RU2006810C1 - Способ диагностики подшипника качения - Google Patents
Способ диагностики подшипника качения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2006810C1 RU2006810C1 SU5032736A RU2006810C1 RU 2006810 C1 RU2006810 C1 RU 2006810C1 SU 5032736 A SU5032736 A SU 5032736A RU 2006810 C1 RU2006810 C1 RU 2006810C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bearing
- signals
- magnetic field
- induction
- electromotive force
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Использование: в машиностроении, при диагностике непосредственно в условиях динамической работы подшипников. Сущность: способ включает измерение параметров состояния элементов подшипника при работе. Для этого накладывают в контролируемую зону подшипника внешнее постоянное локальное магнитное поле, силовые линии которого направляют вдоль направления действия нагрузки, воспринимаемой подшипником. В контролируемых элементах подшипника создают вихревые электрические токи путем вращения подшипника в магнитном поле, непрерывно измеряют сигналы электродвижущей силы индукции, сравнивают измеренные сигналы с сигналами, соответствующими исправному состоянию подшипника, и по степени отличия сравниваемых сигналов судят о состоянии контролируемых элементов подшипника, моментах возникновения дефектов, их развития по времени и о необходимости останова подшипника без его внешнего разрушения. Это обеспечивает обнаружение моментов возникновения дефектов и их развитие по времени. 3 ил.
Description
Изобретение относится к разработке способов диагностики подшипников качения и может использоваться при диагностировании подшипников качения непосредственно в условиях динамической работы подшипников.
Известен способ диагностирования подшипника качения, в котором осуществляют диагностирование подшипника в процессе динамической работы его путем подачи напряжения к валу и наружному кольцу подшипника [1] .
Недостаток этого известного способа диагностирования подшипника - малая достоверность диагностирования, так как подача напряжения в условиях изделия, когда на валу помимо подшипника монтируются, например, диски турбин и т. п. , ведет к искажению измерений параметров состояния элементов работающего подшипника.
Известен способ диагностирования подшипника качения, включающий измерение параметров состояния элементов работающего подшипника путем измерения ускорений механических колебаний [2] .
Недостаток прототипа - малая надежность диагностирования, так как выделение искомых сигналов из суммарного сигнала виброускорений работающего изделия не дает однозначной картины характера и степени механических дефектов элементов подшипника, а также местоположения дефектов в подшипнике.
Целью изобретения является повышение надежности диагностирования, обнаружение моментов возникновения дефектов и их развитие по времени, останов подшипника без его внешнего разрушения.
Это достигается тем, что в известном способе диагностики подшипника качения, включающем измерение параметров состояния элементов работающего подшипника, накладывают в контролируемой зоне подшипника внешнее постоянное локальное магнитное поле, направляют при этом силовые линии поля вдоль направления действия нагрузки, воспринимаемой подшипником, создают на контролируемых поверхностях элементов подшипника вихревые электрические токи путем вращения подшипника в постоянном внешнем магнитном поле, непрерывно измеряют сигналы электродвижущей силы индукции вторичного переменного магнитного поля, созданного вихревыми электрическими токами, сравнивают форму и амплитуду измеренных сигналов электродвижущей силы индукции с формой и амплитудой сигналов электродвижущей силы индукции, соответствующих исправному состоянию подшипника, и по степени отличия сравниваемых сигналов судят о моменте возникновения дефектов, развития их по времени и о необходимости своевременного безаварийного останова подшипника качения.
Осуществление предложенного способа диагностики подшипника качения иллюстрируется на одном из возможных вариантов его исполнения, показанного на прилагаемом чертеже.
На фиг. 1 представлена физическая картина реализации способа диагностирования, где объектом диагностирования выбран в качестве примера радиальный подшипник качения; на фиг. 2 - характерные сигналы электродвижущей силы индукции при исправном состоянии подшипника; - 22. на фиг. 3 - сигналы электродвижущей силы индукции для подшипника, имеющего механический дефект. - 23.
На чертеже введены обозначения: 1 - подшипник качения; 2 - контролируемая зона подшипника; 3 - внешнее постоянное локальное магнитное поле; 4 - силовые линии внешнего постоянного локального магнитного поля; 5 - направление действия нагрузки, воспринимаемой подшипником; 6 - внутреннее кольцо подшипника; 7 - шарик подшипника; 8 - наружное кольцо подшипника; 9 - сепаратор подшипника; 10 - вихревые электрические токи на поверхностях и в теле шарика; 11 - вихревые электрические токи на поверхностях дорожки качения и в теле внутреннего кольца; 12 - вихревые электрические токи на поверхностях дорожки качения и в теле наружного кольца; 13 - направления вращения подшипника; 14 - вал подшипника; 15 - сигналы электродвижущей силы индукции; 16 - силовые линии вторичного переменного магнитного поля; 17 - первичный преобразователь сигналов электродвижущей силы индукции; 18 - телеметрическая измерительная цепь; 19 - регистратор сигналов электродвижущей силы индукции; 20 - анализатор сигналов электродвижущей силы индукции во временной и частотной областях, 21 - силовые линии внешнего постоянного локального магнитного поля, замыкающие поле диполя вне пределов зоны контроля.
