Важливим завданням при проектуванні і експлуатації машин є забезпечення безаварійної та безперебійної роботи, а також забезпечення якості продукції, що випускається. вібрації, що виникають в опорах валів машини, істотно впливають на якість виробів, що випускаються. Розглянуто способи діагностики вібрацій, що виникають в підшипниках кочення. Представлений аналіз методик діагностування підшипників кочення друкованої пари.

Анотація наукової статті з механіки і машинобудування, автор наукової роботи - Сєркова Любов Борисівна


ANALYSIS OF METHODS OF DIAGNOSTICS OF ROLLING BEARINGS OF THE PRINTING MACHINE

An Important task in the design and operation of machines is to ensure trouble-free and uninterrupted operation, as well as ensuring the quality of products. Vibrations occurring in the shaft supports of the machine, have a significant impact on the quality of products. In this paper, the methods of diagnostics of vibrations arising in rolling bearings are considered, the analysis of methods of diagnostics of rolling bearings of printed pair is presented.


Область наук:

  • Механіка і машинобудування

  • Рік видавництва: 2019


    Журнал: Известия Тульського державного університету. Технічні науки


    Наукова стаття на тему 'АНАЛІЗ МЕТОДІВ ДІАГНОСТИКИ ПІДШИПНИКІВ КОЧЕННЯ друкованої МАШИНИ'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІЗ МЕТОДІВ ДІАГНОСТИКИ ПІДШИПНИКІВ КОЧЕННЯ друкованої МАШИНИ»

    ?УДК 621-9

    АНАЛІЗ МЕТОДІВ ДІАГНОСТИКИ ПІДШИПНИКІВ КОЧЕННЯ

    друкованої МАШИНИ

    Л.Б. Сєркова

    Важливим завданням при проектуванні і експлуатації машин є забезпечення безаварійної та безперебійної роботи, а також забезпечення якості продукції, що випускається. Вібрації, що виникають в опорах валів машини, істотно впливають на якість виробів, що випускаються. Розглянуто способи діагностики вібрацій, що виникають в підшипниках кочення. Представлений аналіз методик діагностування підшипників кочення друкованої пари.

    Ключові слова: вібрації, підшипник кочення, друкована пара, друкарська машина.

    В сучасності практично будь-яку машину неможливо уявити без підшипників будь-якого виду. Дане корисний винахід з'явилося ще в давнину і знання про природу тертя ковзання і тертя кочення удосконалювалися протягом жодної сотні років. Незважаючи на простоту цього винаходу, з першого погляду, воно є дуже складним, і тертя кочення є цілим комплексом явищ.

    Підшипник є збірною одиницю, що є частиною опори будь-якого валу, створюючи тим самим рухливу вісь (рис. 1).

    Мал. 1. Схема підшипника кочення: 1 - корпус; 2 - зовнішнє кільце;

    3 - сепаратор; 4 - вал; 5-тіла кочення

    Кількість і положення тіл кочення в зоні зміни впливають на жорсткість підшипникового вузла. Зміна жорсткості, в свою чергу, впливає на виникнення вібрації, при цьому наявність дефекту викликає значне збільшення рівня вібрації. Дефекти підшипників кочення можна класифікувати наступним чином (рис. 2).

    На даний момент накопичено великий досвід по конструюванню, використання і діагностиці підшипників кочення, однак зростання впровадження високоточних підшипникових вузлів в машинах великої продуктивності призводить до збільшення вимог до надійності і розробці нових методів діагностики для запобігання позаштатних ситуацій в роботі агрегату.

    Викраші- \ /

    вання \ I фреттинг-

    поверхно- I I корозія

    Мал. 2. Класифікація дефектів підшипників кочення

    Забезпечення надійності машини, в тому числі і підшипникових вузлів, є однією з найважливіших задач машинобудування. До надійності прийнято відносити: безвідмовність, довговічність, ремонтопридатність, збереженість.

