Modelowanie dynamiczne łożysk tocznych na potrzeby diagnostyki

Algorytm wyznaczania sztywności łożysk, działający na podstawie opisanej metody obliczeniowej i uwzględniający możliwe uszkodzenia wybranych elementów łożyska, został więc zaimplementowany do opracowanych modeli układów napędowych z przekładniami zębatymi różnego typu.

Określanie stanu technicznego łożysk tocznych na podstawie wyników pomiarów, a także bazy symptomów

Lokalne uszkodzenia bieżni łożyska lub elementów tocznych generują w czasie pracy impulsowe zaburzenia sygnałów drgań. W przedstawionej sytuacji są to drgania poprzeczne wałów przekładni zębatej. Zaburzenia te ujawniają się głównie w paśmie częstości drgań własnych wału łożyskowanego w korpusie przekładni.

Badania wykazały, że stosunkowo łatwo można zaobserwować efekty spowodowane uszkodzeniem bieżni łożyska w czasowo-częstotliwościowym rozkładzie Wignera-Ville’a sygnału prędkości drgań poprzecznych wału mierzonych w kierunku działania siły międzyzębnej. Wykorzystanie w diagnozowaniu pomiarów prędkości drgań wałów jest bardziej efektywne niż przetwarzanie pomiarów przyspieszeń lub prędkości drgań obudowy łożyska.

W przypadku braku uszkodzeń łożysk w obrazach transformat Wignera-Ville’a można było zaobserwować tylko nieznaczne zaburzenia spowodowane błędami podziałki kolejnych par zębów wchodzących w przypór. Rozwój uszkodzenia spowodował pojawienie się w rozkładzie Wignera-Ville’a lokalnych maksimów o okresie powtarzania równym okresowi przetaczania się elementów tocznych łożyska przez uszkodzony fragment bieżni, a także stopniowy wzrost amplitud tych maksimów. Wyznaczenie częstotliwości występowania takich zaburzeń, co jest możliwe w przypadku analiz czasowo-częstotliwościowych, pozwala w wielu sytuacjach na wykrycie uszkodzenia łożyska.

Określanie amplitud charakterystycznych częstotliwości w sygnałach pozyskanych na diagnozowanym obiekcie i ich porównanie z bazą symptomów bądź z wynikami pomiarów wcześniej zrealizowanych na tym samym badanym obiekcie pozwala określić, czy wystąpiły niekorzystne zmiany stanu technicznego. Ważne jest jednak wzięcie pod uwagę, że niektóre symptomy niekoniecznie muszą wiązać się z naturalnym zużyciem lub rozwojem uszkodzenia. Mogą jedynie wynikać z konstrukcji łożysk, które jak już przedstawiono, same są również źródłem drgań. Z tego względu wskazane jest więc utworzenie bazy symptomów, których wystąpienie będzie jednoznacznie świadczyć o zmianie stanu technicznego łożyska. Ważne jest przy tym wykorzystanie jej w systemach monitorowania. Może się to więc przyczynić do pewnej automatyzacji procesu diagnozowania. W utworzeniu takiej bazy z kolei wskazane jest skorzystanie z odpowiednio rozbudowanych modeli dynamicznych.

Galeria

Zobacz więcej