WYKRYWANIE USZKODZEŃ W LITYCH ELEMENTACH ŁĄCZĄCYCH WAŁY

Podobne dokumenty
ANALIZA PRZYSPIESZEŃ DRGAŃ PODPÓR W RÓŻ NYCH STANACH PRACY SILNIKA LM 2500

OKREŚLENIE WPŁYWU WYŁĄCZANIA CYLINDRÓW SILNIKA ZI NA ZMIANY SYGNAŁU WIBROAKUSTYCZNEGO SILNIKA

MODEL DYNAMICZNY UKŁADU NAPĘDOWEGO JAKO ŹRÓDŁO DANYCH WEJŚCIOWYCH DLA KLASYFIKATORÓW NEURONOWYCH

WERYFIKACJA MODELU DYNAMICZNEGO PRZEKŁADNI ZĘBATEJ W RÓŻNYCH WARUNKACH EKSPLOATACYJNYCH

Analiza drgań skrętnych wału śmigłowego silnika lotniczego PZL-200 podczas pracy z zapłonem awaryjnym

Tabela 3.2 Składowe widmowe drgań związane z występowaniem defektów w elementach maszyn w porównaniu z częstotliwością obrotów [7],

DIAGNOZOWANIE Ł O Ż YSKA ROLKI NAPINACZA PASKA ROZRZĄ DU SILNIKA SPALINOWEGO PRZY WYKORZYSTANIU DRGAŃ

BADANIE WRAŻ LIWOŚ CI WIBROAKUSTYCZNEJ SYMPTOMÓW MECHANICZNYCH USZKODZEŃ SILNIKÓW SPALINOWYCH

Ćwiczenie Nr 5. Wibrometryczna diagnostyka przekładni. Analiza widma. 1. Miary sygnału wibrometrycznego stosowane w diagnostyce przekładni

STANOWISKO MOCY KRĄŻĄCEJ JAKO SYSTEM POZYSKIWANIA DANYCH TESTUJĄCYCH DLA KLASYFIKATORÓW NEURONOWYCH

ĆWICZENIE NR.6. Temat : Wyznaczanie drgań mechanicznych przekładni zębatych podczas badań odbiorczych

WPŁYW ŁOŻYSKOWANIA WAŁÓW NA WIBROAKTYWNOŚĆ PRZEKŁADNI ZĘBATEJ DER EINFLUSS DER LAGER AUF DIE SCHWINGUNGSAKTIVITÄT DES ZAHNRADGETRIEBES

ZASTOSOWANIE SKOSU STOJANA W JEDNOFAZOWYM SILNIKU SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Maszyn Roboczych i Transportu

SELEKCJA SYGNAŁÓW DRGANIOWYCH PRZEKŁADNI ZĘBATYCH UKIERUNKOWANA NA DIAGNOSTYKĘ SELECTION OF TOOTHED GEAR VIBRATIONS SIGNALS FOR DIAGNOSTICS

Innowacyjna metoda diagnostyki układów nośnych pojazdów samochodowych i jej wpływ na bezpieczeństwo ruchu drogowego

Konstrukcje Maszyn Elektrycznych

Laboratorium POMIAR DRGAŃ MASZYN W ZASTOSOWANIU DO OCENY OGÓLNEGO STANU DYNAMICZNEGO

BADANIE ZJAWISK PRZEMIESZCZANIA WSTRZĄSOWEGO

Pruftechnik-Wibrem Page 1

DOKUMENTACJA TECHNICZNO - RUCHOWA

dr hab. inż. Jacek Dziurdź, prof. PW Warszawa, r. Instytut Podstaw Budowy Maszyn Politechnika Warszawska

WYKORZYSTANIE MES DO WYZNACZANIA WPŁYWU PĘKNIĘCIA W STOPIE ZĘBA KOŁA NA ZMIANĘ SZTYWNOŚCI ZAZĘBIENIA

Laboratorium Diagnostyki Systemów. Laboratorium Inżynierii Wibroakustycznej

Instrukcja do ćwiczenia jednopłaszczyznowe wyważanie wirników

Diagnostyka drganiowa łożysk tocznych

INSTRUKCJA do ćwiczenia Wyważanie wirnika maszyny w łożyskach własnych

WYBRANE ZAGADNIENIA DIAGNOSTYKI WIELOSTOPNIOWEJ PRZEKŁADNI ZĘBATEJ ZE STOPNIEM PLANETARNYM W UKŁADZIE NAPĘDOWYM KOPARKI KOŁOWEJ. 1.