    Всі ці показники надійності позначаються на ресурсі машини і визначають тривалість експлуатації до граничного стану, а пошкодження і знос окремих деталей приводять до появи додаткових навантажень, вібрацій і т.д. Тому важливим завданням для надійної роботи машини є своєчасне проведення діагностичних робіт [1,2], які дозволять підвищити ефективність використання обладнання. Дані методи застосовуються при технічному обслуговуванні та проведенні планового і іншого виду ремонту. Діагностика дозволяє підвищити ймовірність безвідмовної роботи, знизити вартість експлуатаційних витрат і збільшити можливість ремонтопридатності обладнання, для цього широко використовують методи неруйнівного контролю (НМК). Ці методи дозволяють отримати достовірну інформацію про поточний стан вузлів машини, причому без порушення їх працездатності. НМК [3] можна розділити за принципом роботи, порівняльна характеристика існуючих методів представлена ​​в таблиці.

    Вібрації можуть виникнути природним чином при виготовленні деталей машини. При підвищенні рівня вібрацій вище певного характеристиками машини рівня може призвести до руйнування складових частин. Тобто, крім того, що вібрації можуть бути причиною виникнення дефектів, вони можуть стати індикатором порушення роботи машини.

    Для оцінки технічного стану підшипників кочення велику роль з існуючих методів грає саме вібродіагностика. Даний метод заснований на аналізі комбінації параметрів вібрацій, за якими можливо визначити стан обладнання, місце і причини виникнення вібрацій для їх подальшого усунення, ряд дефектів: дисбаланс - характеризує неврівноваженість обертових деталей машини; несоосность валів - випадки, коли не збігаються осі валів; Непа-

    паралельно валів - зміщення валів один щодо одного не паралельно; ослаблення опор валів - впливає на врівноваженість вала, а також такі дефекти, як порушення геометрії лінії вала, різні пошкодження підшипникових вузлів.

    Порівняльні характеристики існуючих неразрушающих

    методів контролю

    Вид контролю / параметр

    «

    3 до

    Л

    л е т

    і р

    е

    про н

    Л

    л

    а

    ^

    зі

    і В

    «3

    н ря

    п

    а

    «3

    н т і н

    (-4

    а

    «3

    н н о і я а

    і

    д

    а

    Рч

    «3

    о к о т

    е р

    В

    «3

    н н о і

    про про

    і

    о к і т про

    5? <з

    «

    про

    про л п е

    н

    «

    про

    про

    до

    ^

    зі

    а р

    т

    Л

    л

    Можливість постійного _контроля_

    чутливість

    наочність

    Автоматизація

    Можливість контролю в процесі експлуатації

    продуктивність кон_троля_

    Обмеження за часом, _температуре_

    Попередня підготовка деталі

    Що дозволяє виявити [4]

    т о

    о р

    е

    а р

    3

    тк е

    е

    д

    е

    3

    н т с о н

    х

    р

    е в про П

    л

    тк е

    е

    д

    е

    3

    н з о в к з

    е

    3

    н т с о н

    х р

    е в про П

    -а е -до

    3 ^ ^ «

    X н <і

    3 про Д тн він) м

    До х I

    ін р м

    ав-

    ам оп 2

    про пд про рр до д

    ре п е

    до? 3 з е б т ® 3 ^

    «? Б

    ет г

    ет г

    м Про СЗ

    ла про н

    тн е

    <і X й д р і

    ? «2 Про 0 с§

    р п аг Н і Йй 5® Ч про про "Св

    ек е про

    X ^

    3 4 м X ри ан вн з е в и р і і н е л в

    Л

    В

    ем

    де 4 мм

    тс е він він і х ю

    р вул

    еа

    3 1-4 нт їв

    са

    оз

    н,

    х 3 рт ек ве

    про

    п

    2

    а в і в

    з

    а р

    і

    й § н тк НЕ

    рт од

    у д

    н я вс е

    е

    з

    н т с о н

    X р

    е в про оП

    я л е т і з о н о л п е т ь т с о м

    і

    д

    про

    X

    про РП

    X

    3

    н ра

    (Я ^ г 1 Л

    з в в про

    тк е

    е

    д

    3

    д

    і

    а н о

    з

    х 3

    н в про

    а

    о л о вк ве про

    а а

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    +

    Виникнення вищеописаних дефектів може привести до серйозних наслідків, крім виведення обладнання з ладу і заклинювання валів, наприклад, такий дефект як непаралельність валів може призводити до обриву паперового полотна. До того ж створювані зазори між зовнішнім кільцем підшипника і його корпусом можуть викликати вібрації в роботі підшипника [14], що призводить до якнайшвидшого виведення з ладу машини.

