УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ И МОНИТОРИНГА ДЕФЕКТОВ ПОДШИПНИКОВ КОЛЕСНО-МОТОРНЫХ БЛОКОВ ЛОКОМОТИВА В ДВИЖЕНИИ

Устройство относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для диагностики и мониторинга дефектов подшипников колесно-моторных блоков (КМБ) локомотива в движении.
В настоящее время для качественной дефектоскопии подшипников КМБ требуется постановка локомотивов в депо на стационарные стенды. Это вызывает простой тягового состава и затрат рабочего труда, что экономически не выгодно.
Наиболее близким к данному устройству является устройство, включающее в себя датчики виброускорений, регистратор сигналов, бортовой компьютер, соединенные посредством электрических кабелей. Сигналы с датчика, передаваемые от тестируемого агрегата, используются для диагностики. Необходимость в центральном компьютере отпадает (1).
Задачей полезной модели является диагностика и мониторинг дефектов подшипников КМБ локомотива в движении.
Технический результат заключается в том, что диагностика и мониторинг производятся за счет обработки составляющих спектра, кратных оборотной частоте вращения вала или оси КМБ с усреднением по десяти замерам. При этом во время движения локомотива сигналы считаются достоверными, если порог виброускорений внешних возмущающих воздействий от полотна дороги, получаемых от датчика, установленного на кузове, не превысил установленной величины.
Для этого предложено устройство для диагностики и мониторинга дефектов подшипников колесно-моторных блоков локомотива в движении, включающее в себя датчики виброускорений, регистратор сигналов, бортовой компьютер, соединенные электрически между собой, характеризующееся тем, что на каждом корпусе подшипника установлены, по меньшей мере, по одному датчику виброускорений в непосредственной близости к внешней обойме подшипника, устройство снабжено по
меньшей мере, одним дополнительным датчиком виброускорений, служащим для контроля внешних возмущающих воздействий, связанных с качеством дорожного полотна.
Устройство характеризуется также тем, что оно имеет датчики температуры, установленные, по меньшей мере, по одному на каждом подшипнике колесно-моторных блоков.
На фигуре 1 представлена структурная схема системы, на фиг.2 расположение датчиков на корпусе или обойме подшипника.
Цифрами обозначено: 1, 3, 5 - датчики виброускорений, 2, 4 - термодатчики, 6 - датчик оборотов, 7 - регистратор сигналов, 8 - персональный компьютер, 9 - внешняя обойма подшипника, 10 - внутренняя обойма, 11 - тела качения, 12 - ось/вал КМБ, 13 - корпус посадки подшипника.
Схема содержит (фиг.1) датчик виброускорений 1 для контроля внешних возмущающих воздействий, датчики температуры 2, 4, датчики виброускорений 3, 5. При сигналах виброускорений с датчика 1 ниже установленного порога производится запись на регистратор 7 сигналов виброускорений с датчиков 3, 5, расположенных в непосредственной близости от подшипников. Одновременно производится запись оборотной частоты вала или оси датчиком оборотов 6. Обработка записей производится на компьютере 8.
На фигуре 2 показано расположение датчиков виброускорений 2 и температуры 3 на подшипниковом узле, который включает в себя внешнюю обойму 9, внутреннюю обойму 10, тела качения 11, ось/вал 12 и корпус 13, в котором посажена внешняя обойма подшипника.
Мониторинг производится во время движения локомотива посредством десятикратной записи сигналов с датчиков виброускорений 3, 5 регистратором 7. Запись считается достоверной, если с датчика внешних возмущающих воздействий уровень шумов был ниже установленного порога. Одновременно ведется запись оборотной частоты с датчика 6. Обработка записей производится с усреднением по амплитуде с разложением усредненной записи сигнала на составляющие, кратные оборотной частоте с датчика 6. В случаях невозможности диагностики из-за больших шумов, связанных с качеством железнодорожного полотна, система продолжает контролировать состояние подшипников датчиками температуры 2, 4. Результаты диагностики хранятся и отображаются на компьютере 8.
Датчики температуры позволяют вести контроль других признаков наличия
дефектов по скорости нарастания температуры элементов подшипника. Скорости нарастания температуры и ее относительные значения сравниваются со всеми диагностируемыми подшипниками (градиентный метод). Разброс этих параметров должен лежать в определенном поле допусков, иначе предполагается наличие дефекта.
С помощью заявленного устройства для работы на локомотиве выполняются следующие функции:
- прием и передача сигналов виброускорений и температуры;
- программная обработка сигналов;
- индикация при наличии дефекта в подшипнике;
- индикация номера КМБ.
Достоинства устройства:
- Эффективность - проведение диагностики в рабочем движении локомотива;
- Надежность - диагностика по двум параметрам виброускорения и температура;
- Возможность выявления дефектов на ранней стадии.
Источник информации:
1. Устройство для сбора и анализа данных о вибрации при диагностике агрегатов - Пат. США №6484109, опубл. 19.11.2006, фирма DLI engineering Corporation, США.