Метод «ударных импульсов»
Метод ударных импульсов основан на измерении и регистрации механических ударных волн, вызванных столкновением двух тел. Ускорение частиц материала в точке удара вызывает волну сжатия, которая распространяется в виде ультразвуковых колебаний. Ускорение частиц материала в начальной фазе удара зависит только от скорости столкновения и не зависит от соотношения размеров тел. Период времени мал, и заметной деформации не происходит. Величина фронта волны является мерой скорости столкновения (удара) двух тел. Во второй фазе удара поверхности двух тел деформируются, энергия движения отклоняет тело и вызывает в нем колебания.
Для измерения ударных импульсов используется пьезоэлектрический датчик, на который не оказывают влияние фон вибрации и шум. Вызванная механическим ударом фронтальная волна сжатия возбуждает затухающие колебания в датчике (преобразователе).
Пиковое значение амплитуды этого затухающего колебания прямо пропорционально скорости удара (V). Поскольку затухающий переходный процесс очень хорошо определяется и имеет постоянную величину затухания, его можно отфильтровать от других сигналов, т.е. от сигналов вибрации. Анализ затухающего переходного процесса - основа метода ударных импульсов.
Наблюдаемый процесс аналогичен процессу, происходящему в камертоне: как бы вы по нему ни ударили – он звенит на своей собственной частоте. Так и подшипниковые узлы от соударения дефектов «звенят» на своей частоте. Частота эта практически всегда лежит в диапазоне 28-32 кГц, но, в отличие от камертона, эти колебания очень быстро затухают, поэтому на осциллограммах они выглядят практически, как импульсы, что и дало название методу – метод ударных импульсов.
Результаты измерений очень легко нормировать по скорости соударения, зная геометрию подшипника и его обороты. Амплитуды ударных импульсов однозначно связаны со скоростью соударения дефектов и глубиной дефектов. Поэтому по амплитудам ударных импульсов можно достоверно диагностировать наличие и глубину дефектов.
Достоинства: высокая чувствительность, информативность и помехозащищенность. Метод прост и дёшев в реализации, существуют простые портативные приборы.
Недостаток: существует одно ограничение, связанное с конструктивным исполнением механизма. Поскольку речь идёт об измерении параметров ультразвуковых колебаний, которые заметно затухают на границах разъёмных соединений, для точности измерений необходимо, чтобы между наружным кольцом подшипника и местом установки датчика находился сплошной массив металла. В большинстве случаев это не вызывает проблем.
Сущность метода иллюстрирует форма высокочастотных сигналов вибрации, приведенная на рисунке 2.9.
На первой кривой (рисунок 2.9,а) приведена форма высокочастотной (выше 20 кГц) вибрации бездефектного подшипника. На второй кривой (рисунок 2.9,б) показана вибрация от одиночных ударных импульсов, появляющихся при контакте тел и дорожек качения в месте разрыва смазки, состояние которой ухудшилось вследствие ее старения. На третьей кривой (рисунок 2.9,в) приведена вибрация при периодических ударных импульсах из-за раковины на наружном (неподвижном) кольце подшипника. Наконец, на четвертой (рисунок 2.9,г) показана вибрация, возбуждаемая частыми непериодическими ударными импульсами при большом количестве дефектов на разных поверхностях качения. Практически первая и четвертая кривая отличаются только масштабом (мощностью) сигнала.
Рисунок 2.9 - Форма высокочастотных сигналов вибраций для различных случаев.
Актуальное на сайте:
История спутниковых навигационных систем
Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС - GPS) – это советская, а позже российская высокотехнологичная разработка Министерства Обороны, которая предназначена для локального позиционирования объектов с помощью взаимосвязанног ...
Описание устройства и действия пневматической части тормозной системы
В пассажирских вагонах воздухораспределитель №292 крепится на кронштейне или крышке тормозного цилиндра. На магистральной трубке расположены концевые краны с соединительными рукавами и пылеловка, а на отводах от нее - разобщительный кран ...
Участок по механизации и метрологии
В состав участка по механизации и метрологии входят бригады: По механизации и автотранспорту, дистанционной мастерской, пусконаладочных работ, метрологии. ...
Автомобильные дизельные топлива