    В [15] представлені результати експериментальних досліджень, отриманих на спеціально розробленому стенді, на різних типах підшипниках: без дефектів і на підшипниках мають їх. Були розглянуті вібрації, що виникають із-за тел кочення і дефектів на зовнішньому кільці. Відзначено, що найбільші значення вібрацій були отримані для зовнішнього кільця.

    Показано, що велика перевага даний метод має відносно інших за рахунок можливості його використання на працюючому обладнанні [16, 17].

    Згідно з нормативними документами, пошкодження підшипників можна визначити за допомогою вимірювання вібрацій за характерними для частин підшипника частотам пошкоджень. Пошкоджений підшипник створює вібраційні складові, які не кратні зворотному частоті обертання валу. Такі складові є сигналом несправності підшипника.

    Частоти вібрацій різних пошкоджень елементів підшипника:

    тіл кочення:

    сепаратора:

    / C =? (L-Gcos / 0 »); (2)

    зовнішнього кільця:

    / Нк - f / о (1 ~~ r cos /?); (3)

    внутрішнього кільця:

    / Вк = f / o (l + r cos Р), (4)

    де а - радіус тіл кочення, мм; R - радіус сепаратора, мм; [3 - кут контакту тіл кочення; п - кількість тіл кочення; / 0 - частота обертання валу, / о = 60 об. / С.

    Контроль і облік виникають в машині вібрацій можуть здійснюватися за допомогою зовнішніх приладів, які дозволяють заміряти амплітуди коливань на машині без її виведення з робочого стану. У разі, коли дані показники завищені, необхідна повна діагностика вузла. Для лабораторних випробувань зразка можливе використання стендів вібродіагностики різного типу, наприклад, експериментальне обладнання «Компакс-РПП», призначене для вібродіагностики підшипників (рис. 3), оцінки технічного стану підшипників кочення.

    Обробка статистичних даних з проблем в підшипниках кочення, отриманих з використанням даного комплексу, дозволяє проводити надалі модернізацію конструкції або зміна режимів роботи машини.

    / Тк -Jo

    Піагностіческая станція Випробувальний модуль ^

    Мал. 3. Компакс-РПП

    Даний метод діагностики набув широкого поширення і в поліграфічній галузі [18,19, 20].

    В роботі [21] розглянуті методи діагностики підшипників кочення друкованої пари в друкарській машині. Друкарська машина - це складна система, яка складається з великої кількості валів, закріплених в підшипникових вузлах (рис. 4). Крім цього, в поліграфічних машинах використовуються підшипникові ролики.

    Мал. 4. Кріплення вала друкарської машини

    На думку авторів [21], вібрації підшипників розглядати потрібно з двох сторін: по-перше з точки зору вібрації всієї машини, а по-друге вібрацій виникають в окремих частинах друг щодо

    друга. В роботі представлені різні методи аналізу віброакустичних сигналів, таких як частотний метод, методи аналізу часових реалізацій, за допомогою яких здійснювалася обробка експериментально отриманих даних. Ці методи дозволяють з великою точністю визначити характеристики проведеної вібродіагностики. В роботі [21] визначено похибки калібрування, віброперетворювача, способу кріплення датчика, вимірювальної апаратури і аналізу результатів вимірювань. Даний метод дозволить обслуговувати обладнання «за потребою», тому що він здатний прогнозувати розвиток дефектів, що скоротить матеріальні витрати на ремонтні роботи. Незважаючи на це, даний метод є дуже трудомістким і займає тривалий час. На даний момент, використовувані програмні продукти мають більш нову, вдосконалену версію.

