автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка методики повышения надежности акустико-эмиссионного контроля дефектов свободных колец подшипников буксового узла подвижного состава

005002009

Тенитилов Евгений Сергеевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ СВОБОДНЫХ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ БУКСОВОГО УЗЛА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Специальность 05.11.13 - «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 4 НОЯ 2011

Томск — 2011

005002009

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет путей сообщения» (СГУПС)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Степанова Людмила Николаевна

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

Сергей Иванович Буйло

кандидат технических наук, Борис Михайлович Лапшин

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (г. Иркутск)

Защита состоится 20 декабря 2011г. в 17-00 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.269.09 при ФГБОУ ВПО Национальный исследовательский Томский политехнический университет по адресу: 634028 г. Томск, ул. Савиных, 7, ауд.215 (актовый зал)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Национальный исследовательский Томский политехнический университет по адресу: 634034 г. Томск, ул. Белинского, 55.

Автореферат разослан ноября 2011г.

Ученый секретарь

совета по защите докторских

и кандидатских диссертаций -___ —-

к.т.н., доцент ^ =3=- Б.Б. Винокуров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Парк прицепного подвижного состава, эксплуатируемого на железных дорогах РФ, исчисляется миллионами единиц. Поэтому необходима разработка и внедрение новых, совершенных и эффективных приборов и методов, осуществляющих их периодический контроль. Особое требование предъявляется к автоматизации процесса контроля, так как при этом повышается надежность и достоверность результатов измерения. Достижение высокой прочности и надежности объектов железнодорожного транспорта - это одни из необходимых факторов, позволяющих обеспечить безопасность его эксплуатации.

Подшипниковые узлы тягового подвижного состава, устанавливаемые на осях и валах, являются важнейшими конструктивными элементами, от технического состояния которых в значительной степени зависит безопасность движения. После поступления в депо грузового вагона его тележка полностью демонтируется. После разбора подшипниковых узлов свободные кольца подшипников (КП) проходят проверку с использованием методов неразрушающего контроля (НК). Эффективность применения традиционных методов НК (вихрето-кового и магнитного) в значительной степени зависит от квалификации дефек-тоскописта.

Следует отметить сложный характер взаимодействия колеса и рельса. Основными дефектами КП буксового узла являются дефекты усталостного происхождения, а к причинам выхода их из строя можно отнести нарушение режимов работы, загрязненность смазки, наличие трещин, сколов, раковин и выкрашиваний на дорожках качения. Установлено, что до 45 % подшипниковых узлов выходят из строя при половине расчетного пробега, составляющего 2-Ю6 км. Проведение НК термообработанных КП осложняется тем, что их материал обладает низкой пластичностью. Это приводит к быстрому развитию усталостной трещины.

В процессе эксплуатации подшипников поверхности дорожек качения на внешних и внутренних кольцах, по которым перекатываются шарики или ролики, повреждаются механически (из-за проникновения в подшипник посторонних частиц или грязи) и электрически (от протекания тока). Во время эксплуатации подшипники подвергаются очень большим нагрузкам, что вызывает их перегрев и последующее разрушение. Это может привести к катастрофам из-за схода вагонов.

Проблема мониторинга подшипника ставит перед железнодорожной отраслью задачи, связанные с созданием приборов и методов, позволяющих эффективно и надежно проверять состояние подшипников. Необходимость создания новых приборов для контроля различных конструкций предопределила решение важнейшей проблемы, связанной с разработкой современных методов исследования на уровне структурных свойств материалов КП.

Для решения этих задач в последние годы все более широко применяется метод акустической эмиссии (АЭ). При его использовании на исследуемый объект контроля (ОК) воздействуют нагрузкой, вызывающей появление дефор-

мации. Трещина или другой дефект, появившийся в напряженной конструкции, излучает звуковые волны, которые распространяются внутри исследуемого объекта и регистрируются преобразователями акустической эмиссии (ПАЭ).