OBLICZANIE KÓŁK ZĘBATYCH

STANOWISKOWE BADANIE ZESPOŁU PRZENIESIENIA NAPĘDU NA PRZYKŁADZIE WIELOSTOPNIOWEJ PRZEKŁADNI ZĘBATEJ

WPŁYW BŁĘDU MONTAŻU SPRZĘGŁA PODATNEGO W UKŁADZIE NAPĘDOWYM NA JEGO CHARAKTERYSTYKĘ I PRACĘ W OBSZARZE REZONANSU

2. Pomiar drgań maszyny

POJAZDY SZYNOWE 2/2014

Drgania poprzeczne belki numeryczna analiza modalna za pomocą Metody Elementów Skończonych dr inż. Piotr Lichota mgr inż.

10. Wykrywanie doraźnych uszkodzeń łożysk tocznych metodami wibroakustycznymi

Przenośniki Układy napędowe

METODA DIAGNOZOWANIA UKŁ ADU MECHANICZNEGO OKRĘ TOWEGO TURBINOWEGO SILNIKA SPALINOWEGO

ZASTOSOWANIE RUCHOMEJ WARTOŚCI SKUTECZNEJ PRĄDU DO DIAGNOSTYKI SILNIKÓW INDUKCYJNYCH KLATKOWYCH

METALOWE SPRZĘGŁO PRZECIĄŻENIOWE O DUŻEJ PODATNOŚCI SKRĘTNEJ

NOWOCZESNE METODY POMIARU DRGAŃ W IDENTYFIKACJI B ŁĘDÓW TECHNOLOGICZNYCH MASZYN WIRUJĄ CYCH

LABORATORIUM PKM. Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn. Badanie statycznego i kinetycznego współczynnika tarcia dla wybranych skojarzeń ciernych

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 7

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Statystyka przyczyn uszkodzeń łożysk tocznych wg producentów

Parametry elektryczne i czasowe układów napędowych wentylatorów głównego przewietrzania kopalń z silnikami asynchronicznymi

DIAGNOSTYCZNE ASPEKTY CZĘSTOTLIWOSCI DRGAŃ WŁASNYCH WYBRANYCH ELEMENTÓW SILNIKÓW SPALINOWYCH 1

Najwcześniejsze rozpoznanie

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL UNIWERSYTET PRZYRODNICZY W LUBLINIE, Lublin, PL BUP 15/16

BADANIA WSTĘ PNE DIAGNOZOWANIA NIEOBCIĄŻONYCH PRZEKŁ ADNI GŁ ÓWNYCH MOSTÓW NAPĘ DOWYCH KTO ROSOMAK NA PODSTAWIE ANALIZY DRGAŃ

CZTEROKULOWA MASZYNA TARCIA ROZSZERZENIE MOŻLIWOŚCI BADAWCZYCH W WARUNKACH ZMIENNYCH OBCIĄŻEŃ

Obliczenia polowe silnika przełączalnego reluktancyjnego (SRM) w celu jego optymalizacji

Stanowisko do diagnostyki wielofunkcyjnego zestawu napędowego operującego w zróżnicowanych warunkach pracy

Z powyższej zależności wynikają prędkości synchroniczne n 0 podane niżej dla kilku wybranych wartości liczby par biegunów:

Układ aktywnej redukcji hałasu przenikającego przez przegrodę w postaci płyty mosiężnej

PROBLEMY NIEKONWENCJONALNYCH UKŁADÓW ŁOŻYSKOWYCH Łódź, maja 1997 r.

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

MONITOROWANIE NIEOSIOWOŚCI NAPĘDÓW ELEKTRYCZNYCH Z SILNIKAMI INDUKCYJNYMI

Wibroakustyczna diagnostyka łożysk tocznych

Elektronika samochodowa (Kod: ES1C )

WYBRANE METODY BADAŃ MASZYN ELEKTRYCZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Transport Studia I stopnia

BADANIE NOŚNOŚCI POŁĄCZENIA SKURCZOWEGO

Symulacja sygnału czujnika z wyjściem częstotliwościowym w stanach dynamicznych

LABORATORIUM PKM. Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn. Badanie statycznego i kinetycznego współczynnika tarcia dla wybranych skojarzeń ciernych

Centrum Techniki Okrętowej S.A. Zespół Laboratoriów Badań Środowiskowych

WYKORZYSTANIE ESTYMAT AMPLITUDOWYCH I DYSKRYMINANT BEZWYMIAROWYCH SYGNAŁU WA DO WYKRYWANIA ZUŻYCIA EKSPLOATACYJNEGO ŁOŻYSK TOCZNYCH

