Мониторинг поломок резцов исполнительного органа горного комбайна по параметрам механических колебаний. Часть 1. Методика исследований

Вибромониторинг – наиболее методически развитый и технически обеспеченный средствами регистрации и обработки полученных данных подход. Однако в источниках научно-технической информации о горной технике он представлен гораздо реже, чем иные методы мониторинга. Один из перспективных путей решения этой проблемы, в частности мониторинга поломок резцов режущих дисков исполнительных органов, – использование параметров собственных колебаний частей редукторов, возникающих при импульсном нагружении, обусловленном такими поломками. Следует отметить, что в технически сложном оборудовании горной отрасли, в частности в горных комбайнах, существует немало источников вибрации, колебания которых накладываются друг на друга. И не всегда можно выделить и идентифицировать с источником требуемый информативный сигнал. С учетом этого в статье приведена методика исследований о возможности мониторинга поломок резцов исполнительного органа на примере горного комбайна «Универсал 600» по параметрам возникающих при поломке резцов собственных колебаний режущих дисков исполнительного органа. Определено место регистрации этих колебаний – рукояти редуктора, на выходных валах которых размещены режущие диски. Установлена частота таких колебаний, равная ~5 Гц. Обоснована возможность использования в качестве средств дальнейших исследований виброанализатора «АГАТ-М» с датчиками вибрации M/АС102-1А. Рассмотрен вариант размещения датчиков вибрации на невращающихся корпусах редукторов привода исполнительного органа. Разработан алгоритм регистрации параметров вибрации, позволяющий разделить ее источники.

1. Mechanical Vibration Analysis Using an Optical Sensor / F. Claveau [et al.] // Proceedings of 1996 Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering. 1996. Vol. 2. P. 876–879. https://doi.org/10.1109/CCECE.1996.548292.

2. Dalpiaz, G. A. Kineto-Elastodynamic Model of a Gear Testing Machine / G. Dalpiaz, A. Rivola, R. Rubini // Proceedings of International Conference on Mechanical Transmissions and Mechanisms, MTM'97. China, Beijing, 1997. Р. 549–553.

3. Amabili, M. Dynamic Analysis of Spur Gear Pairs: SteadyState Response and Stability of the SDOF Model with TimeVarying Meshing Damping / M. Amabili, A. Rivola // Mechanical Systems and Signal Processing. 1997. Vol. 3, No 11. Р. 375–390. https://doi.org/10.1006/mssp.1996.0072.

4. Способ диагностики и прогнозирования технического состояния машин по вибрации корпуса: пат. Рос. Федерации № 2103668 / В. Н. Костюков, С. Н. Бойченко, А. В. Костюков. Опубл. 27.01.1998.

5. Барков, А. В. Интеллектуальные системы мониторинга и диагностики машин по вибрации / А. В. Барков, Н. А. Баркова // Сб. труд. Петербургского энергетического института повышения квалификации Минтопэнерго и Института вибрации США (Vibration Institute, USA). СПб., 1999. Вып. 9.

6. Барков, А. В. Мониторинг и диагностика роторных машин по вибрации / А. В. Барков, Н. А. Баркова, А. Ю. Азовцев. СПб.: Изд-во Санкт-Петерб. гос. морск. тех. ун-та, 2000. 169 с.

7. Fault Diagnostics Using Statistical Change Detection in the Bispectral Domain / Jr. B. E. Parker [et al.] // Mechanical Systems and Signal Processing. 2000. Vol. 14, No 4. P. 561–570. https://doi.org/10.1006/mssp.2000.1299.

8. Устройство для виброакустической диагностики передач зацеплением: пат. Респ. Беларусь 632 U / Я. В. Басинюк, Н. Н. Ишин, И. Н. Усс, В. Л. Басинюк, Е. И. Мардосевич, Л. М. Антюшеня. Опубл. 30.09.2002.

9. Басинюк, Я. В. Вибродиагностика зубчатых передач на основе использования информационных технологий / Я. В. Басинюк // Современные методы конструирования машин. Расчет, конструирование и технология изготовления: сб. науч. тр. / под общ. ред. П. А. Витязя. Минск: Технопринт, 2002. Вып. 1, Т. 2. C. 440–450.

10. Dempsey, P. Integrating Oil Debris and Vibration Gear Damage Detection Technologies Using Fuzzy Logic / P. Dempsey, A. Afjeh // Journal of the American Helicopter Society. 2004. Vol. 49, No 2. P. 109–116. https://doi.org/10.4050/JAHS.49.109.

11. Ишин, Н. Н. Динамика и вибромониторинг зубчатых передач / Н. Н. Ишин. Минск: Белар. навука, 2013. 432 с.

12. Технология вибрационного диагностирования подшипников качения колесно-моторных блоков локомотивов [Электронный ресурс] / А. В. Барков [и др.] // Северо-Западный учебный центр. 2014. Режим доступа: https://vibro-expert.ru/texnologiya-vibracionnogo-diagnostirovaniya-podshipnikov-kacheniya-kolesno-motornixblokov-lokomotivov.html.

13. Барков, А. В. Возможности стационарных систем вибромониторинга и оперативной вибродиагностики [Электронный ресурс] / А. В. Барков // Северо-Западный учебный центр. 2015. Режим доступа: https://vibro-expert.ru/vozmojnosti-stacionarnix-sistem-vibromonitoringa-i-operativnoie-vibrodiagnostiki.html.

14. Ишин, Н. Н. Теоретические и экспериментальные методы и средства вибрационно-импульсного диагностирования зубчатых передач трансмиссионных узлов мобильных машин / Н. Н. Ишин. Минск, 2015. 52 с.

15. Диагностика и мониторинг технического состояния на пути к «Индустрии 4.0» / Н. Н. Ишин [и др.] // Актуальные вопросы машиноведения: сборник научных трудов. Минск, 2018. Вып. 7. С. 245–250.