Удосконалення технології діагностування підшипників кочення електричних двигунів тепловозів за вібраційними характеристиками

Abstract

UA: Для попередження відмов тягових електричних двигунів тепловозів установлена необхідність проведення вібродіагностування моторно-якірних підшипників. Проведений аналіз вібродіагностичних методів визначив за доцільне залучати перспективний для цілей вібродіагностування математичний апарат вейвлет-аналізу. Розроблено функціонально-логічну модель технології вібродіагностування, яка використовує елементи стохастичного та детермінованого підходів і вейвлет-аналіз. Використання алгоритмів безперервного вейвлет-перетворення та швидкого вейвлет- перетворення дає змогу збільшувати кількість діагностичних ознак технічного стану підшипників кочення тягових електричних двигунів тепловозів. Доопрацьовано метод кількісного оцінювання технічного стану підшипників кочення. Розроблений діагностичний алгоритм і програмно-апаратний комплекс із інтегральним віброакселерометром поверхневого типу для реалізації розробленої моделі підвищують ефективність технології вібродіагностування. Показник достовірності розроблених заходів становить 86,1%. RU: Для предупреждения отказов тяговых электрических двигателей тепловозов определена необходимость проведения вибродиагностирования моторно-якорных подшипников. На основании проведенного анализа методов вибродиагностирования было установлено, что отсутствие универсального метода, а также существенные недостатки спектрального анализа не обеспечивают распознавание технического состояния подшипников качения с высокой достоверностью, поэтому существует необходимость для целей вибро-диагностирования применять математический аппарат вейвлет-анализа. Учитывая преимущества стохастического и детерминированного подходов технологии вибродиагностирования, на их основе была предложена функционально- логическая модель, которая вследствие использования алгоритмов непрерывного и быстрого вейвлет-анализа повышает количество диагностических признаков и влияет на повышение достоверности принятия диагностического решения. Определение высших моментов вибрации подшипников качения в частотных диапазонах, выделенных благодаря алгоритму быстрого вейвлет-преобразования с использованием вейвлета Добешы четвертого порядка, дала возможность избавиться от негативного явления упразднения малого временного масштаба нестационарности исследуемых реализаций. Дальнейшее проведение этапа обучения, использование статистических гипотез и построение решающих правил дало возможность классифицировать повреждения подшипников по видам и, как следствие, учесть случайный характер вибрации, количественную оценку сомнения принятия возможных неверных решений касательно технического состояния диагностируемого узла. Использование алгоритма непрерывного вейвлет-преобразования позволило устранить невысокую разрешающую способность в высоко-частотном диапазоне вибрации вследствие применения традиционного математического аппарата спектрального анализа, в частности сложного метода построения спектра огибающей вибрации со свойственной для него особенностью усреднения мощности флуктуаций зарегистрированных виброграмм. Построенные частотно-временные вейвлет- спектрограммы с использованием вейвлета Морле дали возможность идентифицировать широкую номенклатуру повреждений подшипников качения. На основании сравнения спектров огибающих вибрации подшипниковых узлов с частотно-временными вейвлет- спектрограммами, доказана целесообразность использования последних для целей вибродиагностирования подшипников качения. Созданный программно-аппаратный комплекс с интегральным виброакселеро-метром поверхностного типа реализует разработанную модель технологии вибро-диагностирования. Внедрение разработанных методов и средств позволит повысить эффективность технологии вибродиагностирования. Показатель достоверности разработанных мероприятий составит 86,1%. EN: A necessity was established of rolling bearing vibrodiagnostics introduction for traction electric engines failure prevention of diesel locomotives. Analysis of vibrodiagnostics methods depicted a necessity to involve a wavelet-analysis method for the aims of vibrodiagnostics. A model of vibrodiagnostics technology was worked out, which uses the elements of determined and stochastic approaches and wavelet-analysis. Involving the algorithms of continuous wavelet-transformation and fast wavelet-transformation gives an opportunity to increase amount of diagnostics signs of rolling bearing technical condition. A method of quantitative estimation of rolling bearing technical condition was revised. There were worked out a diagnostics algorithm, programmable apparatus for achieved model realization with a complete 2-axis vibroaccelerometer with a digital output, which increases the effectiveness of the technology of vibrodiagnostics. An indicator of trustworthiness of worked out measurements equals 86,1%.