. M. Byrtus, J. Sobra, M. Krizek, T. Kavalir, V. Kindl, K. Hruska. Dynamic load of induction machine due to rotor's eccentricity and bearing clearance. 18th Euro-pean Conference on Power Electronics and Applica-tions, 2016, doi: 10.1109/EPE.2016.7695684.
3. R. Mistry ; B. Finley ; S. Kreitzer ; R. Queen. Influ-encing factors on motor vibration & rotor critical speed in design, test and field applications. Petroleum and Chemical Industry Technical Conference, 2014, doi: 10.1109/PCICon.2014.6961887.
4. Санинский В.А., Худяков К.В., Смирнова Е.Н. Способ сборки подшипников качения // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2016. № 8 (187). С. 49–52.
5. Бойназаров Г.Г. Влияние эксплуатационных па-раметров на долговечность подшипниковых опор буровых станков // Science Time. 2016. № 8 (32). С. 33–38.
6. Копытов С.М., Космынин А.В., Ульянов А.В. Спо-соб измерения рабочего зазора бесконтактных подшипников // Современные наукометрические технологии. 2013. № 3. С. 40–42.
7. Юркевич В.В. Изменение траектории оси вала от натяга в подшипниках качения // СТИН. 2014. № 6. С. 11–13.
8. Орлов А.В. Вибрация в радиальном роликовом подшипнике, вызываемая износом // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2013. № 4. С. 63–69.
9. Леонтьев М.К., Снеткова Е.И., Дегтярев С.А. Ди-намика неуравновешенного ротора на роликовом подшипнике // Вестник Московского авиационного института. 2013. Т. 20. № 1. С. 95–105.
10. Ishmetyev E.N., Logunova O.S., Panov A.N., Cistya-kov D.V., Bodrov E.E. Stationary automatic vibration control and analysis systems: application experience. Journal of Computational and Engineering Mathematics, 2017, vol.4, no. 1, pp. 3–15.
11. Пат. 2432560 Российская Федерация, МПК G01M 13/04. Способ диагностики радиального зазора в шарикоподшипниках / Красев В.А., Ножницкий Ю.А., Петров Н.И.; заявитель Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный институт авиационного моторо-строения им П.И. Баронова». № 2010128329/28; заявл. 09.07.2010; опубл. 27.10.2011.
12. Пат. 1723479 СССР, МПК G01M 13/04. Способ определения радиального зазора в подшипнике качения / Фельдман В.Д.; заявитель Научно-производственное объединение «Индикатор». № 4680685/27; заявл. 16.01.89; опубл. 30.03.92.
13. Барков А.В., Баркова Н.А. Вибрационная диагно-стика машин и оборудования. Анализ вибрации: учеб. пособие. СПб.: СПбГМТУ, 2004. 156 с.
14. Волков В.М. Метрология, стандартизация и серти-фикация. Ч. 3: конспект лекций. Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2009. 69 с.
15. Adams M.L. Rotating Machinery Vibration: From Analysis to Troubleshooting. 2nd edition. CRC Press, Taylor & Francis Group, 2010. 476 p.
16. ГОСТ 24810-81 (СТ СЭВ 775-77). Подшипники качения. Зазоры. М.: Изд-во стандартов, 1993. 23 с.
17. ГОСТ 24810-2013. Подшипники качения. Внут-ренние зазоры. М.: Стандартинформ, 2014. 20 с.