Способ диагностирования передаточных элементов динамических систем вращательного движения Советский патент 1988 года по МПК G01M13/02 

Од

СХ)

ч

О)

10

15

11416876

Изобрегение относится к эксплуата- о ции машин и может быть использовано и при диагностировании механических передач.

Цель изобретения - повьппение точности и снижение трудоемкости диагностирования .

На фиг, 1 представлена схема проведения диагностирования однозвенной динамической системы; на фиг.2 - график изменения частоты вращения ведущего (nj) и ведомого (п) валов при отсутствии зазора в зубчатом зацеплении; на фиг. 3 - то же, при наличии зазора (люфт 4,5 ).

Однозвенная динамическая система для осуществления способа содержит двигатель 1 внутреннего сгорания, свя- занный через передаточный элемент „ (редуктор) 2 с электромашиной 3. Входной и выходной валы редуктора снабжены фотоэлектрическими датчиками 4 и 5 частоты вращения.

Способ испытания передаточных эле-25 ментов динамических систем вращательного движения осуществляется следующим образом.

Двигатель 1 с передаточной системой

гревают их до Т 333 - 353 К охлаждающей жидкости и масла. К испытуемой . кинематической паре на входной и выходной валы крепят датчики 4 и 5 частоты вращения (при испытании реальной системы ДВС-трансмиссия целесообо техническом состоянии всей систе и отдельных ее кинематических пар При увеличении зазора в кинема тической паре редуктора 2 (фиг.1) выявлена закономерность как роста абсолютной величины коэффициента (при угловом люфте if 4,5° ,00 фиг. 2 и 3), так и увеличение раз сти мгновенных значений угловой с рости входного nj и выходного п валов (фиг.З) в моменты времени, ответствующие перекладкам зубье в зацеплении при периодически пов ряющихся изменениях значений крут щего момента ДВС по.углу ее повор т.е. при перекладке nj- п. При одних и тех же условиях испыта (пср. ОБС const) максимальная раз ность в момент переклад ки увеличивается с возрастанием зора в зубчатой передаче, что дает возможность - количественно оценит изношенность кинематической пары.

Рост абсолютного значения коэфф циента а в этом случае обусловлен носом и увеличением углового зазор зацепления. В результате зубья н

- редуктором 2 - запускают и про-зо рекатьшаются один по другому, а

передают периодически изменяющийся крутящий момент от ДВС ударным обр зом. Ударный характер передачи- мом та приводит к дополнительному расх кинетической энергии ведущей шесте ни, увеличивая тем самым момент со противления на валу двигателя 1 (фиг.1). Кинетическая энергия удар ного воздействия практически не за висит от изменения инерционной мас сопряженных деталей при их износе определяется скоростью соударения которая возрастает с увеличением зазора (люфта). При этом на прокр вание динамической системы (фиг.1) с той же частотой вращения необход мо большее значение избыточной работы крутящего момента двигателя L,j{, что приводит к увеличению с/ Физически это проявляется в относи тельном уменьшении значения минима ной частоты вращения при нали чии зазора в редукторе 2 по сравне нию с беззазорным сопряжением зубчатых колес, так как в момент пер кладки (точка с на фиг. 3) ведущи вал редуктора 2 начинает увеличива частоту вращения п, (кривая cd), а ведомьй вал 4 продолжает снижать частоту п 1 (кривая ск) до полного

разно поддомкратить ведущие колеса для исключения их контакта с опорной поверхностью дороги). Затем вновь запускают ДВС и вьюодят динамическую систему на заданный скоростной режим, определяемьй средней частотой вращения какого-либо элемента системы. Производят измер ение неравномерности частоты вращения по углу поворота испытуемых элементов динамической системы за кинематический цикл (2 оборота, т.е. ц 4(). По зарегистрированным значениям максимальной (п,о,кс ) минимальной ( средней (пср) частоты вращения определяют коэффициент неравномерности

1 «HeiSlS JiL- для каждого вращающег cf

ся элемента, которые сравнивают с эта лонными значениями. По результатам мгновенных изменений частоты вращения по углу поворота входного и выходного валов и коэффициенту (f сУДят

