ОБОСНОВАНИЕ ДИАГНОСТИКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСА ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС В КОРОБКЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
Чавпецов В.В. (БГИТА, г.Брянск, РФ)
Научный руководитель работы – д.т.н., проф. Тихомиров В.П.
A ground of diagnostics and determination of resource of zubchatych wheels is in the box of switching of transmissions of passenger cars
Выявление различных дефектов зубчатых передач базируется на анализе вибрационных сигналов, измеренных на корпусе устройства, в состав которого входит зубчатая передача. Современные диагностические методы используют достижения в области обработки и анализа вибрационных сигналов, что позволяет выявлять практически любой дефект зубчатых передач. Применение предлагаемых методов диагностики позволяет контролировать качество зубчатых передач и выявлять их дефекты на стадиях проектирования, изготовления, доводки и испытаний.
Диагностика дефектов зубчатых передач базируется на анализе: синхронно накопленных сигналов виброскорости и виброускорения, измеренных на корпусе объекта; усредненных спектров виброускорения в диапазоне до 16 кГц при частотном разрешении 0,8 Гц; огибающей сигналов в полосе частот проявления зубцовых гармоник и в широкой полосе частот; спектров огибающей в полосе до 2 кГц. Применение указанных характеристик позволяет не только выявлять наличие дефектов и аномалий в работе зубчатых передач, но и оценивать степень их опасности, что особенно необходимо при отбраковке шестерен.
В процессе испытаний зубчатых пар на испытательном стенде проводят оценку влияния параметров пятна контакта на качество и вибрационные характеристики зубчатых передач с помощью вибрационного критерия
где Аi - амплитуда i-й зубцовой гармоники.
Зависимости значений параметра К1 от частоты вращения при нагрузке для обычной пары и для пары с улучшенным пятном контакта приведены на рис.1 и в табл.1. Характерный спектр в диапазоне частот максимальной зубцовой гармоники ведущего вала (6-я зубцовая) приведен на рис. 2. Пара с улучшенным пятном контакта генерирует спектр зубцовых гармоник с уровнем в 2 раза меньшим, чем обычная пара. Таким образом, используя данный критерий при различных частотах вращения шестерни коробки переключения передач (КПП) можно оценить качество пятна контакта зубчатого зацепления. Хорошие пары не должны иметь значение этого параметра на максимальном режиме более 5,5-6,0 м/c2 (верхняя граница заштрихованной области на рис.1).
Таблица 1- Значения диагностического параметра K1 (м/c2) при работе заднего моста на переднем ходу при нагрузке 0,1 МПа
|
Тип зубчатой пары |
Режимы работы (частота вращения ведущего вала, об/мин) |
||
|
1500 |
3000 |
4000 |
|
|
Обычная пара, K1 (м/c2) |
2,50 |
9,24 |
9,44 |
|
С улучшенным пятном контакта, K1 (м/c2) |
0,47 |
3,35 |
5,35 |
Испытания зубчатых пар на контрольно-обкатном станке проводят в два этапа - на первом этапе вибрационные параметры измеряются для непритертых пар, на втором- для притертых пар, предъявляемых мастерам ОТК ("слухачам") для оценки шумовых характеристик.
Рисунок 1- Зависимость критерия К1 , характеризующего качество пятна контакта, от нагрузки:1- зависимость для обычной пары, 2- зависимость для пары с улучшенным пятном контакта
Рисунок 2- Характерные синхронно накопленные спектры виброускорения в диапазоне 6-й зубцовой гармоники для обычной зубчатой пары и для пары с улучшенным пятном контакта
Значения диагностических параметров, которые используются для оценки состояния зубчатых пар, получают по синхронно накопленным спектрам виброускорения с использованием зубцовых кратностей ведущего вала.
Диагностирование позволяет с определенной вероятностью выявлять дефекты и неисправности зубчатых передач, определяемые: погрешностями изготовления (неравномерностью шагов, радиальным биением бочкообразностью зубьев и др.); некачественной обработкой (шероховатостью боковых поверхностей зубьев, питтингом, микротрещинами, забоинами); некачественной сборкой (несоосностью валов, боковыми зазорами).
Литература
1. Горленко, О.А. Зубчатая передача как функциональный модуль объекта проектирования / О.А. Горленко, В.П. Тихомиров, А.С. Проскурин // Сборка в машиностроении, приборостроении, 2007. №8. С. 40-44.
2. http://www.vibration.ru/ Основы анализа данных и поиска неисправностей/ Glenn D. White, DLI Engineering Corporation.
3. http://www.vibration.ru/gaz.shtml/ Основы измерения вибрации: по материалам фирмы DLI (под редакцией Смирнова В.А.).