LABORATORIUM PKM. Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn. Badanie statycznego i kinetycznego współczynnika tarcia dla wybranych skojarzeń ciernych

KONCEPCJA WYKORZYSTANIA SZTUCZNYCH SIECI NEURONOWYCH W DIAGNOSTYCE PRZEKŁADNI ZĘBATYCH

ANALIZA WYTRZYMAŁOŚCI POŁĄCZEŃ WPUSTOWYCH, WIELOWYPUSTOWYCH I WIELOKARBOWYCH

Mocowania zabudowy. Więcej informacji dotyczących wyboru mocowań znajduje się w dokumencie Wybieranie ramy pomocniczej i mocowania.

Ćwiczenie EA5 Silnik 2-fazowy indukcyjny wykonawczy

DIAGNOSTYKA PRZEKŁADNI KLATEK WALCOWNICZYCH Z ZASTOSOWANIEM WIDM WYŻSZYCH RZĘDÓW INDUSTRIAL GEARBOXES DIAGNOSIS BY USED HIGHER ORDER SPECTRUM

WPŁYW WZROSTU DAWKI PALIWA NA ZMIANY AMPLITUD SKŁADOWYCH HARMONICZNYCH DRGAŃ SKRĘTNYCH WAŁU ZESPOŁU SPALINOWO-ELEKTRYCZNEGO

WYKORZYSTANIE SYGNAŁU PRĘDKOŚCI DRGAŃ KĄTOWYCH WAŁU PRZEKŁADNI DO WYKRYWANIA USZKODZEŃ KÓŁ ZĘBATYCH

ANALIZA SYGNAŁÓW DRGANIOWYCH HYDRAULICZNYCH AMORTYZATORÓW TELESKOPOWYCH UZYSKANYCH NA ZMODYFIKOWANYM STANOWISKU HARMONICZNYM

Twój partner w potrzebie Balice, ul. Krakowska 50 tel.: , fax: sales@admech.pl

STATYCZNA PRÓBA SKRĘCANIA

DATAFLEX. Miernik momentu obrotowego DATAFLEX. Aktualizowany na bieżąco katalog dostępny na stronie

Badanie widma fali akustycznej

EKSPLOATACYJNE METODY ZWIĘKSZENIA TRWAŁOŚCI ROZJAZDÓW KOLEJOWYCH

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

Dr hab. inż. Łukasz Konieczny Katowice r. Wydział Transportu Politechnika Śląska

Diagnostyka procesów i jej zadania

POLOWO OBWODOWY MODEL DWUBIEGOWEGO SILNIKA SYNCHRONICZNEGO WERYFIKACJA POMIAROWA

_PL_ VIBTRANSMITTER VT1000 INSTRUKCJA OBSŁUGI SYSTEMS FOR MODERN INDUSTRY

BADANIE WYŁĄCZNIKA RÓŻNICOWOPRĄDOWEGO

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Prof. Eugeniusz RATAJCZYK. Makrogemetria Pomiary odchyłek kształtu i połoŝenia

Modelowanie utraty stabilności układu wirnik łożyska przy stochastycznej zmienności danych wejściowych

USTALENIE PRZYCZYN NADMIERNYCH PRZEMIESZCZEŃ OSIOWYCH WIRNIKA SILNIKA

KONCEPCJA BAZY DANYCH NAWIGACYJNO-HYDROGRAFICZNEGO ZABEZPIECZENIA (NHZ) NA POLSKICH OBSZARACH MORSKICH

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLISKIEJ Górnictwo z JERZY ANTONIAK, STANISŁAW DEHBNICKI STANISŁAW DRAMSKE SPOSÓB BADANIA LIN NOŚNYCH HA ZMĘCZENIE

Kalibrator K-20 Instrukcja obsługi "EMSON-MAT"

WIELOETAPOWY PROCES DIAGNOSTYKI UKŁADÓW NAPĘDOWYCH

Pomiary hałasu. Obiektami pomiarowymi są silniki indukcyjne Wiefama STK90 S-2 o następujących danych znamionowych:

SYSTEM MONITOROWANIA DECYZYJNEGO STANU OBIEKTÓW TECHNICZNYCH

Prezentacja działalno

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

ANALIZA ZMIAN SIŁ WYMUSZAJĄCYCH I ICH WPŁYW NA DRGANIA KADŁUBA SILNIKA SPALINOWEGO

Zagadnienia DIAGNOSTYKA TECHNICZNA MASZYN. Rozdział 1 Wprowadzenie 1

Transkrypt:

ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MARYNARKI WOJENNEJ ROK LI NR 4 (183) 2010 Radosł aw Pakowski Mirosł aw Trzpil Politechnika Warszawska WYKRYWANIE USZKODZEŃ W LITYCH ELEMENTACH ŁĄCZĄCYCH WAŁY STRESZCZENIE W artykule przedstawiono analizę wyników badań laboratoryjnych mających na celu wypracowanie algorytmu postępowania podczas wykrywania uszkodzeń w litych elementach połączeń wałów. Słowa kluczowe: układy wirujące, sprzęgła, pomiar i analiza przyspieszeń drgań, diagnostyka wibroakustyczna. WSTĘP Sprzęgła podatne są nieodzownym elementem wykorzystywanym we współczesnych układach napędowych. Służą do zapewnienia przejęcia części nadwyżek dynamicznych lub do izolacji wzajemnie połączonych ze sobą elementów układu o stosunkowo dużej bezwładności. Jednocześnie połączenie dwóch elementów z wykorzystaniem sprzęgła podatnego nie powinno reagować na niewielkie błędy montażowe oraz błędy powstałe podczas normalnej pracy układu. Sprzęgła podatne mogą być wykorzystywane do optymalizacji obciążeń w układach poddanych działaniu zmiennych momentów skręcających. Optymalizacja taka polega między innymi na minimalizacji dodatkowych periodycznych nadwyżek momentu obrotowego o charakterze udarowym, które są szczególnie niebezpieczne dla układów napędowych. W trakcie pracy układów sprzęgła ulegają jednak uszkodzeniu wynikającemu zarówno z typowej eksploatacji, jak i przeciążeń czy starzenia się elementów. Praca układu z uszkodzonym łącznikiem może powodować obciążenia wałów oraz łożysk układu dodatkowymi siłami poprzecznymi lub momentami niewystępującymi w normalnej pracy, a ponadto może wprowadzić zaburzenia kinematyczne. W celu jej przeanalizowania przeprowadzono eksperyment badawczy. 117

Radosław Pakowski, Mirosław Trzpil OPIS EKSPERYMENTU Celem badań było wykonanie pomiarów, na podstawie których podjęto próbę określenia, w jakim zakresie uszkodzenie elementu gumowego sprzęgieł podatnych o konstrukcji litej wpływa na sygnał drganiowy. Obiektem badań był element gumowy o konstrukcji litej stosowany w sprzęgłach seryjnie montowanych (np. w pojazdach samochodowych). Do eksperymentu wykorzystano stanowisko badawcze przedstawione na rysunku 1. Rys. 1. Schemat stanowiska badawczego Eksperyment został przeprowadzony dla sprzęgła bez uszkodzeń oraz dla tego samego sprzęgła z różnymi uszkodzeniami w różnych warunkach pracy ustalanych na początku każdej serii pomiarów: obciążenia momentem obrotowym [Nm]: 20, 30, 40; prędkości obrotowej [obr/min]: 800, 950, 1100, 1250, 1400; odchyłki współosiowości [mm]: 0 0,8 co 0,2. W pierwszej serii pomiarów wykorzystane zostało sprzęgło podatne o konstrukcji litej bez uszkodzeń. Następnie przeprowadzono badania układu, w którym zasymulowano uszkodzenia elementu litego sprzęgła w sposób sztuczny wprowadzono pęknięcia przekroju: pęknięcie ¼, ½, ¾ oraz całkowite pęknięcie. 118 Zeszyty Naukowe AMW

Wykrywanie uszkodzeń w litych elementach łączących wały Podczas badań eksperymentalnych prowadzona była rejestracja sygnałów przyspieszeń drgań obudowy nad łożyskiem położonym najbliżej sprzęgła w dwóch kierunkach (przyspieszenia drgań w kierunku poziomym poprzecznie do osi wału oraz przyspieszenia drgań w kierunku pionowym). W związku z podjęto próbę zdiagnozowania uszkodzeń sprzęgieł podatnych metodami wibroakustycznymi. Wprowadzano kolejne typy i wielkości uszkodzeń, powtarzając przy tym pełne serie pomiarów dla każdego rodzaju uszkodzenia. Uzyskano bazę wyników, które pozwoliły na podjęcie próby określenia postępowania umożliwiającego wykrywanie uszkodzeń sprzęgieł podatnych. WYNIKI BADAŃ Poniżej przedstawiono przykładowe wyniki badań: widma przyspieszeń drgań w funkcji częstotliwości (rys. 2 4) oraz zależności ogólnego poziomu przyspieszeń drgań w funkcji zmian prędkości obrotowej (rys. 5.). Rys. 2. Widmo przyspieszeń drgań przy błędzie osiowania 0,4 mm i momencie obrotowym 30 Nm dla sprzęgła z uszkodzonym elementem gumowym sprzęgło bez uszkodzeń 4 (183) 2010 119