    Подальшу роботу по даній темі актуально присвятити вивченню дефектів виникають в підшипниках кочення, таких як відхилення від геометричних розмірів, що виникають в процесі виготовлення, встановлення та роботи підшипника, а також їх впливу на вібраційні характеристики роботи друкарської машини. А також необхідно автоматизувати процес обробки вібросигналів за допомогою новітніх досягнень в області програмного забезпечення.

    Таким чином, можна зробити наступні висновки.

    1. Забезпечення надійності роботи машини багато в чому залежить від надійності підшипникових вузлів. При недотриманні своєчасної діагностики можливе порушення робочого процесу, а також виведення з ладу обладнання, що в свою чергу тягне економічні витрати;

    2. Аналіз існуючих НМК показав, що вібродіагностика має ряд переваг щодо інших методів: наочність, можливість постійного контролю, можливість проведення діагностики без порушення робочого процесу.

    3. Вибродиагностика дозволяє прогнозувати розвиток дефектів в обладнанні, що може скоротити витрати на обслуговування, за рахунок своєчасної заміни деталей.

    Крім цього, автоматизований процес обробки отриманих значень вібрацій дозволить скоротити витрати часу на проведення діагностики.

    Список літератури

    1. Robert B. Randall, JeromeAntoni. Rolling element bearing diagnostics-A tutorial // Mechanical Systems and Signal Processing. 2011. Vol. 25. Issue 2. P. 485 - 520.

    2. Wenrong Xiao, We i Cheng, Yanyang Zia Chenlu Zhao, Chuang Sun, Zhiwen Liu, Jinglong Chen, Zhengjia He. Support evidence statistics for operation reliability assessment using running state information and its application to rolling bearing // Mechanical Systems and Signal Processing. 2015. Vol. 60 - 61. P. 344 - 357.

    3. Канівський І.М., Сальникова Е.Н. Руйнівні методи контролю: навчальний посібник. Владивосток: Вид-во «ДВГТУ», 2007. 243 с.

    4. Порівняльна таблиця методів неруйнівного контролю [Електронний ресурс]. URL: http://ooocalis.ru/interesting/52-metody-nk.html (дата звернення: 21.07.2019).

    5. РД 03-606-03. Інструкція з візуального і вимірювального контролю. М .: Науково-технічний центр з безпеки в промисловості Держнаглядохоронпраці України, 2004. 53 с.

    6. ГОСТ 18442-80. Контроль неруйнівний. Капілярні методи. Загальні вимоги. М .: ІПК «Вид-во стандартів», 2005. 26 с.

    7. ГОСТ Р 56512-2015. Контроль неруйнівний. Магнітопорош-ковий метод. Типові технологічні процеси. М .: Стандартинформ, 2016. 56 с.

    8. ГОСТ 7512-82. Контроль неруйнівний. З'єднання зварні. Радиографический контроль. М .: Стандартинформ, 2008. 80 с.

    9. РД-13-03-2006. Методичні рекомендації про порядок проведення вихрострумового контролю технічних пристроїв і споруд, що застосовуються і експлуатованих на небезпечних виробничих об'єктах. М .: ВАТ «НТЦ« Промислова безпека », 2007. 43 с.

    10. ПБ 03-593-03. Правила організації і проведення акустико-емісійного контролю посудин, апаратів, котлів і технологічних трубопроводів. М .: ПІО ОБТ, 2003. 55 с.

    11. ГОСТ Р 56511-2015. Контроль неруйнівний. Методи теплового виду. Загальні вимоги. М .: Стандартинформ, 2019. 11 с.

    12. ГОСТ Р 55724-2013. Контроль неруйнівний. З'єднання зварні. Методи ультразвукові. М .: Стандартинформ, 2019. 41 с.

    13. ДСТУ ISO 10816-1-97. Вібрація. Контроль стану машин за результатами вимірювань вібрації на невращающихся частинах. Загальні вимоги. М .: Изд-во стандартів, 1998. Ч. I. 18 з.

    14. Guo Chen, Meijiao Qu. Modeling and analysis of fit clearance between rolling bearing outer ring and housing // Journal of Sound and Vibration. 2019. Vol. 438. P. 419 - 440.

