RU2816544C1 - Method of diagnosing slippage of rolling bodies in bearing - Google Patents
Method of diagnosing slippage of rolling bodies in bearing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2816544C1 RU2816544C1 RU2023127922A RU2023127922A RU2816544C1 RU 2816544 C1 RU2816544 C1 RU 2816544C1 RU 2023127922 A RU2023127922 A RU 2023127922A RU 2023127922 A RU2023127922 A RU 2023127922A RU 2816544 C1 RU2816544 C1 RU 2816544C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rolling
- bearing
- value
- ring
- frequency
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к способу диагностики технического состояния подшипников качения, а именно диагностики проскальзывания тел качения подшипника с использованием динамического тензометрирования колец для повышения надежности. Изобретение может найти применение во всех узлах механических систем, имеющих подшипники качения.The invention relates to a method for diagnosing the technical condition of rolling bearings, namely diagnosing the slippage of the rolling elements of a bearing using dynamic strain gauges of the rings to increase reliability. The invention can find application in all components of mechanical systems that have rolling bearings.
Традиционно для диагностики технического состояния машин и механизмов используется метод вибрографирования (ГОСТ ИСО 10816-1-97). Первичным преобразователем для данного метода является датчик вибраций, устанавливаемый на корпуса машин. Основным недостатком вибрографирования является удаленность датчика вибраций от источника сигнала, особенно от роторных элементов, что приводит к невозможности контроля процессов, происходящих внутри машины, когда чувствительности датчика вибраций недостаточноTraditionally, the vibrography method is used to diagnose the technical condition of machines and mechanisms (GOST ISO 10816-1-97). The primary transducer for this method is a vibration sensor installed on machine bodies. The main disadvantage of vibrography is the remoteness of the vibration sensor from the signal source, especially from the rotor elements, which leads to the inability to control the processes occurring inside the machine when the sensitivity of the vibration sensor is not enough
Кроме нагрузок, воспринимаемых подшипниками качения, для оценки их работоспособности следует выполнять диагностику проскальзывания тел качения при работе подшипникового узла. Данная диагностика особенно актуальная для подшипниковых узлов многорежимных изделий, когда для введения мероприятий, направленных на обеспечение работоспособности подшипников, следует знать, на каком режиме реализуется проскальзывание тел качения.In addition to the loads absorbed by the rolling bearings, to assess their performance, it is necessary to diagnose the slippage of the rolling elements during operation of the bearing assembly. This diagnostics is especially relevant for bearing assemblies of multi-mode products, when in order to introduce measures aimed at ensuring the operability of bearings, it is necessary to know in what mode the rolling elements slip.
Наиболее близким к изобретению является способ диагностики путем измерения и анализа параметров электрического сигнала тензорезисторов измеряющих деформацию кольца, установленных на наружном кольце подшипника, сравнения их величин с данными полученными на эталонной установке, при этом для тензорезисторов выполняется градуировка усилий (изобретение №2789616, МПК G01M 13/04 опубл. 06.02.2023). Оценка действующих нагрузок выполняется на рабочих частотах вращения подшипника. Недостатком данного способа является отсутствие возможности определения появления дефекта, связанного с проскальзыванием тел качения, который в дальнейшем может привести к выходу из строя узла, в который монтируется подшипник качения.The closest to the invention is a diagnostic method by measuring and analyzing the parameters of the electrical signal of strain gauges measuring ring deformation installed on the outer ring of a bearing, comparing their values with data obtained on a reference installation, while force calibration is performed for strain gauges (invention No. 2789616, IPC G01M 13 /04 publ. 02/06/2023). The assessment of the effective loads is carried out at the operating speeds of the bearing. The disadvantage of this method is the inability to determine the occurrence of a defect associated with slipping of the rolling elements, which in the future can lead to failure of the unit in which the rolling bearing is mounted.