В процессе АЭ-контроля КП разнообразные дефекты выступают как концентраторы напряжений и излучают дискретные акустические волны. При использовании метода АЭ процесс измерения автоматизируется и на микроуровне обнаруживаются наружные и внутренние дефекты, рассчитываются их координаты и классифицируются повреждения по степени опасности. Однако процесс инициирования развития дефекта сопровождается шумами с характеристиками, близкими к характеристикам сигналов АЭ, что усложняет определение связи их информативных параметров с параметрами процессов структурных изменений и разрушения материала.

Вследствие высоких контактных напряжений в системе качения «ролик-кольцо» дефекты колец располагаются близко к поверхности. Анализ работ, связанных с испытаниями свободных КП методом АЭ показал, что особенности их контроля при статическом нагружении до сих пор недостаточно изучены. Основные работы по АЭ-контролю подшипников, как за рубежом, так и в нашей стране посвящены исследованиям безразборных вращающихся подшипниковых узлов. В известных отечественных работах, как правило, используется один акустический преобразователь, в результате чего АЭ-система записывает смесь сигналов от дефектов и шумов, которые по своим спектральным и энергетическим характеристикам практически идентичны и такие сигналы сложно разделить. Основными регистрируемыми параметрами являются суммарный счет и распределение энергии либо в функции времени, либо нагрузки. Локализация дефекта отсутствует, что существенно ограничивает возможности метода АЭ.

Объектом исследования являются подшипниковые узлы тягового подвижного состава.

Предмет исследования: теоретические и экспериментальные методы контроля свободных КП.

Целью диссертационной работы является разработка методики повышения надежности АЭ-контроля дефектов в свободных КП буксового узла подвижного состава.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Разработка метода локализации источников сигналов АЭ в объектах с малыми геометрическими размерами.

2. Анализ влияния погрешностей координат установки пьезопреобразовате-лей на точность локализации источников сигналов АЭ.

3. Исследование погрешностей локализации сигналов АЭ в свободных КП при статическом нагружении.

4. Разработка информационных критериев браковки свободных КП по анализу сигналов АЭ.

5. Разработка методики АЭ-контроля свободных КП.

Методы исследований. Для достижения поставленной цели использовались методы цифровой обработки сигналов, математического анализа, теории вероятностей и математической статистики, кластерного анализа.

Результаты, полученные в ходе отбраковки дефектных КП, подтверждены экспериментально на основе фрактографии зон разрушения. Экспериментальные исследования проводились с использованием микропроцессорных АЭ и тензометрических систем, сертифицированных в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии. Научная новизна.

1. Предложен способ АЭ-контроля свободных КП при их статическом на-гружении с последующим поворотом на 180°.

2. Дана оценка влияния погрешностей координат установки пьезопреобразо-вателей на точность локализации источников сигналов АЭ.

3. Разработан метод АЭ-контроля объектов с малыми геометрическими размерами, позволяющий снизить погрешности локализации сигналов АЭ.

4. Разработаны информационные критерии браковки дефектных КП.

Практическая значимость работы. По результатам работы подготовлены и практически реализованы в ФГУП «СибНИА им. С.А. Чаплыгина» методики АЭ-контроля объектов с малыми геометрическими размерами. В процессе проведенных испытаний использовались АЭ-системы СЦАД-16.03 (свидетельство об утверждении типа средств измерений 1Ш.С. 27.007.А.№39729, зарегистрирована в Государственном реестре средств измерений под № 18892-10), СЦАД-16.10 (свидетельство об утверждении типа средств измерений ГШ.С. 27.007.А. №40707, зарегистрирована в Государственном реестре средств измерений под № 45154-10), сертифицированные в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии. Получен патент РФ на разработанный способ АЭ-контроля КП буксового узла и устройства для его осуществления. При контроле свободных внешних и внутренних КП железнодорожных транспортных средств применяются разработанные методики контроля. Разработанный метод локализации источников сигналов АЭ в объектах с малыми геометрическими размерами используется при контроле образцов, а также в лекциях и практических занятиях в СГУПС по курсу «Автоматизация измерений». На защиту выносятся:

1. Метод АЭ-контроля в объектах с малыми геометрическими размерами с определением времени прихода сигналов АЭ по вейвлет-коэф-фициентам.

