Продолжение табл. 8.2

	Частота признаков
Вид дефекта и основные причины его возникновения	основных	дополни­
		тельных

Структурные нарушения жесткости

• Отрыв фундаментной плиты от фундамента; трещины в фун­	kfc	Возможен
даменте.	наиболь­	рост ВЧ,
• "Опрокидывание" корпуса подшипника при движении его по	шая виб­	Вибрации на
фундаментной раме, например, вследствие заедания.	рация на	высших гар­
• Местный отрыв опорной поверхности корпуса подшипника	частоте	мониках час­
под действием разгружающего реактивного момента статора.	возбуж­	тоты возбу­
• Ослабление резьбовых соединений крепления вкладыша, кор­	дения,	ждения оп­
пуса подшипника, фундаментной рамы (фундаментных болтов).	*= 1 ...8	ределяются
• Неплотности прилегания, деформации, коробление опорной		нелинейно­
поверхности.		стью
• "Мягкая опора".
• Трещина в корпусе подшипника

Диагностические признаки:

• вибрация на частотах kf_r, обычно k = 1 ... 12 и более; гармонический состав определяется возбуждением, уровень вибрации на высших гармониках зависит от удаленности нарушения жесткости от ротора - при ослаблениях связанных с фундаментом к = 1 ... 2; при ослаблениях резьбовых соединений вкладыша к = 8 ... 12;

• преобладание вибрации в одном из главных направлений более чем в 3 ... 4 раза над виб­рацией в других ортогональных направлениях;

• изменение характера вибрации при переходе через границу дефектного сопряжения;

• анизотропность и нелинейность;

• "мягкая опора" локализуется с помощью оборудования для выверки валов или на рабо­тающей машине в процессе последовательного ослабления и затяжки крепежных соединений.

Причины вибрации: уменьшение жесткости (увеличение податливости) опорной системы, вибрация обратно пропорциональна динамической жесткости (если происходит уход от резо­нанса при плохой отстройке или воздействии расцентровки, то может и уменьшаться)

Графики характерных дефектов, вызванных структурными нарушениями жесткости

Н, мм

V, мм/с

200 400 600 800 Гц Спектры вибрации

а) б)

Точки измерения (а) и контурная характеристика (б) опоры агрегата

(Я - высота опоры агрегата)

0 4 8 12 16 У, мм/с

^Нб ■ ^Н7 120 I (—

160 200 ф, —I 1 I-»-’

	Частота признаков
Вид дефекта и основные причины его возникновения	основных	дополни­
		тельных

Продолжение табл. 8.2

Случайная вибра­ция, удары, Воз­можен рост ВЧ. Вибрации на выс­ших гармониках частоты возбуж­дения определя­ются нелинейно­стью

Ослабления, разболтанность

kf_r;(2k-iy_r/2;

наибольшая виб­рация на частоте возбуждения, обычно к= 4... 12. Часто kfc моду­лируется (2к- \УЛ

• Нарушение плотности резьбовых соединений.

• Повышенные зазоры, люфты (разрушения материала подшипников).

• Ослабления посадки деталей на роторе.

• Ослабления в редукторах, в муфтах

Диагностические признаки:

• вибрация на частотах kf_r, обычно k= 1 ... 12 и более; наибольшая вибрация на частоте воз­буждения; вибрация на дробных частотах (2к - IYJ2 и субгармониках; удары могут возбуждать колебания на собственных частотах, часто модулируемых дробными гармониками роторной частоты; /с/_с модулируется (2к - 1 )/У2;

• флуктуации вибрации по амплитуде и фазе на гармониках частот возбуждения (см. рис. "Спектры вибрации, замеренные с малым интервалом 1 ... 2 с");

• сильно отличающаяся от эллиптической орбита при ослаблениях, расположенных "близ­ко" от ротора: анизотропность, флуктуации величины и фазы вибрации при "входе" в оборот, на кривой вибрации петли;

• высокая доля стохастической составляющей;

• интенсивность высокочастотной вибрации зависит от сил возбуждения.

Причины вибрации: колебания между жесткими упорами, сопровождающиеся ударами - нелинейность и параметрические колебания.