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное техническое решение, является повышение надежности работы подшипников качения, за счет своевременного определения проскальзывания тел качения, и проведения необходимых превентивных мер по его исключению.The technical result that this technical solution is aimed at achieving is to increase the reliability of the operation of rolling bearings, due to the timely detection of slippage of the rolling elements, and the implementation of the necessary preventive measures to eliminate it.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе диагностики проскальзывания тел качения в подшипнике, путем измерения параметров электрического сигнала тензорезисторов, установленных на наружном кольце подшипника, в отличие от известного, в качестве параметра наблюдения измеряемого электрического сигнала тензорезисторов выбирают значение частоты прокатывания тел качения по кольцу, выполняют спектральный анализ электрического сигнала, вычисляют значение частоты прокатывания тел качения по кольцу при штатной работе подшипника, измеряют и при этом сравнивают значение частоты прокатывания тел качения по кольцу с ее расчетным значением, диагностируется наступление проскальзывания тел качения - если измеренное значение частоты прокатывания меньше ее расчетного значения, соответствующего штатной работе подшипника.The technical result is achieved by the fact that in the proposed method for diagnosing the slippage of rolling elements in a bearing, by measuring the parameters of the electrical signal of strain gauges installed on the outer ring of the bearing, in contrast to the known one, the value of the frequency of rolling of the rolling elements along the ring is selected as an observation parameter for the measured electrical signal of strain gauges , perform a spectral analysis of the electrical signal, calculate the frequency of rolling elements rolling along the ring during normal operation of the bearing, measure and compare the frequency value of rolling elements rolling along the ring with its calculated value, diagnose the onset of slipping of the rolling elements - if the measured value of the rolling frequency is less than it calculated value corresponding to the normal operation of the bearing.
На чертеже показан пример показаний тензорезистора: амплитудно-частотная характеристика электрического сигнала и спектр частот на исследуемом режиме.The drawing shows an example of a strain gauge reading: the amplitude-frequency characteristic of the electrical signal and the frequency spectrum in the mode under study.
Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.
Проводят расчет значения частоты прокатывания тел качения по кольцу на исследуемом режиме. Далее на наружном кольце подшипника устанавливают тензорезисторы. Подшипник с тензорезисторами монтируют в механизм. При испытаниях механизма фиксируют показания электрического сигнала с тензорезисторов, проводят спектральный анализ и измеряемые тензорезисторами значения частоты прокатывания тел качения по кольцу сравнивают со значением, соответствующим расчетному значению прокатывания тел качения при штатной работе подшипника. Если фактическое значение частоты прокатывания тел качения по кольцу меньше, чем расчетное значение, соответствующее штатной работе подшипника, то диагностируют наступление проскальзывания тел качения и принимают необходимые меры по его исключению.Calculate the frequency of rolling elements rolling along the ring in the mode under study. Next, strain gauges are installed on the outer ring of the bearing. A bearing with strain gauges is mounted in the mechanism. When testing the mechanism, the readings of the electrical signal from the strain gauges are recorded, a spectral analysis is carried out, and the frequency values of the rolling elements rolling along the ring measured by the strain gauges are compared with the value corresponding to the calculated value of the rolling elements rolling during normal operation of the bearing. If the actual value of the frequency of rolling of the rolling elements along the ring is less than the calculated value corresponding to the normal operation of the bearing, then the onset of slipping of the rolling elements is diagnosed and the necessary measures are taken to eliminate it.
ПримерExample
Проводят расчет по формуле (1) для определения fн - значения частоты прокатывания тел качения по наружному кольцу на исследуемом режиме при штатной работе подшипника:Calculation is carried out using formula (1) to determine f n - the frequency value of rolling elements rolling along the outer ring in the studied mode during normal operation of the bearing:
, (1) , (1)
где fвр - частота вращения подвижного кольца относительно неподвижного;where f wr is the rotation frequency of the movable ring relative to the fixed one;
dTK - диаметр тела качения;d TK - rolling body diameter;
dC - диаметр окружности, проходящей через центры тел качения (диаметр сепаратора);d C is the diameter of the circle passing through the centers of the rolling elements (cage diameter);
α - угол контакта тел и дорожек качения;α is the angle of contact between bodies and raceways;
z - число тел качения.z is the number of rolling bodies.
Во время работы механизма записывают показания электрического сигнала с тензорезистора, расположенного на кольце подшипника, на контрольно-измерительную аппаратуру, проводят спектральный анализ на исследуемом режиме и определяют фактическое значение частоты прокатывания тел качения (чертеж). Если измеренное значение меньше ее расчетного значения то диагностируется проскальзывание тел качения, что недопустимо.During operation of the mechanism, the readings of the electrical signal are recorded from the strain gauge located on the bearing ring to the control and measuring equipment, a spectral analysis is carried out in the mode under study and the actual value of the rolling elements rolling frequency is determined (drawing). If the measured value is less than its calculated value, then slippage of the rolling elements is diagnosed, which is unacceptable.