    15. Sham Kulkarni, Wadkar S.B. Experimental Investigation for Distributed Defects in Ball Bearing Using Vibration Signature Analysis // Procedia Engineering. 2016. Vol. 144. P. 781 - 789.

    16. Хакімзянова А. А., Садиков І.Р., Савін І. А. Вібраційний метод діагностики підшипників кочення // Техніка і технології машинобудування: матеріали V Міжнар. студентської наук.-практ. конф. Омськ: ОмГТУ, 2016. С. 397 - 400.

    17. Практична вібродіагностика і моніторинг стану механічного обладнання / під ред. А.Р. Ширман, А.Б. Соловйов. М .: Изд-во «Машинобудування», 1996. 276 с.

    18. Куликов Г.Б., Биков А.В. Використання методів комп'ютерної діагностики для визначення технічного стану підшипників кочення поліграфічних машин // Известия вищих навчальних закладів. проблеми поліграфії та видавничої справи. 2002. №2. С. 30 - 35.

    19. Куликов Г.Б. Діагностика причин підвищеної виброактивности друкованих секцій ротаційних друкарських машин баштового типу // Проблеми машинобудування і надійності машин, 2008. № 4. С. 90 -96.

    20. Разінкін Є.В. Метод розрахунку динамічних характеристик друкарських машин баштового типу: дис. ... канд. техн. наук. М., 2006. 177 с.

    21. Биков А.В. Розробка методики діагностування підшипників кочення друкованої пари: дис. ... канд. техн. наук. М., 2002. 212 с.

    Сєркова Любов Борисівна, аспірантка, lubashka_2010 @, mail. ru, Росія, Омськ, Омський державний технічний університет

    ANALYSIS OF METHODS OF DIAGNOSTICS OF ROLLING BEARINGS OF THE

    PRINTING MACHINE

    L.B. Serkova

    An Important task in the design and operation of machines is to ensure trouble-free and uninterrupted operation, as well as ensuring the quality of products. Vibrations occurring in the shaft supports of the machine, have a significant impact on the quality of products. In this paper, the methods of diagnostics of vibrations arising in rolling bearings are considered, the analysis of methods of diagnostics of rolling bearings of printed pair is presented.

    Key words: vibration, rolling bearing, printing pair, printing machine.

    Serkova Lyubov Borisovna, postgraduate, lubashka_2 01 Q a mail. ru, Russia, Omsk, Omsk State Technical University

    УДК 655.33; 621.382

    ОБЧИСЛЮВАЛЬНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ З ВИЗНАЧЕННЯ ЗАПОВНЕННЯ ФАРБОЮ ОСЕРЕДКІВ ТРАФАРЕТНОГО ФОРМИ

    Х.А. Хілаль, Н.Є. Проскуряков, Е.Н. Гусак, С.Н. Літун

    Запропоновано методику розрахунку величини заповнення осередків. При розрахунку швидкість дозирующего ракеля брали 2 ... 20 см / с, кут його нахилу 75 ... 1050. Для цих параметрів розрахунковий тиск в спеціальної рідини під дозуючим ракелем становить 18893 - 34604 Па, швидкості руху ракеля 20 см / с і 13956-16150 Па для швидкості руху ракеля 10 см / с. Розрахункова глибина заповнення осередків сітки №16534 спеціальною рідиною знаходиться в межах від 42 до 64 мкм.

    Ключові слова: друкована електроніка, трафаретний форма, конформні відображення, перетворення Жуковського.

    У групі технологій під загальною назвою «друкована електроніка» центральне місце займає спосіб трафаретного друку. З її допомогою виготовляють ЬТСС-мікросхеми [1 - 3], сенсори різного призначення

    115


    Ключові слова: ВІБРАЦІЇ /ПІДШИПНИК КОЧЕННЯ /Текст подано ПАРА /ДРУКАРСЬКА МАШИНА /VIBRATION /ROLLING BEARING /PRINTING PAIR /PRINTING MACHINE

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити