СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ Российский патент 1995 года по МПК G01M13/02 

Изобретение относится к технической диагностике, в частности к способам определения технического состояния сопряжений зубчатых механизмов, и может быть использовано при оценке качества изготовления, качества ремонта и технического состояния.

Известны различные способы оценки технического состояния механических передач (непосредственное измерение геометрических размеров, по рабочим и сопутствующим процессам, по углу закручивания вала и др.). Их недостатком является малая точность и, как следствие, низкая достоверность результатов диагностирования [1]
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ определения технического состояния механических передач, заключающийся в определении КПД механической передачи прямого и обратного хода при переменном моменте нагрузки и постоянной скорости вращения, при этом КПД прямого и обратного ходов испытуемой передачи определяется при различных постоянных скоростях двигателя по моментам на входном и выходном валах передачи [2]
Цель изобретения упрощение и повышение точности определения технического состояния механизма без его разборки.

Это достигается тем, что стабилизируют нагружателем значение крутящего момента на входном валу в интервале от минимальных до предельных значений, на выходном валу создают момент, обеспечивающий равномерное движение передачи в прямом направлении, затем уменьшают величину крутящего момента на выходном валу до значения, обеспечивающего равномерное движение передачи в обратном направлении, фиксируют величину изменения крутящего момента в передаче при движении ее в прямом и обратном направлениях в виде замкнутой (прямоугольной формы) диаграммы, полученную диаграмму сравнивают с диаграммой, соответствующей испытаниям эталонной механической передачи.

Кроме того, указанная цель может быть достигнута за счет стабилизации крутящего момента на выходном валу и фиксирования крутящих моментов при двух противоположных направлениях движения передачи в виде замкнутой диаграммы на входном валу.

По сравнению с прототипом новым в предлагаемом решении является то, что фиксируют с помощью самопишущего прибора последовательно крутящий момент на выходном валу при вращении вала в двух противоположных направлениях в виде особой (замкнутой) диаграммы и при этом значение крутящего момента на входном валу сохраняется неизменным на всех стадиях измерений (записи) крутящего момента на выходном валу.

Износ элементов передачи вызывает изменение величины момента М_с сопротивления, поэтому М_с является носителем информации о техническом состоянии передачи.

Поскольку величина потерь на трение составляет несколько процентов от передаваемого крутящего момента то, чтобы обеспечить возможность использования М_с в качестве диагностического параметра необходимо измерять величину крутящего момента с ошибкой порядка один процент. Получить необходимую точность измерений можно только отказавшись от ряда дестабилизирующих факторов. В частности, на время проведения измерений удалить смазку, а измерения проводить на предельно малых скоростях, чтобы исключить динамические явления в передаче.

С целью повышения чувствительности измерительного устройства замеры проводят при прокручивании передачи в двух направлениях: в прямом и обратном, благодаря чему измеряемая величина М_с фиксируется самописцем в масштабе 2:1.

На фиг. 1 показан стенд для реализации данного способа, общий вид; на фиг. 2 то же, план; на фиг. 3 замкнутая диаграмма момента сопротивления, фиксируемая самопишущим прибором.

Стенд состоит из рамы 1, на которой установлена диагностируемая передача 2, приводной механизм 3 (в рассматриваемом примере в качестве приводного механизма используется лебедка), который посредством нерастяжимой нити 4, поворотного блока 9 и шкива 7 кинематически связан с выходным валом передачи 2. Усилие натяжения нити 4, пропорциональное крутящему моменту на выходном валу, регистрируется самопишущим устройством 5, соединенным с нитью 4 посредством блока 9. Барабан самопишущего устройства 5 имеет механическую связь 10 с одним из валов исследуемой передачи 2. На входном валу передачи 2 установлен шкив 8 с подвешенными к нему с помощью гибкой связи тарировочными грузами 6.

Определение технического состояния механических передач осуществляется следующим образом.

На входной вал диагностируемой передачи устанавливают нагружатель 6 (в самом простом варианте тарировочные грузы). Выходной вал механически связывают с приводным устройством (лебедкой) 3, усилие которого передается на этот вал и фиксируется самопишущим устройством 5. Затем последовательно осуществляют измерительные операции при вращении передачи в двух противоположных направлениях. При вращении в прямом направлении (грузы поднимаются) на диаграмме самопишущего устройства (фиг.3) регистрируется максимальный крутящий момент М₁, равный моменту, передаваемому передаче от нагружателя, плюс момент сопротивления М_с, возникающий в самой передаче.

При обратном вращении (грузы опускаются) будет регистрироваться минимальный крутящий момент М₂, равный нагрузочному моменту за вычетом момента М_с сопротивления. Благодаря кинематической связи 10 с одним из валов испытуемой передачи движение ленты самописца при прямом вращении передачи происходит в направлении А, при обратном вращении передачи в направлении Б (см.фиг.3).

Таким образом, в результате проведенных операций самопишущим устройством строится замкнутая диаграмма (фиг.3), на которой расстояние между значениями М₁ и М₂ является удвоенным М_с, что повышает точность измерений в два раза.

Изменяя нагрузочный момент, осуществляют нагружение передачи различными по величине рабочими нагрузками: при малой нагрузке диагностируется состояние подшипников, при больших нагрузках состояние зубчатых колес. Это объясняется тем, что при увеличении нагрузки момент трения в подшипниках остается практически неизменным, а в зубчатых передачах при малых нагрузках момент трения имеет небольшие значения, но при увеличении нагрузки происходит значительное его возрастание. Полученные диаграммы сравнивают с диаграммой, соответствующей испытаниям с эталонной механической передачи, и делают вывод о техническом состоянии передачи и ее отдельных сопряжений.

Использование предлагаемого способа определения технического состояния механических передач по сравнению с существующими способами позволяет улучшить качество диагностирования за счет повышения точности измерений и упрощения самого процесса диагностирования.

Использование: область диагностики технического состояния, определения качества изготовления и ремонта механических передач. Сущность изобретения: стабилизируют нагрузочный момент на входном валу испытуемой передачи, обеспечивают последовательно равномерное движение передачи в двух противоположных направлениях, фиксируют самопишущим прибором момент сопротивления в виде замкнутой (прямоугольной формы) диаграммы и сравнивают полученные диаграммы с эталонными. 3 ил.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ, заключающийся в том, что к передаче прикладывают крутящий момент, исследуют передачу на прямом и обратном ходе, а о техническом состоянии судят по одному из контролируемых параметров, отличающийся тем, что обеспечивают равномерный прямой ход передачи за счет того, что стабилизируют нагружателем значения погрузочного момента на входном или выходном валу в интервале от минимальных до предельных значений, прикладывают соответственно к выходному или входному валу постоянный крутящий момент больше нагрузочного, обеспечивают равномерный обратный ход передачи за счет того, что изменяют величину крутящего момента до величины, меньшей величины нагрузочного момента в передаче при движении ее в прямом и обратном направлении в виде замкнутой диаграммы, а полученную диаграмму сравнивают с диаграммой, соответствующей испытаниям эталонной механической передачи.