Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn

METODY DIAGNOSTYKI TECHNICZNEJ

Laboratorium

Temat: Badania łożysk tocznych

A6, sem 8

Adrian Czech

Radosław Dygoń

Krzysztof Herbuś

Grzegorz Jaskulski

Wojciech Karp

Marek Kępa

Zbigniew Kniat

Tomasz Mentel

Piotr Tomasik

Gliwice 2000-03-28

1. Wstęp

W ramach niniejszego ćwiczenia zostały przeprowadzone badania łożyska tocznego na stanowisku pomiarowym wyposażonym w następujące urządzenia:

• zestaw do badań łożysk tocznych przedstawiony na rys.1

• aparatura pomiarowa w której skład wchodzą:

• filtr dolnoprzepustowy

• przedwzmacniacz RFT

• czujnik pomiaru przyspieszeń drgań

• sprzęt i oprogramowanie komputerowe:

• komputer z kartą A/C

• oprogramowanie PAS7

Program PAS7 jest narzędziem wspomagającym analizowanie sygnałów zarejestrowanych w toku badań maszyn. Jego zastosowanie obejmuje gromadzenie wyników pomiarów i obserwacji, gospodarki zbiorami danych oraz prowadzenia analizy sygnałów diagnostycznych.

Rys.1. Schemat stanowiska do badań łożysk tocznych

1 - oś

2 - łożysko toczne

3 - oprawa

4 - ramię

5 - pasek klinowy

6 - silnik elektryczny

7 - podstawa

8a - czujnik piezoelektryczny (położenie w kierunku siły obciążającej łożysko)

8b - czujnik piezoelektryczny (położenie w kierunku prostopadłym do siły obciążającej łożysko)

2. Badania

Przed rozpoczęciem badań zostały zmierzone następujące wielkości:

n = 2850 ÷ 3400 [obr/min] - prędkość obrotowa wirującego pierścienia

d_t = 12 [mm] - średnica kulki

D_k = 57 [mm]

z_t = 8 - liczba elementów tocznych

β = 0 - kąt naporu

Obliczenia:

- częstotliwość sił wymuszających drgania łożyska:

f_b1 = 274,3 [Hz]

• częstotliwość fali akustycznej (dla fali współbieżnej)

f_w1 = f_b1 + n = 331 [Hz]

• częstotliwość fali akustycznej (dla fali przeciwbieżnej)

f_p1 = f_b1 - n = 217,6 [Hz]

• częstotliwości dla drugiej harmonicznej widma

f_b2 = 2f_b1 = 548,6 [Hz]

f_w2 = 2f_b1 + n = 605,2 [Hz]

f_p2 = 2f_b1 - n = 492 [Hz]

• częstotliwość powstała wskutek uderzeń elementu tocznego o bieżnie pierścienia zewnętrznego i wewnętrznego

f_t = 11,5 [Hz]

Badania zostały przeprowadzone dla dwóch różnych ustawień czujnika. Wyniki zostały zamieszczone w poniższych tabelach.

Wyniki badań przeprowadzonych dla czujnika ustawionego w pozycji pionowej

Wielkość	1 próba	2 próba	3 próba
XM	0,449*10^-2	0,21*10^-2	0,87*10^-2
AVE	0,266	0,286	0,270
RMS	0,369	0,391	0,383
PEAK	0,589	0,652	0,610
P-P	1,150	1,240	0,210
DEV	0,130	0,272	-0,3804
KURT	6,619	5,869	8,187
S	1,598	1,666	1,595
K	1,388	1,369	,0419
I	2,214	2,282	2,265

Wyniki badań przeprowadzonych dla czujnika ustawionego w pozycji poziomej

Wielkość	1 próba	2 próba	3 próba
XM	-0,207*10^-3	0,11*10^-1	-0,233*10^-2
AVE	0,145	0,144	0,148
RMS	0,195	0,192	0,197
PEAK	0,315	0,338	0,335
P-P	0,619	0,624	0,650
DEV	-0,099	0,343	-0,094
KURT	4,967	4,350	4,632
S	1,616	1,760	1,698
K	1,347	1,334	1,329
I	2,177	2,345	2,258

Poniżej przedstawiono wykresy widm sygnałów dla poszczególnych ustawień czujnika.

Wnioski:

W przypadku pionowego zamocowania czujnika nie możemy stwierdzić na podstawie uzyskanych wykresów rodzaju i stopnia uszkodzenia łożyska. Prążki widma występują dla różnych częstotliwości co uniemożliwia wnioskowanie. Przyczyną tego może być brak jednego z elementów tocznych w łożysku co powodowało bardzo duże drgania w osiach poziomej i pionowej. W badanym łożysku nie występowało smarowanie, które spełnia funkcje m.in. tłumienia drgań.

Jeżeli chodzi o ustawienia czujnika w osi poziomej to wykresy widm są bardziej czytelne. Prążki widm mają zbliżone wartości i występują dla podobnych częstotliwości. Może to być przyczyną bardziej równomiernego rozkładu drgań oraz innych obciążeń łożyska.

Widma zarejestrowane przez czujnik umieszczony pionowo do osi obrotu łożyska

Widmo zarejestrowane przez czujnik umieszczony poziomo do osi obrotu łożyska

---