Использование данного способа диагностики дефекта проскальзывания тел качения в подшипнике позволяет его идентифицировать на ранних стадиях.The use of this method for diagnosing a defect in the slippage of rolling elements in a bearing allows it to be identified at an early stage.
Таким образом, данное техническое решение позволяет повысить надежность работы подшипников качения за счет раннего выявления дефекта, связанного с проскальзыванием тел качения.Thus, this technical solution makes it possible to increase the reliability of rolling bearings due to early detection of defects associated with slipping of rolling elements.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2816544C1 true RU2816544C1 (en) | 2024-04-01 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1449856A1 (en) * | 1987-05-11 | 1989-01-07 | Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации | Method of checking quality of surfaces of rolling-contact bearings |
RU2006019C1 (en) * | 1991-07-01 | 1994-01-15 | Чечуевский Вячеслав Петрович | Device for estimating rolling bearing operating capability |
RU2432560C1 (en) * | 2010-07-09 | 2011-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Procedure for diagnosis of radial gap in ball bearings |
RU2789616C1 (en) * | 2022-01-14 | 2023-02-06 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Method for diagnostics of the rolling element jams in the bearing |
EP4160337A1 (en) * | 2021-09-30 | 2023-04-05 | Siemens Aktiengesellschaft | System and method for estimating remaining useful life of a bearing |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1449856A1 (en) * | 1987-05-11 | 1989-01-07 | Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации | Method of checking quality of surfaces of rolling-contact bearings |
RU2006019C1 (en) * | 1991-07-01 | 1994-01-15 | Чечуевский Вячеслав Петрович | Device for estimating rolling bearing operating capability |
RU2432560C1 (en) * | 2010-07-09 | 2011-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Procedure for diagnosis of radial gap in ball bearings |
EP4160337A1 (en) * | 2021-09-30 | 2023-04-05 | Siemens Aktiengesellschaft | System and method for estimating remaining useful life of a bearing |
RU2789616C1 (en) * | 2022-01-14 | 2023-02-06 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Method for diagnostics of the rolling element jams in the bearing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6763312B1 (en) | Multiple discriminate analysis and data integration of vibration in rotation machinery | |
JP5146008B2 (en) | Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method | |
JP4504065B2 (en) | Rolling bearing remaining life diagnosis method | |
JP4787904B2 (en) | Rolling bearing remaining life diagnosis method | |
CN107782555B (en) | Multifunctional test bed for testing performance and service life of bearing bush of large-scale rotating machine | |
JP2017219469A (en) | State monitoring device and state monitoring method | |
JP6714806B2 (en) | Status monitoring device and status monitoring method | |
KR101674686B1 (en) | Structural integrity monitoring system | |
Kumar et al. | Misalignment effect on gearbox failure: An experimental study | |
RU2816544C1 (en) | Method of diagnosing slippage of rolling bodies in bearing | |
KR20130112540A (en) | Bearing wear condition monitoring, diagnosis and estimation system and method for the low speed diesel engine | |
RU2478923C2 (en) | Diagnostics method of technical state of inter-rotor bearing of two-shaft gas turbine engine | |
Yang et al. | A case study of bearing condition monitoring using SPM | |
KR101745805B1 (en) | Apparatus and Method for machine condition monitoring | |
RU2789616C1 (en) | Method for diagnostics of the rolling element jams in the bearing | |
CN112857800A (en) | Detection device and method for detecting reliability of high-speed elevator main shaft assembly | |
RU2709238C1 (en) | Diagnostic method of turbomachine rotor rolling bearing technical state | |
RU2444039C1 (en) | Method and apparatus for diagnosing process device using process parameter sensor signal | |
JP2021032769A (en) | State monitoring method and state monitoring device for rolling bearing | |
Tabasi et al. | Analyzing vibration as a useful domain for getting bearing fault signals in induction motors | |
RU2624089C1 (en) | Method of determining the operating modes of the gas turbine engine, meaning the minimum values of the axial power, acting on the radial-steering bearing | |
RU2735130C1 (en) | Method of estimating service life of a rolling bearing | |
Behzad et al. | Defect size estimation in rolling element bearings using vibration time waveform | |
JP2021011371A (en) | Diagnostic device, diagnostic system, and diagnostic method | |
Adamczak et al. | Evaluation of a non-contact method for measuring vibration of rolling bearings in industrial conditions |