2. Методика локализации сигналов АЭ в свободных КП.

3. Критерии браковки дефектных свободных КП буксового узла при АЭ-контроле.

4. Анализ влияния погрешностей координат пьезопреобразователей на точность локализации сигналов АЭ.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на VI Всероссийской научно-технической конференции «Политранспортные системы Сибири» (Новосибирск, 2009 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Ка-

чество и инновации - основа современных технологий» (Новосибирск, 2010 г.), конференции с участием иностранных ученых «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды» Новосибирск: Ин-т горного дела СО РАН, 2010, V Российской научно-технической конференции «Ресурс и диагностика материалов и конструкций» (Екатеринбург, 2011 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Аэродинамика и прочность авиационных конструкций», посвященной 70-летию со дня основания СибНИА (Новосибирск, 2011г.).

Публикации. По теме диссертационной работы в соавторстве опубликовано 11 работ, из них 4 статьи в журналах, входящих в перечень изданий, утвержденных ВАК РФ, получен патент РФ, опубликована монография.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы, включающего 93 наименования. Работа изложена на 134 страницах, содержит 52 рисунка, 5 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, научная и практическая значимость диссертационной работы, сформулированы основные задачи исследования и положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассматривается технология деповского ремонта подшипниковых узлов, предусматривающая их полный, либо частичный демонтаж и проведение дефектоскопирования всех деталей. Анализируются различные методы НК, используемые в депо при контроле свободных КП и безразборных вращающихся подшипников как в нашей стране, так и за рубежом. Отмечается актуальность темы, связанной с АЭ-контролем КП.

Среди неисправностей внутренних КП буксового узла метод АЭ способен выявить дефекты, являющиеся последствием естественной усталости металла под действием высоких контактных давлений, проскальзывания роликов, вдавливания твердых частиц отслаивающегося металла. АЭ-контроль технического состояния подшипниковых узлов при вращении относится к технологии безразборной диагностики. Метод основан на регистрации и анализе акустических сигналов. Взаимодействие элементов качения в работающем подшипниковом узле приводит к появлению большого числа виброакустических сигналов в широком частотном диапазоне. Если дефект расположен на дорожке качения внутреннего кольца, то он периодически находится в зоне действия нагрузки. Энергия вибрации передается от внутреннего кольца к датчику через элементы качения, сепаратор, наружное кольцо и корпус подшипника. При распространении вибрации информативные сигналы испытывают значительные потери энергии. Помимо этого, дефект перемещается и часто находится вне зоны нагрузки. Кроме того, выборки сигналов, по которым производится усреднение, достаточно длинные и охватывают один полный оборот вала. В противном случае может оказаться так, что в выборки не будут попадать самые мощные участки сигнала АЭ, когда дефект внутреннего кольца проходит зону нагрузки.

Известные отечественные приборы АЭ-контроля вращающихся КП являются одноканальными, а, следовательно, могут определять ограниченный набор параметров сигналов (суммарный счет и амплитудное распределение). Акустический преобразователь устанавливается на крышку или корпус узла и в процессе прохождения через них сигнал существенно искажается. Кроме того, при использовании одного акустического датчика сложно справляться с шумами от вибрации оборудования. Такие шумы необходимо отделять от полезных сигналов. Однако паразитные шумовые сигналы и сигналы АЭ, полученные от дефектов, обладают практически одинаковым спектром и формой, что еще более осложняет процесс контроля. В таких приборах отсутствует локализация дефектов КП, так как контроль подшипникового узла проводится с использованием одного акустического преобразователя. За рубежом метод АЭ получил широкое распространение в процессе безразборного контроля КП. При этом разработанная технология основана на использовании четырех ПАЭ, устанавливаемых на подшипниковый узел. В процессе диагностики определялась корреляция между энергией сигналов АЭ и размерами дефектов.