Опасность в том, что происходит быстрый вибрационный износ, наклеп, разрушение кре­пежных деталей, центровочных прокладок

120 160 200 240 t, мс Форма сигнала вибрации

Графики характерных дефектов, вызванных ослаблением и разболтанностью

20 15 10 5 0 5 10 15 20 / Гц Орбиты вибрации за один оборот вала

	Частота признаков
Вид дефекта и основные причины его возникновения	основных	дополни­
		тельных

F, мм/с

Спектры вибрации, замеренные с малым интервалом 1 ... 2

Спектр вибрации (стрелки указывают на диагностические признаки)

Глава 9

ВИБРОДИАГНОСТИКА ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

9.1. Кинематика зубчатых передач

Одним из наиболее распространен­ных механизмов в машинных агрегатах является редуктор, назначение которого - согласование частот вращения вала высо­кооборотного двигателя и низкооборотно­го выходного вала установки (и, соответ­ственно, повышения передаваемой мощ­ности). Зубчатая передача, работающая в режиме повышения оборотов выходного вала, называется мультипликатором. Ре- дукторные механизмы бывают переборно­го, планетарного и смешанного типов, одноступенчатые и многоступенчатые, прямозубые и косозубые с различным профилем зуба, видом зацепления, моду­лем зуба и качеством изготовления и мон­тажа зубчатых колес.

На рис. 9.1 представлены примеры зубчатых передач переборного типа, де­монстрирующие разнообразие конструк­ций зубчатых механизмов, с помощью которых осуществляется передача непре­рывного вращения от одного вала к дру­гому с заданным передаточным отноше­нием [126]. В зубчатых передачах разли­чают внешнее (рис. 9.1, а), внутреннее (рис. 9.1, б) и реечное зацепление (рис.

1. в): звено 1 - шестерня, 2 - колесо (или частный случай колесо - рейка).

В зависимости от расположения осей колес зубчатые передачи могут быть с параллельными осями (цилиндрические) (см. рис. 9.1, а, б), с пересекающимися ося­ми (конические) (рис. 9.1, г) и со скрещи­вающимися осями или гиперболоидные передачи, вариантами которых являются винтовые (рис. 9.1, д), червячные (рис.

1. е) и гипоидные (рис. 9.1, ж) передачи. В винтовой передаче звенья 1,2 - косозу­бые цилиндрические колеса; в червячной передаче звено 1 - червяк, 2 - червячное колесо; в гипоидной передаче звенья 1,

2. - конические колеса.

Если оси вращения валов параллель­ны, то передача движения от одного вала к другому осуществляется с помощью цилиндрической зубчатой передачи. Пе­редача вращательного движения между параллельными валами при помощи зуб­чатых колес осуществляется непосредст­венным касанием поверхностей зубьев. Боковые поверхности зубьев касаются друг друга по линиям контакта и имеют в любой точке линии контакта общее на­правление нормалей. Главной боковой поверхностью зуба зубчатого колеса явля­ется эвольвентная поверхность, так как среди цилиндрических передач особое распространение получили эвольвентные передачи, имеющие значительные пре­имущества перед другими. Так, эволь­вентные передачи допускают изменение межосевого расстояния, сохраняя при этом постоянство передаточного отноше­ния и обладают хорошими эксплуатаци­онными качествами.

Во многих машинах применяются зубчатые передачи, в которых оси валов либо пересекаются (конические переда­чи), либо скрещиваются (гиперболоидные передачи). Оба типа передач относятся к категории пространственных механизмов. Частным случаем гиперболоидной пере­дачи является червячная зубчатая переда­ча. Как правило, в червячной передаче ведущим является червяк - косозубое зубчатое колесо, линия зубьев которого делает один или более оборотов вокруг его оси. Число зубьев червяка z называют числом его заходов.

Рис. 9.1. Примеры зубчатых механизмов

К качественным показателям зубча­той передачи, позволяющим оценить не­прерывность и плавность зацепления, от­

носится коэффициент перекрытия. Для обеспечения этих показателей каждая по­следующая пара зубьев должна войти в зацепление еще до того, как предшест­вующая пара выйдет из зацепления [126]. Показателем качества работы передачи является также коэффициент скольжения, учитывающий степень проскальзывания профилей зубьев в процессе зацепления, что приводит к износу профилей. Коэф­фициент удельного давления учитывает влияние геометрии зубьев на величину контактных напряжений, чрезмерное уве­личение которых приводит к выкрашива­нию материала на рабочей поверхности зубьев.

Разнообразие конструкций, габарит­ных размеров, скоростных режимов и,