ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА ВИБРОАКУСТИЧЕСКИЙ СИГНАЛ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЛОКОМОТИВОВ

АННОТАЦИЯ

Изучение причин и статистических данных выхода из строя подшипниковых узлов локомотивов показывает, что техническая диагностика подшипниковых узлов имеет важное значение для обеспечения износа подвижного состава и безопасности движения поездов. Техническая диагностика подшипниковых узлов состоит из наблюдения за их техническим состоянием, предварительного определения источника засорения, предупреждения возникновения и развития неисправностей и дефектов. Текущий контроль подшипниковых узлов локомотивов осуществляется различными методами и приборами. В результате сокращаются сбои в рабочем процессе, повышается безопасность движения поездов. Увеличивается межремонтный пробег локомотивов, а также увеличивается срок службы подшипниковых узлов.

ABSTRACT

The study of the causes and statistics of the failure of locomotive bearing assemblies shows that the technical diagnostics of bearing assemblies is important to ensure the wear of rolling stock and train traffic safety. Technical diagnostics of bearing assemblies consists of monitoring their technical condition, preliminary determination of the source of clogging, prevention of the occurrence and development of malfunctions and defects. The current control of bearing units of locomotives is carried out by various methods and devices. As a result of the inspection, it is determined whether the bearing units are in good condition or whether additional measures are necessary. The overhaul mileage of locomotives is increased, and the service life of bearing assemblies is also increased.

Ключевые слова: Двигатель, подшипник, частота вращения, ротор, техническая диагностика, импульс мощности.

Keywords: Еngine, bearing, rotational frequency, rotor, technical diagnostics, рower pulse.

Механические вибровозбудительные силы асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором тепловоза обусловлены разбалансировкой подшипников и их дефектами.

В подшипниках с радиальным зазором дисбаланс вращающегося ротора даже без учета отклонения их формы от правильной приводит к возникновению полигармонических сил с частотой, кратной частоте вращения ротора.[1]

,                                                              (1)

где   - составляющая смещения ротора;

 - масса ротора;

 - эксцентриситет;

 - угловая частота, кратна частоте вращения ротора.

Выражение (1) для сил, вызванных неуравновешенностью ротора, описывает простой случай известного ранее распределения неуравновешенной массы в объеме ротора. Получение аналогичного выражения для общего неуравновешенного состояния затруднено тем, что заранее нельзя определить распределение неуравновешенной массы. Соответственно, значения усилий, из которых соответствующие уровни вибрации, диагностические параметры не могут быть получены аналитически. В то же время неуравновешенность ротора отчетливо проявляется в характерном признаке колебаний, поэтому частотный признак можно принять в качестве диагностического непосредственно из выражения (1). В процессе исследования показателей вибрации, другого параметра, относящегося к рассматриваемому дефекту, исследования его уровня, проводилось проведение экспериментов.

Работа нормального подшипника качения без дефектов характеризуется широкополосным шумом, вызванным трением качения, и вибрацией, вызванной частотой вращения тел качения.

Когда подшипник имеет радиальный зазор, при вращении вала он периодически поднимается при прохождении одного тела качения и падает на два тела качения [2].

Рассмотрим это движение вала в подшипниках качения с радиальным зазором  и возникающие при этом силы.

Для геометрического упрощения визуализации на рис. 1 показан подшипник качения с тремя телами качения [3].

Рисунок 1.  Определение смещения вала ротора в подшипниках с радиальным зазором

В этом методе диагностики используются простые и недорогие конструкции для определения технического состояния. Однако этот метод выявляет отказы подшипниковых узлов только на критической стадии разработки, а не в процессе эксплуатации. Начальные значения для разных подшипников определяются только опытным путем, исходя из статистических данных, стажа работы, допустимых расстояний хода. Это, в свою очередь, в большинстве случаев приводит к неоправданному выходу из строя деталей подшипников.