Во второй главе приводится анализ методов повышения точности локализации сигналов АЭ в свободных КП при их статическом нагружении. В процессе испытаний образование и развитие микротрещин, характеризующих наличие дефекта в КП, сопровождались высокой скоростью счета, большим суммарным счетом (от 200 импульсов и выше), а также регистрацией высокоамплитудных сигналов АЭ.

Для определения координат источника сигналов АЭ использовались аналитические методы. Пример реализации данного метода локализации в дефектном КП представлен на рис. 1.

-О---• • О О * ,. -о

Рис. 1 - Применение табличного (а) и аналитического (б) методов локализации сигналов АЭ в дефектном КП при статическом нагружении

Проведенный анализ позволил оценить погрешности локализации дефекта. Основной недостаток существующей методики состоит в большой чувствительности погрешности локализации к точности определения разности времен прихода (РВП) сигнала на акустические датчики. Ошибка при определении времени прихода сигнала на один из датчиков в несколько микросекунд приводит к значительному перемещению точки локализации источника на развертке объекта. К основным факторам, увеличивающим ошибку в определении координат дефекта, относятся неточное определение координат ПАЭ, погрешности в расчете РВП сигналов, поступающих на акустические датчики, погрешности в оценке скорости распространения акустической волны.

Особенности усталостного разрушения КП (отсутствие заметных остаточных деформаций, внезапный характер заключительной стадии разрушения, разброс параметров и т.д.) чрезвычайно затрудняют предсказание его момента разрушения. Влияние на погрешность локализации погрешности определения РВП Д% (А¡01, А*02, А*12) имеет сложное распределение внутри пьезоантенны и в общем случае для каждой пары датчиков она различна. При этом радиальная погрешность локализации превышает максимальную из погрешностей определения РВП. За время прихода сигнала АЭ принято время превышения им либо нижнего ипор-, либо верхнего ипор+ порога (рис.2).

Помимо погрешности РВП на точность локализации существенное

влияние оказывают

к Т i 1 пор + Верхний порог срабатывания С/пор + \ ........^'V д ошибки Ах„ Ау, в определении координат датчиков пьезоантенны. Их вклад в у погрешность

/ 147,5 150 Л \ 7*152,5 \ локализации

источника сигнала

Нижний порог срабатывания (Упор. . ТПор - АЭ представляется

в виде:

t. МКС —>

Рис. 2 - Определение времени прихода сигнала АЭ пороговым методом по нижней и верхней полуволне

дх дх Дх2 дх

Ах, +- +-

дх1 дхг дУг

Ах, ду + — Дх2 +

Зх, 1 дх2 ду2

Лу2

Ах(Ах,,Ах2, Ду2) =

где Ахи Ах2, Ауг - погрешности определения координат датчиков пьезоантенны.

С использованием системы СЦАД-16.10 исследовались зависимости задержки сигналов АЭ по времени от расстояния до источника 5. Расчет координат источников сигналов АЭ осуществлялся аналитически пороговым методом, позволяющим определять начало сигнала АЭ. Частота дискретизации аналого-цифрового преобразователя (АЦП) /АЦП в АЭ-системе СЦАД-16.10 изменялась в пределах (4; 2; 1; 0,5) МГц. При обработке экспериментальной информации среднеквадратическое отклонение (СКО) а координат х, у источников сигналов рассчитывалось как:

сг =

п-1

п-1

где п - число зарегистрированных сигналов АЭ; Хср, Гср - среднее значение координат х и у выборки; х„ у,- - текущее значение координат хи у выборки.

На рис 3 а б показаны точки локализации с координатами ^ср и Гср, являющиеся центрами окружностей для различных частот дискретизации АЦП /д|,п АЭ-системы. Точкой 5 обозначен источник сигналов АЭ. Необходимо отметить уменьшение разброса локализованных источников и радиус - вектора К, а, следовательно, и повышение точности при увеличении частоты дискретизации /ацп-

а)

Рис. 3 - Взаимное расположение источника сигналов АЭ и точек локализации, а - ПАЭ типа ПК02-05; б - ПАЭ типа £7300

