19.11. Диагностирование трансмиссии, редукторов, зубчатых и червячных передач, подшипников и валов

Диагностирование редукторов и передач можно разделить на два вида: определение комплексных диагностических признаков и определение параметров отдельных элементов передач.

К методам диагностической оценки по комплексным диагностических признаков относят:

оценку затрат мощности, необходимой для прокручивания передачи при определенном скоростном и нагрузочном режимах;

оценку суммарного зазора в кинематических парах, которая реализуется с использованием люфтомеров;

метод определения концентрации продуктов изнашивания в масле; характеризуется малой точностью измерений;

виброакустический метод, предусматривающий измерение общего уровня вибрации и уровней вибрации в заданных полосах частотного спектра, где проявляется силовое взаимодействие.

Максимальная температура масла не должна превышать в корпусе редуктора 80°С, для червячных передач – 95 °С.

При техническом диагностировании редукторов используют метод ударных импульсов, который основан на регистрации звуковых импульсов, формируемых механическими ударами в местах дефектов, например в подшипниках качения. Степень повреждения определяют по интенсивности ударов.

Предельный износ зубьев колес механизма подъема и изменения вылета стрелы по толщине должен быть не более 15%, для остальных механизмов – не более 20%. Боковой зазор между зубьями шестерен и колес при скорости более 2 м/с должен быть равен 0.4…1,2 мм в зависимости от модуля и суммарного числа зубьев по верхнему пределу и 0,15…0,8 мм – по нижнему пределу. Зазоры проверяют щупом, индикатором или свинцовой проволокой. Торцовое биение колес должно быть не более 0,1…0,15 мм. Параллельность валов проверяют штангенциркулем, перпендикулярность – рейсмусом и струной, правильность зацепления – краской.

При правильном зацеплении по высоте отпечаток на сопряженном колесе должен быть равен 50…70 % длины зуба. При непараллельных валах отпечаток будет только с одной стороны, при перекошенных валах – с разных сторон. В конических зубчатых колесах пятно касания равно 40…60 % длины зуба и 20…40 % высоты его.

В червячной передаче нормальный размер пятна касания составляет не менее 60 % высоты зуба и 50 % его длины.

При диагностировании червячной передачи определяют «мертвый ход» червяка, т. е. его перемещение при неподвижном колесе. Для однозаходного червяка ход составляет 8…10°, для двухзаходного – 4…6°. Перекос осей червячной передачи не должен превышать 0,15 мм на 1000 мм длины вала. Осевое смещение червяка относительно колеса не должно превышать 0,2 мм.

При увеличении шума проверяют износ зубьев и подшипников. Обычно рывки, толчки и удары при включении механизма свидетельствуют о поломке зубьев, соединительных муфт, о смятии шпоночных канавок.

Предельно допустимый износ зубьев по толщине (по дуге начальной окружности) составляет для открытых передач 30 % толщины зуба, для зубчатых колес, работающих при окружных скоростях до 5 м/с – 20 %, для зубчатых колес механизмов подъема литейных кранов – 10 %, для прямозубых колес реверсивных передач, работающих со скоростью 5…10 м/с, и непрямозубых со скоростью 5…15 м/с – 15 %.

Бракуют колеса по наличию трещин у основания зуба и по площади усталостного выкрашивания, если она превышает 30 % рабочей поверхности зуба, а глубина их превышает 10 % толщины зуба. Допускается увеличение зазора в редукторах до 150 %, в открытых передачах до 200 %.

Признаком ненормальности работы подшипников качения является нагрев выше 70°, вибрация, ненормальный шум (звонкий, звенящий – отсутствие смазочного материала; глухой, прерывистый – загрязнение масла; скрежет и постукивание – разрушение сепаратора), выбрасывание смазочного материала из подшипникового узла.

У отрегулированного подшипника качения радиальные зазоры 0,006…0,02 мм в зависимости от диаметра, осевые зазоры для радиальных подшипников 0,07…0,12 мм, для радиально-упорных 0,04…0,1 мм и для конических 0,012…0,3 мм. Осевое смещение одного кольца относительно другого не должно превышать 0,6…0,8 мм. Зазоры проверяют щупами и индикаторами. Температура нагрева подшипников скольжения не должна превышать 50 °С.

Выбраковывают валы с трещинами, с остаточными деформациями скручивания, при изнашивании и смятии посадочных мест, разбитых шпоночных гнездах, прогибах выше допустимых.

Допускается среднее уменьшение толщины каждого шлица на рабочей длине соединения вала и втулки не более 0,2 мм при диаметре вала до 50 мм и не более 0,3 мм при диаметре более 50 мм. Допустимая неравномерность износа не более 0,1 мм на 100 мм длины шлица. При замене шпонок паз можно увеличить не более чем на 15 %. При установке зубчатых муфт перекос валов не должен быть более 2 мм на 1 м длины, осевой зазор 1 мм на 1 м длины, но не более 1,5 мм.

Для определения технического состояния механических передач в качестве диагностического признака используют суммарный угловой зазор передачи, дифференцированные значения угловых зазоров отдельных пар передачи, кинематическую неравномерность отклонения передаточного момента за один оборот вала передачи, интенсивность изменения температуры во времени, виброакустические сигналы, генерируемые передачей во время ее работы.