Способ диагностики подшипника качения осуществляют следующим образом.
Накладывают в контролируемой зоне 2 подшипника 1 внешнее постоянное локальное магнитное поле 3, направляют при этом силовые линии 4 вдоль направления действия нагрузки 5, воспринимаемой подшипником. Создают на контролируемых поверхностях элементов подшипника-шарика 7, наружного кольца подшипника 8, внутреннего кольца подшипника 6, сепаратора подшипника 9 вихревые электрические токи 10, 11, 12 путем вращения подшипника 13 на валу 14 в постоянном внешнем магнитном поле 3. Непрерывно измеряют сигналы электродвижущей силы индукции 15 вторичного переменного магнитного поля 16, созданного вихревыми токами в контролируемых конструктивных элементах подшипника качения - в шариках, на дорожках качения наружного и внутреннего колец и в сепараторе.
Сравнивают форму и амплитуду измеренных сигналов электродвижущей силы индукции с формой и амплитудой сигналов электродвижущей силы индукции, соответствующих исправному состоянию подшипника. По степени отличия сравниваемых сигналов судят о моменте возникновения дефектов, развития их по времени и о необходимости своевременного безаварийного останова подшипника качения.
Для обеспечения работоспособности способа используют первичный преобразователь сигналов электродвижущей силы индукции 17, подсоединяемый с помощью телеметрической измерительной цепи 18 к регистратору сигналов электродвижущей силы индукции 19 и анализатору этих сигналов 20, с помощью которых представляется возможным провести анализ во временной и частотной областях.
Поскольку используют для диагностики подшипников качения постоянное магнитное поле - поле диполя, то силовые линии, замыкающие поля диполя, целесообразно иметь вне зоны контроля.
На фиг. 2 чертежа показаны характерные сигналы ЭДС-индукции при исправном состоянии подшипника. Видны регулярные сигналы электродвижущей силы индукции, обусловленные динамической работой подшипника. Способ, как видно, позволяет надежно диагностировать каждый шарик, ячеистую структуру сепаратора, дорожки качения колец, рабочий процесс.
На фиг. 3 приведена ситуация с большей нагрузкой на подшипник, виден уровень нагрузки на подшипник, однако вид и амплитуда сигнала для одного контролируемого шарика изменились, так как шар приобрел механический дефект, видеоизменивший структуру вихревых токов и соответственно видоизменивший сигнал электродвижущей силы индукции.
Действительно, технологический процесс диагностики подшипника качения является непосредственным, поскольку за счет взаимодействия движущихся элементов подшипника с магнитным постоянным локальным полем диагностируются сигналы электродвижущей силы индукции с каждого контролируемого элемента за каждый оборот подшипника и по степени отличия вида и амплитуды сигналов измеренных и сигналов, соответствующих исправному состоянию подшипника, реализуется безаварийный останов подшипника, не приводящий к его внешнему разрушению.
Такой безаварийный останов реализуется за счет современной вычислительной техники и анализа сигналов электродвижущей силы индукции в рамках назначенных алгоритмов аварийной защиты подшипника.
В качестве примера исполнения способа рассмотрен технологический процесс диагностирования для радиального подшипника качения, а так же для радиально-упорных подшипников с несколькими рядами тел качения, подшипников, изготовленных из разных сталей, например, из нержавеющих.
Способ эффективен при диагностировании подшипников, работающих при больших скоростях, так как он способен зафиксировать возникновение дефектов и их развитие по времени, особенности рабочего процесса, в том числе зафиксировать степень и частоту ударов, вибраций, что в итоге даст возможность в процессе эксплуатации зафиксировать реальный ресурс подшипника и провести своевременный останов подшипника, способствуя безопасности работы и экологической безопасности.
Способ позволяет провести научные исследования с более глубоким анализом рабочего процесса в части уточнения эффективности эксплуатируемых подшипников в различных отраслях, в том числе и при экстремальных условиях, позволяет производить диагностирование с высокой достоверностью контроля, что обусловливает экономический эффект.
Экономический эффект достигается за счет уменьшения потерь, связанных с аварийными ситуациями, ложными выключениями подшипника из работы в составе изделия, повышением уровня научно-исследовательских работ в части создания рациональных средств диагностирования подшипников качения.
Изобретение может использоваться и при диагностировании подшипников скольжения, особенно при контроле рабочего процесса смазки, например, при нарушении смазки вихревые токи в парах скольжения приобретают иную структуру, что обусловит соответственно изменение уpовня и вида сигналов электродвижущей силы индукции, фиксируемое телеметрическим каналом контроля и анализа состояния элементов работающего подшипника. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1397766, кл. G 01 M 7/00, 1989.
2. Авторское свидетельство СССР N 783620, кл. G 01 M 13/04, 1980.
Claims (1)
- СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ПОДШИПНИКА КАЧЕНИЯ, включающий измерение параметров состояния элементов подшипника при работе, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности диагностирования, обнаружения моментов возникновения дефектов и их развития по времени, останова подшипника без его внешнего разрушения, в контролируемой зоне подшипника накладывают внешнее постоянное локальное магнитное поле, при этом силовые линии поля направляют вдоль направления действия нагрузки, воспринимаемой подшипником, на контролируемых поверхностях элементов подшипника создают вихревые электрические токи путем вращения подшипника в постоянном внешнем магнитном поле, непрерывно измеряют сигналы электродвижущей силы индукции вторичного переменного магнитного поля, создаваемого вихревыми электрическими токами, сравнивают форму и амплитуду измеренных сигналов электродвижущей силы индукции с формой и амплитудой сигналов электродвижущей силы индукции, соответствующих исправному состоянию подшипника, и по степени отличия сравниваемых сигналов судят о моменте возникновения дефектов, развитии их по времени и о необходимости своевременного безаварийного останова подшипника качения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5032736 RU2006810C1 (ru) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | Способ диагностики подшипника качения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5032736 RU2006810C1 (ru) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | Способ диагностики подшипника качения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006810C1 true RU2006810C1 (ru) | 1994-01-30 |
Family
ID=21599559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5032736 RU2006810C1 (ru) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | Способ диагностики подшипника качения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2006810C1 (ru) |
-
1992
- 1992-03-18 RU SU5032736 patent/RU2006810C1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Orhan et al. | Vibration monitoring for defect diagnosis of rolling element bearings as a predictive maintenance tool: Comprehensive case studies | |
Meyer et al. | An analytic model for ball bearing vibrations to predict vibration response to distributed defects | |
Saruhan et al. | Vibration analysis of rolling element bearings defects | |
Karacay et al. | Experimental diagnostics of ball bearings using statistical and spectral methods | |
EP0693176B1 (en) | Method and apparatus for analyzing and detecting faults in bearings and other rotating components that slip | |
Jamaludin et al. | Monitoring extremely slow rolling element bearings: part I | |
US8315826B2 (en) | Diagnostic method for a ball bearing, in particular for an angular-contact ball bearing, a corresponding diagnostic system, and use of the diagnostic system | |
Choy et al. | Vibration monitoring and damage quantification of faulty ball bearings | |
Elnady et al. | Identification of critical speeds of rotating machines using on-shaft wireless vibration measurement | |
Marticorena et al. | Rolling bearing condition monitoring technique based on cage rotation analysis and acoustic emission | |
De Almeida et al. | New technique for evaluation of global vibration levels in rolling bearings | |
Irfan | Modeling of fault frequencies for distributed damages in bearing raceways | |
RU2006810C1 (ru) | Способ диагностики подшипника качения | |
Shrivastava et al. | Vibration signature analysis for ball bearing of three phase induction motor | |
Irfan | A novel non-intrusive method to diagnose bearings surface roughness faults in induction motors | |
JP7351142B2 (ja) | 転がり軸受の状態監視方法及び状態監視装置 | |
RU2432560C1 (ru) | Способ диагностики радиального зазора в шарикоподшипниках | |
RU2709238C1 (ru) | Способ диагностики технического состояния подшипника качения ротора турбомашины | |
Bhonde et al. | Automatic detection of bearing faults | |
JPH02232529A (ja) | 回転機械の振動診断方法およびその振動診断装置 | |
JP2021032797A (ja) | 転がり軸受の状態監視方法及び転がり軸受の状態監視システム | |
Irfan et al. | A condition monitoring system for the analysis of bearing distributed faults | |
Wang et al. | Condition monitoring of rolling-element bearings by using cone-kernel time-frequency distribution | |
Kim | Proximity transducer technique for bearing health monitoring | |
Mitra et al. | Vibration signal analysis of induction motors used in process control operation |