1".ил=1МГц

При использовании полосовых датчиков типа ПК02-05 при частоте дискретизации /Ацп = 0,5 МГц, радиус-вектор равен Я = 27,8 мм, а величина погрешности локализации составила /5,= 11,7 мм. При частоте дискретизации/АЦп = 4 МГц величина погрешности локализации уменьшилась до 18в- 4,5 мм. при использовании широкополосных датчиков С7300 погрешности локализации значительно уменьшились и обозначены на рис. 3, б соответственно отрезками /5С= з 9 мм при частоте дискретизации/дцп = 0,5 МГц и /,в= 1,7 мм при частоте дискретизации /АЦП = 4 МГц. Установлено, что погрешности ± х,-; ±у, 0ПРеДеле-ния координат акустических датчиков пьезоантенны существенно влияют на

погрешность локализации сигналов АЭ.

Особенно это проявляется при использовании низкой частоты дискретизации АЦП измерительного канала АЭ-системы и при работе с низкочастотными ПАЭ Пороговый метод определения времени прихода сигнала АЭ позволил установить корреляцию радиус-вектора Я отклонения локализованных источников сигналов АЭ и погрешности локализации от частоты дискретизации/АцП.

При контроле объектов с малыми геометрическими размерами возникает проблема, связанная с локализацией дефектов. В таких объектах время распространения акустического сигнала оказывается сравнимым с погрешностями АЭ-системы, что приводит к большим разбросам координат источников сигналов в зоне локализации. Обработка информации в режиме реального времени

обычно осуществляется по упрощенной модели ОК. При этом из ПАЭ образуются зоны контроля. Поверхность ОК покрывается сетками браковки с прямоугольными ячейками. Ячейки браковочных сеток, заполненные локализованными сигналами АЭ, представляют собой кластеры, объединенные координатами расположения источника сигнала.

Для пьезоантенны, состоящей из трех ПАЭ, расчет координат осуществляется по двум значениям РВП. На рис. 4,а приведена схема образования четырех пьезоантенн гь г2, г3, г4 на развертке объекта цилиндрической формы (рис.4,б). Пьезоантенна состоит из трех ПАЭ, образующих треугольник с координатами ПАЭ 0 (0;0); ПАЭ 1 (х,; 0); ПАЭ 2 (х2; у2). Анализ показал, что различные методы аналитического расчета координат источников по-разному влияют на погрешность локализации. Например, при расчете по приближенному методу, для ОК цилиндрической формы происходит искажение локационной картины, как показано на рис. 5.

ПАЭЗ

Рис. 4 - Схема установки ПАЭ на объекте цилиндрической формы: а - положение ПАЭ и источника сигналов АЭ на развертке ОК; б - расположение ПАЭ на объекте цилиндрической формы

В зоне I помещена сетка, состоящая из N= 560 источников сигналов АЭ и представляющая собой прямоугольный треугольник, в острых углах которого размещены ПАЭ 0 и ПАЭ 2. Локализация источников в данной зоне обозначена фигурой А (рис. 5). Фигура Л содержит п = 30 источников, что составляет 5,4 % от их общего числа N, для которых абсолютная разница между исходными и вычисленными координатами |Ах| и |Ду| не превышает 1 мм. Порядка 10 % источников локализовались с погрешностью |Дх| = |Ау[ < 2 мм.

Для сравнения в зоне II рассчитывались координаты источников, расположенных в прямоугольной сетке (рис. 5). В результате расчета получена картина локализации,

ч- Зона I ---*"*-— Зона II ►

100 , ПАЗ 2 ПАЭ 3 —*

2 20

100 25°

Л X, мм "

- координата х по РВП для ПАЭ

обозначенная буквой Р (рис. 5). Известные алгоритмы определения координат для ОК с малыми геометрическими размерами, не позволяют осуществлять локализацию источников сигналов АЭ с высокой точностью. В разработанном методе контроля искомые координаты х и у источников сигналов

АЭ определяются в единицах РВП как:

_ х,2 +1] +27^0 -0 = у,2+х,2+^-??2+2Г5(г0-<2)-2хх2 2^ 'У 2уг

где хь х2 - абсциссы ПАЭ 1, ПАЭ 2 в единицах РВП; у2 - ордината ПАЭ 2 в единицах РВП; - наименьшее положительное значение из двух корней (Г, и Т2) квадратного уравнения вида:

• - источник АЭ; о 0-1

Рис. 5 - Локализация сигналов АЭ по методу линейного приближения: расчет по РВП для ПАЭ 0-ПАЭ1

К,Т2 + К,Т + К „=0.

