8.9.3. Діагностика з використанням пік-фактора

У 1968 році шведські фахівці запропонували метод аналізу високочастотної вібрації, що чутливий до появи мікроударів при контакті елементів тертя в підшипниках кочення. Згодом він отримав назву "метод ударних імпульсів" (також використовуються назви пік-фактор або крест-фактор). Для виконання такого виду аналізу високочастотної вібрації були створені спеціалізовані вимірювальні прилади, які через їх невелику вартість і в даний час є найбільш розповсюдженими засобами для контролю стану підшипників кочення.

Суть методу ударних імпульсів полягає в тому що наявність дефектів, що навіть зароджуються в підшипнику, приводить до появи високочастотних імпульсів і, отже, до збільшення пікових рівнів у високочастотному сигналі вібрації. Але середньоквадратичні рівні Xскз в загальному випадку можуть навіть залишатися незмінними. Середньоквадратичний рівень сигналу визначається наступною формулою:

. (4.1)

Відношення пікового і середньоквадратичного значень, яке називається пік-фактором, є діагностичною ознакою. В разі відсутності ударних імпульсів величина пік-фактора високочастотної вібрації підшипника кочення менше п'яти а за наявності ударних імпульсів цей показник може бути вище десяти. Принцип дії методу ударних імпульсів можна проілюструвати на прикладі високочастотних часових сигналів вібрації (мал. 8.25) справного підшипника кочення (а) і підшипника з раковиною на поверхні кочення (б).

Метод ударних імпульсів і досить прості прилади, що реалізовують його і вимірюють пік-фактор вібрації в діапазоні частот вище 25 кгц, широко використовуються для контролю стану підшипників кочення. Цей метод є чутливим навіть до дефектів, що зароджуються, проте не всі дефекти в підшипниках кочення супроводяться появою ударних імпульсів. Так, дефекти, які не призводять до продавлювання шара мастила, наприклад дефекти монтажу, не можуть бути виявлені методом ударних імпульсів. Але добре відомо що ці дефекти в значній мірі впливають на ресурс підшипників кочення. З причини того, що ударні імпульси можуть з'являтися при різних видах дефектів, а також при зміні якості мастила, цей метод не дає можливості ідентифікувати вид дефекту.

а

б

Рис. 8.25. Часові сигнали високочастотної вібрації підшипника кочення: а)  справний підшипник; б)  підшипник з раковиною на поверхні кочення

До того ж, метод ударних імпульсів не дозволяє здійснювати довгостроковий прогноз з причини неможливості визначати вид дефекту, а, як відомо, різні дефекти мають різні швидкості розвитку. І ще одна істотна особливість методу ударних імпульсів - це наявність ударних імпульсів у високочастотній вібрації справних низькооборотних підшипників з частотою обертання нижче 50 - 100 обертів за хвилину, що принципово утруднює використання цього методу і знижує його вірогідність. Тобто метод ударних імпульсів дозволяє контролювати стан підшипників кочення, але не діагностувати його.

Структуру приладу для виміру пік-фактора наведено на мал. 8.26.

Рис. 8.26. Структура приладу для виміру пік-фактора

У вимірнику пік-фактора для простоти реалізації зазвичай використовується механічний резонатор у вигляді металевого стрижня з резонансом на частотах вище 25 кгц. Настільки висока частота резонансу, з одного боку, знижує габарити резонатора, а з іншого боку дозволяє отримати вище значення пік-фактора за рахунок того, що на високих частотах стабільна в часі вібрація, що є перешкодою і збурюється силами тертя в контрольованих вузлах машини, мінімальна.