Radosław Pakowski, Mirosław Trzpil Rys. 3. Widmo przyspieszeń drgań przy błędzie osiowania 0,4 mm i momencie obrotowym 30 Nm dla sprzęgła z uszkodzonym elementem gumowym pęknięcie ½ pola przekroju Rys. 4. Widmo przyspieszeń drgań przy błędzie osiowania 0,4 mm i momencie obrotowym 30 Nm dla sprzęgła z uszkodzonym elementem gumowym pęknięcie całego pola przekroju 120 Zeszyty Naukowe AMW

Wykrywanie uszkodzeń w litych elementach łączących wały 1 2 3 3 2 1 Rys. 5. Zależność ogólnego poziomu przyspieszeń drgań (pasmo 0 400 Hz) w funkcji prędkości obrotowej dla sprzęgła o twardości gumy równej 80º Shore a: błąd osiowania 0,4 mm, moment obrotowy 30 Nm (różne wielkości uszkodzeń) PODSUMOWANIE I WNIOSKI Analizując wyniki przedstawione na rysunkach od 2. do 4. można stwierdzić, że uszkodzenia elementu gumowego sprzęgieł o konstrukcji litej mające niewątpliwy wpływ na pracę sprzęgła powodują zmianę odpowiedzi dynamicznej całego układu, szczególnie zmiany typowych dla pracy sprzęgieł podstawowych harmonicznych prędkości obrotowej (tu 1., 2. i 6.). Można zatem wnioskować, że diagnozowanie uszkodzeń sprzęgieł podatnych jest możliwe zarówno dla układów, w których występują małe wartości błędów osiowania oraz obciążeń (określenie amplitud 1. harmonicznej), jak i dla dużych wartości błędów osiowania oraz obciążeń (określenie amplitud 2. i 6. harmonicznej). Niestety analiza zmian ogólnego poziomu przyspieszeń drgań w funkcji prędkości obrotowej (dla badanego zakresu prędkości) nie daje jednoznacznej informacji o uszkodzeniu elementu gumowego. Wynika to z faktu, że przy zwiększonych błędach osiowania oraz przy zwiększaniu prędkości obrotowych na skutek wzrostu naprężeń wewnętrznych elementu gumowego wpływ uszkodzenia zostaje skompensowany i nie przekłada się na zmiany ogólnego poziomu przyspieszeń drgań, co można potraktować jako zaletę stosowania tego typu sprzęgieł. 4 (183) 2010 121

Radosław Pakowski, Mirosław Trzpil Wyniki omówionych badań posłużyły między innymi do testowania modelu matematycznego wykonanego w środowisku Matlab-Simulink (praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach 2009 2011 jako projekt badawczy). BIBLIOGRAFIA [1] Dąbrowski Z., Trzpil M., Badanie wpływu niewspółosiowości na odpowiedź dynamiczną sprzęgieł podatnych o konstrukcji litej, XXII Sympozjum Podstaw Konstrukcji Maszyn, Gdynia Jurata 2005. [2] Pakowski R., Badania wpływu charakterystyk sprzęgieł podatnych na odpowiedź dynamiczną układu napędowego w warunkach zmiennych w czasie odchyłek współosiowości, rozprawa doktorska, Politechnika Warszawska, Warszawa 2005. [3] Pakowski R., Trzpil M., Odpowiedź dynamiczna sprzęgła podatnego n-elementowego jako miara zmiennych w czasie błędów osiowania, XXI Sympozjum Podstaw Konstrukcji Maszyn, Ustroń 2003. [4] Trzpil M., Badania diagnostyczne układów łączonych sprzęgłami podatnymi o konstrukcji litej, XI Konferencja Naukowa Wibroakustyki i Wibrotechniki WibroTech 2005, Warszawa 2005. DETECTION OF DAMAGE IN SOLID CONSTRUCTIONS COUPLING SHAFTS ABSTRACT The paper analyzes the results of laboratory tests done to develop a procedure algorithm to be followed in detecting damage in solid constructions coupling shafts. Keywords: rotating systems, coupling, vibration measurement and analysis, vibroacoustic diagnosis. Recenzent kmdr dr hab. inż. Andrzej Grządziela, prof. AMW 122 Zeszyty Naukowe AMW