где

К

Ь = -

2(АхВ,Ь-А1Вга)-

К,

В

2 , 2 , .2 . У г + х2 + V

А, =

х, х

Г-Г 2х,

- А\а; К2 = В?Ь - В22а - аЬ ;

А-О

(1) ('„-О2

*0_

Уг

*1 Уг

2Уг 2х,у2

Локализация источников сигналов АЭ проводилась по методу пересечения гипербол с вычислением корней Тъ Т2 уравнения (1). На развертке пьезоан-тенны помещается сетка (ячейки квадратной формы со стороной а- 5 мм), в узлах которой расположены источники сигналов АЭ. Все координаты источников рассчитанные по наименьшим положительным корням Г, уравнения (1), совпадают с координатами соответствующих узлов сетки. Локализация с применением отрицательных корней Т2 является ложной. Основным достоинством метода гипербол является отсутствие при расчете неоднозначности в выборе корней уравнения (1), что позволяет избежать дополнительных вычислении для идентификации источников внутри пьезоантенны и сократить время обработки при АЭ-контроле КП.

ПАЭ 2

Источник АЭ

ПАЭ О

\ ^ Т У / / / /

\ * \ ч ^ т / т Ч < т- ■*> У ^ / / ?

\ \ - - X * / / / У

100 140 ^/^То 220 260

X, ММ —*

/V

ПАЭ 1

Рис. 6 - Линейная аппроксимация ошибок локализации при расчете по методу

гипербол

На рис. 6 показано влияние погрешностей определения РВП сигналов АЭ на погрешность локализации. Для оценки погрешностей локализации к расстояниям от ПАЭ О, ПАЭ 1, ПАЭ 2 до каждого из узлов сетки, добавлялась случайная величина А, изменяющаяся в диапазоне от -а до +а.

В результате на развертке пьезоантенны получим рассеянную группу точек локализации, представляющую собой вытянутые эллипсы ошибок. Для их аппроксимации используются прямые, параметры которых рассчитываются по методу наименьших квадратов (рис. 6):

у - гх + с1,

где коэффициенты тс1 определяются по формулам:

¿(х,.-*)2

с1 = у — г ■ X,

где х; у - средние арифметические значения координат х и у.

Коэффициент Г при переменной х, определяющий угол наклона аппроксимирующей прямой а (г = tga), зависит от положения источника внутри пьезоантенны (рис.6). На рис. 7,а показана зависимость коэффициента г наклона линий аппроксимации, полученных расчетом и экспериментально от координаты х источников. Коэффициент корреляции составил 0,9. В точке Ра пересечения графиков зависимостей г =/(х) с осью абсцисс происходит изменение направлений наклона линий аппроксимации (рис.7,б). Малый размер зоны локализации приводит к тому, что даже небольшие погрешности в оценке времен прихода сигналов АЭ вызывают значительные погрешности определения координат источника.

Проведенные вычисления позволили установить зависимость между погрешностью ±5рвп (в мкс) в определении времени прихода быстрой моды сигнала АЭ на первый принявший ПАЭ с погрешностью ±8У (в мм) в определении координату источников.

о - эксперимент (Я2=0,81); Л - расчет (Л2=0,89)

а)

брвгъ МКС ■ б)

Рис. 7 - Погрешности локализации при расчете по методу гипербол: а - зависимость коэффициента г уравнения линий аппроксимации от значений абсцисс X координат источников АЭ; б - зависимость ошибки средней координаты V локализованного источника АЭ от ошибки времени прихода сигнала АЭ

Для источника сигналов АЭ с координатами х„ст - 260 мм; уя„ - 40 мм данная зависимость с наибольшей достоверностью может быть описана уравнением (рис. 7,6):

8у = 9,47 ■ (^рвл)0'85 ■ (2)

Из (2) следует, что при погрешности РВП, равной 5РВп = ±1 мкс, возникает погрешность по координате Y, равная 6У = ± 9,47 мм. Однако при высокой погрешности в определении РВП (5РВП > 3 мкс) формула (2) становится некорректной для описания зависимости =/(5РВп).

