1523

С учетом поправки на кривизну траектории сигнал о Sтек обрабатывается в вычислителе 15 в соответствии с вышеуказанным процессом.

и скорости сближения с ним при движении колонны на повороте за счет свето-звуковой индикации, предупреждающей о достижении опасной дистанции и непосредственного автоматического воздействия на подачу топлива и тормозную систему транспортного средства при создании аварийной ситуации, а также поворота антенны в сторону изменения траектории движения лидера и его облучения в случае отклонения лидера от траектории следующего за ним транспортного средства.

Оснащение АТ автоматизированными системами предотвращения столкновений позволяет увеличить дальность обнаружения препятствий и потенциально опасных объектов на пути движения в любых условиях ограниченной видимости, позволяет частично или полностью исключить ошибки водителя в выборе безопасных режимов движения, снизить его утомляемость, что в конечном итоге обеспечит более быстрое срабатывание тормозной системы в экстренной ситуации.

661

Список литературы

1.Ляхова В.В., Свиридов Е.В. Автоматизированная система обеспечения безопасности движения автомобильной колонны // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. – 2015. – № 1. – С. 100–103.

2.Ляхова В.В. Автоматизированная система обеспечения безопасности движения военной автомобильной техники в колонне [Электронный ресурс] // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 3. – URL: www.eduherald.ru/123-12022 (дата обращения: 07.10.2015).

3.Ляхова В.В., Свиридов Е.В. Автоматизация управления движением военных автомобильных колонн // Актуальные вопросы совершенствования военной и специальной техники: сб. науч. материалов, посвященный 105-й годовщине со дня образования автомобильных войск России. – Пермь, 2015. – С. 17–22.

Об авторах

Свиридов Евгений Викторович – кандидат технических наук,

доцент кафедры автомобилей и технологических машин, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, e-mail: schem_sev@bk.ru.

Ибрагимов Айбек Сабитович – курсант 5-го курса факультета технического обеспечения, Пермский военный институт ВВ МВД Рос-

сии, e-mail: aibekibragimov7385@gmail.com.

662

УДК 621.7.08

А.К. Остапчук, А.Е. Тютнев, А.И. Шашков

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ В ДИАГНОСТИКЕ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ АВТОМОБИЛЯ

Проанализированы различные статические характеристики работы коробки передач. Сделан вывод о том, что основной вклад в общий уровень вибраций чаще всего вносят дефекты подшипников. Кроме того, применение методов вибродиагностики и анализ мощности вибросигнала, генерируемого коробкой передач, позволяет выявить дефекты, возникшие при сборке.

Ключевые слова: вибродиагностика, автокорреляционная функция, дефектация.

A.K. Ostapchuk, A.E. Tyutnev, A.I. Shashkov

THE APPLICATION OF STOCHASTIC PROCESSES

IN DIAGNOSIS THE CAR'S GEARBOX

The article analyzes the behavior of various static characteristics of operation of the gearbox. It is concluded that the main contribution to the overall level of vibration most often introduce defects in the bearings. In addition, the use of methods of vibrodiagnostics and analysis of the power of the vibration signal generated by gearbox, allows to detect defects caused during assembly.

Keywords: vibration diagnostics, autocorrelation function, fault detection.

Для диагностирования редукторов и коробок передач транспортных машин был разработан стенд, состоящий из кинематической части и программно-вычислительного комплекса. Вращение на входной вал агрегатов передается от электродвигателя мощностью 1,5 кВт с частотой вращения 1425 об/мин через ременную передачу. Диагностике подвергалась коробка передач, кинематическая схема которой представлена на рис. 1.

Для проведения виброизмерений были установлены датчики ускорения фирмы «Брюль и Къер» (Дания) в трех точках корпуса трансмиссии (рис. 1). Сигнал с вибродатчиков через согласующее устройст-

663

во записывается на магнитный носитель и обрабатывается при помощи оригинального пакета программ. Коробка передач диагностировалась на пяти различных скоростях: четырех рабочих и одной нейтральной.

Рис. 1. Кинематическая схема коробки передач

В результате обработки сигнала были получены спектры вибросигнала, его автокорреляционные функции, мощность и дисперсия, а также взаимная корреляция, полученная с различных датчиков [1]. Сигнал анализировался в диапазоне частот от 0 до 22 кГц, с разрешением по частоте 1–100 кГц.

Целью исследования является выявление дефектов изготовления и сборки, а также определение долговечности работы агрегата и источников наиболее мощных колебаний, причин их возникновения.