Метод на основе импульсов силы основан на измерении и регистрации импульсов механических волн, которые вызваны взаимодействием элементов деталей подшипников [4-11]. Суть метода силовых импульсов заключается в том, что неисправности, возникающие в деталях подшипников, генерируют высокоамплитудные импульсы, при этом уровень вибрации остается неизменным.

Выявление отказов подшипниковых узлов осуществляется путем определения глубины амплитудного затухания высокочастотного звука, распространяющегося через корпус подшипниковых деталей. Процесс измерения осуществляется путем приближения щупа электроакустического преобразователя к контролируемой детали на расстояние 50-100 мм.

Расчет частот колебаний неисправных подшипников обычно ограничивается частотами, указанными в табл. 2.1. Однако в спектре колебаний имеются составляющие, источники которых не могут быть идентифицированы (дифференцированы) по знаку частот с использованием известных выражений частот колебаний подшипников (см. табл. 1). Это можно объяснить тем, что в выражениях, рассчитанных для этих частот колебаний, не учитывается взаимодействие различных сил, наблюдаемое при наличии дефектов подшипника.

Таблица 1.

Частоты механических вибровозбуждающих сил асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором

Список литературы:

1. Герике Б.Л. Мониторинг и диагностика технического состояния машинных агрегатов. ч.1: Мониторинг технического состояния по параметрам вибрационных процессов. М.: Машиностроение, 1999. 188 с.
2. Калявин В.П., Мозгалевский А.В. Технические средства диагностирования. Л.: Судостроение, 1984. 208 с.
3. Приборы неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. М.: Машиностроение, 1986. 326 с.
4. Toirdjonovich, K. O., Tursunov, S., Sherali, M., Faxriddin, X., & Burxonjon, E. (2022). Causes analysis of the locomotives braking equipment failures in the “uzbekistan railways” sc conditions. Web of Scientist: International Scientific Research Journal, 3(5), 1819-1825.
5. Erkinov, B. X. O. G. L., & Ulug’Bek Islomjon, O. G. L. (2022). POYEZDLARNING HARAKATLANISH TEXNOLOGIK JARAYONINI O'RGANISH BO'YICHA HISOB-KITOB USLUBINI ASOSLASH. Scientific progress, 3(1), 1059-1065.
6. Хамидов, О. Р., Юсуфов, А. М., Кудратов, Ш. И., Абдурасулов, А. М., & Жамилов, Ш. М. (2022). ОБСЛЕДОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МАНЕВРОВОГО ТЕПЛОВОЗА СЕРИИ ТЭМ2. Academic research in modern science, 1(9), 125-132.
7. Ergashev, O. E., Abduvakhabov, M. E., Khamidov, O. R., Tursunov, N. K., & Toirov, O. T. (2022). INCREASING THE DURABILITY OF GEAR TRANSMISSIONS OF ASYNCHRONOUS TORSION ELECTRIC MOTORS. Web of Scientist: International Scientific Research Journal, 3(10), 1030-1036.
8. Xamidov, O., Ergashev, O., Abduvahobov, M., & Nematova, S. (2022). “O‘ZBEKISTON” ELEKTROVOZI VA TE10M TEPLOVOZINING TORTUV REDUKTORI TEXNIK HOLATINI BAHOLASH. Current approaches and new research in modern sciences, 1(4), 37-42.
9. Khamidov, O., Yusufov, A., Jamilov, S., & Kudratov, S. (2023). Remaining life of main frame and extension of service life of shunting Locomotives on railways of Republic of Uzbekistan. In E3S Web of Conferences (Vol. 365, p. 05008). EDP Sciences.
10. Khamidov, O., Yusufov, A., Kudratov, S., & Yusupov, A. (2023). Evaluation of the technical condition of locomotives using modern methods and tools. In E3S Web of Conferences (Vol. 365, p. 05004). EDP Sciences.
11. Хамидов, О. Р., Юсуфов, А. М. У., Кодиров, Н. С., Жамилов, Ш. Ф. У., & Эркинов, Б. Х. У. (2022). Оценка остаточного ресурса главных рам маневровых тепловозов. Universum: технические науки, (2-3 (95)), 59-62.