УДК 620.179.16
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СМАЗОЧНЫХ СОСТАВОВ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ ЛОКОМОТИВОВ МЕТОДОМ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ
Д. В. Федоров
Рассмотрены теоретические основы и опыт применения метода акустической эмиссии для оценки эффективности смазочных составов подшипниковых узлов. Представлены результаты практических исследований влияния наличия и обводнения смазочных материалов на акустическую эмиссию подшипникового узла. Высказано предложение о переходе на допрессовку смазки в подшипниковые узлы по результатам акустико-эмисси-онной диагностики.
Стратегической целью совершенствования системы ремонтов локомотивов является уменьшение затрат на ремонт путем перехода на систему ремонта по фактическому состоянию с использованием средств безразборной диагностики. Такой переход возможен при выполнении следующих основных условий:
внедрения технических средств, позволяющих достоверно судить о состоянии узлов локомотивов без их разборки;
обоснования границ зон допустимой эксплуатации узлов;
проведения мероприятий по жизнеобеспечению механизмов.
Для решения поставленной задачи в локомотивных депо сети дорог России применяются различные методы и приборы определения состояния подшипниковых узлов колесно-моторных блоков по безразборной технологии.
Акустико-эмиссионный метод является одним из основных элементов решения задач по жизнеобеспечению подшипниковых узлов локомотивов, комплекса мероприятий, направленных на увеличение межремонтного пробега, снижения вероятности внезапного отказа подшипниковых узлов в процессе эксплуатации, в котором основное внимание уделяется проблеме выявления причин развития дефектов и оценки степени их опасности.
Из рассмотрения процессов взаимодействия смазочного материала с телами и дорожками качения следует, что только качественное смазывание подшипников качения является гарантией повышения срока их службы и, как следствие, срока эксплуатации механизмов в целом. Изучение смазочных процессов взаимодействия в пятне касания является основой для оценки причин дефектообразования, разработки методов профилактики и диагностики подшипниковых узлов.
Акустико-эмиссионный метод диагностики подшипниковых узлов позволяет учитывать показатель эффективности смазочных составов. Эффективность смазочных составов подшипниковых узлов — свойство смазочного состава сохранять эксплуатационные свойства подшипникового узла в течение установленного интервала времени и противостоять износу.
По мере износа смазочного материала снижается его эффективность, то есть его демпфирующая и несущая способность, что приводит к росту абразивного износа элементов подшипника и возникновению усталостных трещин, сколов и раковин.
На рис. 1 представлено наружное кольцо буксового подшипника типа 30-73636 пассажирского электровоза серии ЧС 2Т с характерными раковинами на дорожках качения, вызванными эксплуатацией с неэффективным смазочным материалом.
Технология безразборной диагностики состояния подшипниковых узлов методом акустической эмиссии позволяет с высокой достоверностью
Определение эффективности смазочных составов подшипниковых узлов.
35
определять достаточность смазки узла и оценивать наличие дефектов смазки узлов (наличие механических примесей, воды). В настоящее время технологические операции по допрессовке смазки в подшипниковые узлы определяются правилами ремонта соответствующих серий локомотивов и инструкцией по применению смазочных материалов.
Рис. 1. Наружное кольцо буксового подшипника электровоза серии ЧС 2Т с раковинами на дорожках качения, вызванными эксплуатацией с "неэффективным смазочным материалом".
В указанных документах установлена периодичность по допрессовке смазки в процессе выполнения технических обслуживаний (ТО-3) и всех текущих ремонтов (ТР). Вместе с тем в подавляющем большинстве случаев дополнительная допрессовка смазки всех подшипниковых узлов при всех ТО и ТР не требуется.
Рис. 2. Влияние наличия и достаточности смазочного состава на акустическую эмиссию
подшипникового узла.
Чрезмерное количество смазки, допрессовываемое в узел, приводит, во-первых, к ее разогреву, а во-вторых, к выдавливанию ее через лабиринтные уплотнения на корпус или подшипниковый щит узла, то есть к
36
Д. В. Федоров
излишнему расходу смазки и загрязнению узла, вызывающим затруднения его осмотра.
га г г з->з о
в
к
>>
5 с о и: Л
а г 100 ОП
^Эксплуатация не допустии N ЯП
N 70
N Г 60
ч \ 50 40 30 20 10 0
N
N чз
>
V N Ч!
3 0 2 7 2 5 2( ) 1 8 1. 10 9 7 3 1 0 5 1:
Содержание воды в смазке, %
Рис. 3. Влияние обводнения смазочного состава на акустическую эмиссию подшипникового узла.
Более того необоснованная допрессовка смазки подшипников тягового редуктора с раздельными камерами смазки зубчатых колес и подшипников вызывает попадание (продавливание через лабиринтные уплотнения) пластинчатой смазки в картер редуктора.
Данное обстоятельство вызывает чрезмерное загустевание смазки редуктора, в результате чего она оседает на поверхностях корпуса и не обеспечивает требуемую смазку зубчатой передачи.
В условиях локомотивного депо Санкт-Петербург Пассажирский Московский Октябрьской железной дороги выполнены практические исследования влияния эффективности смазочного состава на акустико-эмиссионный сигнал буксового узла.
Исследования проведены на колесной паре № 3187 электровоза ЧС 2Т при обкатке на стенде с использованием смазки "Буксол". Результаты исследований представлены соответственно на рис. 2 и 3, из которых следует, что устойчивая эксплуатация подшипникового узла наблюдается при наличии смазочного состава не менее 90 % и обводнения смазки не более 0,5 %. Указанные значения полностью соответствуют инструкции МПС № ЦТ-330 по обслуживанию подшипниковых узлов.
За 2001 год и 6 месяцев 2002 года по данной технологии в депо выявлено 35 узлов с недостатком смазки и 12 узлов с дефектами смазки различного характера (обводнение, механические примеси, загрязнения).
Таким образом, используя акустико-эмиссионную диагностику подшипниковых узлов, возможно объяснить переход на выполнение смазочных операций подшипниковых узлов локомотивов с учетом их фактического состояния, что обеспечит экономию смазочных материалов и рабочих ресурсов при безусловном соблюдении требований безопасности движения.
Петербургский госуниверситет Поступила в редакцию
путей сообщения 3 сентября 2002 г.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.