Для выявления источников интенсивных вибраций были рассчитаны значения оборотных, зубцовых и подшипниковых гармоник, которые приведены в табл. 1 и 2. Сопоставляя теоретически рассчитанную частоту с частотой, полученной на спектре вибросигнала, можно определить источник возмущения колебаний. После проведе-

664

ния данного эксперимента коробку подвергли полной разборке и дефектации. После устранения выявленных дефектов коробка передач была собрана и смазана. После проведенных работ были сняты показания по той же схеме. По результатам повторного эксперимента был проведен анализ полученных данных.

Таблица 1

Частоты основных источников возмущения (зубчатые колеса)

Предварительный анализ вибросигнала показал, что возбуждаемые колебания коробки имеют сложный полигармонический характер. Каждая пара колес, находящаяся в зацеплении, а также каждый подшипник генерирует модулированные по амплитуде и фазе импульсы.

665

При анализе полученных вибросигналов применяется математический аппарат спектрального и корреляционного анализа [2]. На рис. 2–4 показаны спектры колебаний и их автокорреляционные функции первого эксперимента, на рис. 5–7 – второго эксперимента. Основным источником информации служили спектры колебаний, а автокорреляционные функции являлись вспомогательным инструментом для выявления мощности вибросигнала и периодичности колебаний. Из спектров колебаний видно, что наиболее мощные колебания наблюдаются в зоне частот от 2,5 до 4,5 кГц, что соответствует частотам, генерируемым в основном зубчатыми колесами. Поскольку при ревизии технического состояния коробки передач не было обнаружено существенного износа или разрушения поверхностей зубьев зубчатых колес, можно предположить, что повышенные значения амплитуды колебаний в данном диапазоне частот связаны с дефектами сборки и погрешностями, полученными в процессе обработки деталей трансмиссии.

В выделенный диапазон частот попадают также колебания, генерируемые подшипниками качения, хотя импульсы подшипников находятся в верхней части выделенного диапазона и выше его. При дефектации был выявлен значительный износ рабочих поверхностей подшипников. В связи с этим можно предположить, что значи-

666

тельную часть мощности вибросигнала в выделенном диапазоне составляют колебания, создаваемые изношенными поверхностями подшипников, т.е. дефектами их беговых дорожек.

Рис. 2. Спектр колебаний (а) и автокорреляционная функция (б) вибросигнала (1-я передача)

Рис. 3. Спектр колебаний (а) и автокорреляционная функция (б) вибросигнала (2-я передача)

Рис. 4. Спектр колебаний (а) и автокорреляционная функция (б) вибросигнала (нейтральная передача)

667

Необходимо отметить, что негативное влияние на общую картину спектров колебаний второго эксперимента оказала переборка коробки передач, нарушавшая кинематику узла и, соответственно, его динамику и виброактивность, в результате чего наблюдается разброс виброхарактеристик двух экспериментов. Особенно это заметно на спектрах колебаний, полученных на четвертой передаче, где значение максимальной амплитуды колебания сдвинулось в сторону более высокой частоты.

Значение функции когерентности [2] на частотах гармоники зубцовых частот зависит от расположения датчиков. Когерентность близкорасположенных точек (1–2), (2–3) больше, чем удаленных (1–3) (см. рис. 1). Это говорит о том, что для получения более достоверной информации о виброакустических процессах интересующего нас узла механизма датчик целесообразно разместить в непосредственной близости от источника возбуждения [3].

Рис. 5. Спектр колебаний (а) и автокорреляционная функция (б) вибросигнала (1-я передача)

Рис. 6. Спектр колебаний (а) и автокорреляционная функция (б) вибросигнала (2-я передача)

668

Список литературы

1.Остапчук А.К., Овсянников В.Е. Применение теории случайных процессов для моделирования параметров качества деталей машин // Вестник Кузбас. гос. техн. ун-та. – 2013. – № 3 (97). – С. 75–77.

2.Остапчук А.К., Рогов Е.Ю., Овсянников В.Е. Метод оценки погрешности формы деталей гидравлических систем транспортных машин // Транспорт Урала. – 2011. – № 2. – С. 38–40.

3.Остапчук А.К., Маслов Д.А. Диагностика состояния работоспособности агрегатов транспортных машин. // Инновации и исследования в транспортном комплексе: материалы 1-й Междунар. науч.-

практ. конф. – Курган, 2013. – С. 300–304.

Об авторах

Остапчук Александр Константинович – кандидат техниче-

ских наук, доцент структурного подразделения высшего образования, Курганский институт железнодорожного транспорта, e-mail: ostapchuk_ss@mail.ru.

Тютнев Александр Евгеньевич – аспирант, Уральский госу-

дарственный университет путей сообщения, e-mail: brav026@mail.ru. Шашков Алексей Игоревич – аспирант, Уральский государст-

венныйуниверситетпутейсообщения, e-mail: svoboda666free@gmail.com.

670