0

5

о и

5

о техническом состоянии всей системы и отдельных ее кинематических пар. При увеличении зазора в кинематической паре редуктора 2 (фиг.1) выявлена закономерность как роста абсолютной величины коэффициента « (при угловом люфте if 4,5° ,0064, фиг. 2 и 3), так и увеличение разно- . сти мгновенных значений угловой скорости входного nj и выходного п i валов (фиг.З) в моменты времени, соответствующие перекладкам зубьев в зацеплении при периодически повторяющихся изменениях значений крутящего момента ДВС по.углу ее поворота, т.е. при перекладке nj- п. . При одних и тех же условиях испытания (пср. ОБС const) максимальная разность в момент перекладки увеличивается с возрастанием зазора в зубчатой передаче, что дает возможность - количественно оценить изношенность кинематической пары.

Рост абсолютного значения коэффициента а в этом случае обусловлен износом и увеличением углового зазора зацепления. В результате зубья не

.

о рекатьшаются один по другому, а

0

5

с

0

передают периодически изменяющийся крутящий момент от ДВС ударным образом. Ударный характер передачи- момента приводит к дополнительному расходу кинетической энергии ведущей шестерни, увеличивая тем самым момент со- противления на валу двигателя 1 (фиг.1). Кинетическая энергия ударного воздействия практически не зависит от изменения инерционной массы сопряженных деталей при их износе, а определяется скоростью соударения, которая возрастает с увеличением зазора (люфта). При этом на прокручивание динамической системы (фиг.1) с той же частотой вращения необходимо большее значение избыточной работы крутящего момента двигателя L,j{, что приводит к увеличению с/ . Физически это проявляется в относительном уменьшении значения минимальной частоты вращения при наличии зазора в редукторе 2 по сравнению с беззазорным сопряжением зубчатых колес, так как в момент перекладки (точка с на фиг. 3) ведущий вал редуктора 2 начинает увеличивать частоту вращения п, (кривая cd), а ведомьй вал 4 продолжает снижать частоту п 1 (кривая ск) до полного

выбора зазора в сопряжении. Линия dk означает ударный контакт зубьев ведущей и ведомой шестерен. Следова- тельно, с увеличением зазор в элементах передачи амплитуда колебаний мйкс /ицм увеличивается при п const.

Таким образом, испытание переда- |Точных элементов динамической системы вращательного движения путем контроля изменения показателей неравномерности частоты вращения по углу поворота отдельных ее элементов в пределах полного кинематического цик ла позволяет повысить точность и one ративность определения ее технического состояния.

Формула изобретения20

Способ диагностирования передаточных элементов динамических систем

10

20

вращательного движения, содержащих кинематические пары, заключающийся в том, что к входному валу динамической системы прикладывают переменный крутящий момент, оценивают неравномерность частоты вращения кинематических пар по углу поворота вала и сравнивают ее с эталоном, о т л и- 10 чающийся тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости, неравномерность частоты ,воащения отдельных кинематических пар оценивают на их входных и выходных валах в пределах полного кинематического Цикла, причем переменный крутящий момент создают при помощи двигателя внутреннего сгорания, а о состоянии кинематических пар судят по разности коэффициентов неравномерности частоты вращения входного и выходного валов системы и ее кинематических пар.

15

Изобретение м.б. использовано при диагностировании механических передач. Цель изобретения - повЕлле- ние точности диагностирования и снижение его трудоемкости. К входному валу динамической системы прикладывают переменный крутящий момент и на входных и выходных валах отдельных кинематических пар (КП) в пределах ПОЛНОГО кинематического цикла оценивают неравномерность частоты их вращения . Момент создают при помощи двигателя внутреннего сгорания, а о состоянии КП судят по разности коэф. неравномерности частоты вращения входного и выходного валов системы и ее КП. 3 ил. с с

П

1 I- - -I I-fj-1- //////////

/7, с

rso.o

,6 fl,C

/50.0

md.s

a.oo56

8ц-0,0061

if.pad