shkolaput.ru 1 ... 2 3 4 5 6

 
10
 
Рисунок 1 - Схема экспериментальной установки 
Здесь: 1-электродвигатель, 2-вал  ротора, 3-промежуточный  вал, 4-вал 
червяка, 5-выходной вал, 6-червяк, 7-червячное колесо, 8-шкиф выходного вала, 9-
подшипник  входного  вала  редуктора  типа 625, 10-подшипник  вала  червяка  типа 
6000, 11-муфта 
 
Расчет  частот  взаимодействия  кинематических  пар  привода,  исходя  из 
технических  характеристик,  приведен  в  таблице 1. Результаты  проведенных 
исследований  позволили  сделать  вывод  о  возможности  идентификации  дефектов 
привода  по  спектру  токового  сигнала.  На  основе  результатов  проведенных 
исследований  был  разработана  методика  диагностирования  технического 
состояния приводов в условиях действующей атомной станции, как в период ППР 
(планово-предупредительных ремонтов), так и в режиме нормальной эксплуатации 
конкретного энергоблока. 
  
Таблица 1 – Частоты взаимодействий кинематических пар привода 
№ 
Наименование частоты 
Значения, 
п/п 
Гц 
1 2 

1  Частота вращения вала ротора  (2) 
23,33 
r
2  Частота вращения промежуточного вала редуктора   (3) 
7,77 
2
3  Частота вращения вала червяка   (4) 
3
2,59 
4  Частота вращения выходного вала   (5) 
0,09 
4
5  Частота вращения сепаратора   подшипника 6000 (10) 
с
0,97 
6  Частота вращения тел качения   подшипника (10) 
тк
4,6 
Частота перекатывания тел качения по внешнему кольцу   

н
6,8 
подшипника (10) 
Частота перекатывания тел качения по внутреннему кольцу 
8   подшипника (10) 
11,7 
вн
9  Частота вращения сепаратора  fс  подшипника (9) 
8,7 
10  Частота вращения тел качения  fтк  подшипника (9) 

37,3 

f
11  Частота перекатывания тел качения по внешнему кольцу  н  
52,0 
подшипника (9) 
Частота перекатывания тел качения по внутреннему кольцу 
12  f
97,2 
вн  подшипника (9) 
 





 
11
 
а)                                                     б) 
 
в) 
Рисунок 2 - Амплитудно-частотные характеристики 
токового сигнала электродвигателя. 
 
 
Для  удобства  идентификации  состояния  привода  дефекты  разделены  на 
группы: 
1) дефекты биения валов; 
2) дефекты подшипниковых узлов; 
3) дефекты зубчатых передач. 
На  рисунке  2а,б,в  приведены  фрагменты  спектров  токового  сигнала  для 
нормально работающего привода (рисунок 2а) и привода с внесенными дефектами 
(рисунок 2б,2в). 
Основные частоты привода приведены в таблице 2. 
Таблица 2 –Значения частот электропривода 
№ 
Наименование 
Фактическое  Амплитуда, 
значение, Гц 
дБ 

Частота вращения ротора   
24,87 -55 
r

Частота вращения промежуточного вала,    
8,24 -70 
2

Частота вращения вала червяка,    
3
2,65 -69 

 
12
При  моделировании  дефекта  биение  вала  двигателя  был  внесен  дисбаланс  
путем  смещения  центра  масс  привода  посредством  дополнительного  груза  весом 
20  г.,  прикрепленного  к  муфте  №11.  Наличие  этого  дефекта  приводит  к 
уменьшению скорости и соответственно к смещению частоты вращения вала №2 в 
область низких частот, с увеличением ее амплитуды по отношению к нормальному 
состоянию двигателя (см. рисунок 2 б). 
Основные  частоты  привода  с  внесенным  дефектом  «биение  вала» 
электродвигателя приведены в таблице 3. 

 

Таблица 3 – Частоты проявления дефекта «биение вала» 
№ 
Наименование 
Фактическое  Амплитуда, 
значение, Гц 
дБ 
Частота вращения ротора  
24,22 
-48 

r
2-я гармоника - 2  
48,60 
-62 
r
 
При  моделировании  износа  подшипника  (см.  рисунок  2в)  в  исправный 
подшипник №10 был внесен искусственный дефект в виде раковин на поверхности 
внешнего кольца. Наличие этого дефекта приводит к: 
1) уменьшению  скорости  и  частоты  вращения  вала  № 2, смещению  в 
область  низких  частот  в  результирующем  спектре  токового  сигнала  (см.  рисунок 
2в); 
2) появлению  в  результирующем  спектре  частоты  перекатывания  тел 
качения подшипника № 10 по наружному колесу 
3) увеличение амплитуды частоты перекатывания тел качения при развитии 
дефекта (см. рисунок 2в); 
Основные  частоты  электропривода  с  внесенным  дефектом  подшипника 
приведены в таблице 4. 
 
Таблица 4 - Частоты проявления дефекта «износ наружного колеса» 
№ 
Наименование 
Фактическое значение частоты, Гц 
Без 
Начальна
Амплит
Развита
Амплит
дефекта 
я стадия   уда, дБ  я стадия   уда, дБ 
дефекта 
дефекта 
Частота вращения ротора  
24,87 
24,20 
-56 
24,00 
-53 

r
2-я гармоника - 2   
− 
48,60 
-67 
48,22 
-71 
r
2  Наружная частота,   
− 
6,8 -81 6,8 -68 
н
 
Для  повышения  информативности  из  спектра  токового  сигнала  выделяется 
область частоты вращения червяка, путем расчета огибающей токового сигнала и 
дальнейшей его фильтрацией полосовым фильтром с центром на частоте вращения 
червяка  и  шириной 1 Гц.  Откладывая  полученное  временное  распределение 

сигнала на оси лепестковой диаграммы, получаем нагрузочную диаграмму червяка, 
характеризующую  состояние  червячного  колеса,  т.к.  на  один  период  вращения 
червяка приходится большая часть нагрузки одного зуба червячного колеса. 


<< предыдущая страница   следующая страница >>