Используемая временная локализация частот, содержащихся в сигнале АЭ, обусловлена дисперсией скорости распространения акустических волн в материале ОК. Для решения данной задачи применялось оконное преобразование Фурье (ОПФ) и вейвлет-преобразование. Однако вейвлет-преобразование имеет преимущество перед ОПФ при анализе сигналов АЭ, так как использует подвижное и масштабируемое частотно-временное «окно» (базисный вейвлет). Это позволяет иметь высокие разрешения по оси частот для низкочастотных компонентов сигнала АЭ и по оси времени для его высокочастотных компонент. Для получения вейвлет - скалограмм сигналов АЭ использовалась программа AGU-Vallen Wavelet, осуществляющая процедуру вейвлет-преобразования на основе базисного вейвлета Габора. Его размер составлял п -200 отсчетов. Сигналы исследовались в частотном диапазоне от 0 до 255 кГц с шагом /шаг = 1 кГц. Установление максимальных значений коэффициентов вейвлет-преобразования кш Для всех сигналов АЭ позволяет определить соответствующие им параметры частот/и времен t. Исследования показали, что для уменьшения погрешностей локализации в объектах с малыми геометрическими размерами целесообразно применять вейвлет-преобразование, позволяющие

более точно определять время прихода сигналов АЭ в момент достижения вейвлет-коэффициентом максимального значения.

В третьей главе рассмотрены вопросы построения нагружающих устройств (НУ) для испытания свободных КП. Выбор и реализация режима нагру-жения при АЭ-контроле объектов является важной методической задачей. Поэтому для отработки методики контроля КП наряду с методом АЭ использовалась тензометрия, поскольку при нагружении кольца необходимо измерять максимальную испытательную нагрузку, достаточную для инициализации сигналов АЭ от дефектов. На рис. 8 показан внешний вид стенда для АЭ-контроля свободных КП.

us в

От маслонасос-еюн станции

1 ешошсгема ММТС -64.0!

Теюодатчик/

Преобразователь акустической эмиссии

Компьютер тензосистемы ММТС -64.01

АЭ система СЦАД-16.03

Рис.8 - Внешний вид стенда для АЭ-контроля свободных КП

При нагружении металла сигналы отражают характер пластической деформации на микроуровне и позволяют классифицировать повреждения по степени опасности в зависимости от положения и ориентации дефекта.

Тензодатчики, наклеенные на шток и стойку, подключались к параметрическому каналу АЭ-системы. За счет использования информации параметрического канала осуществлялась привязка времени прихода сигналов АЭ к моменту нагружения. При регистрации АЭ-сигналов в их «заголовок» записывалось текущее значение механического напряжения выбранного канала тензометрии. Эта информация в дальнейшем позволяла отбраковывать паразитные сигналы. Измерения осуществлялись микропроцессорной многоканальной тензометрической системой ММТС-64.01 (сертификат Ш.С.28.007.А № 10749, зарегистрирована в Государственном реестре средств измерений под номером 2176001). При проведении тензометрии внешнего КП за каждым механическим нагружением следовал его односторонний поворот в захватах стенда на угол ашаг= 3,5°. Таким образом, полный угол поворота внешнего кольца при проведении эксперимента составил апол„= 77°. Область контакта 1/2 части верхнего захвата с 1/4 частью внешнего кольца имеет общую площадь S = 1280 мм2 и приведена на рис. 9. Представленная модель кольца построена в программной среде Solid Works.

Рис. 9 - Зона приложения нагрузки к внешнему КП

Максимум растягивающих напряжений составляет 135 МПа в диапазоне угла а = ±4°. Сжимающие напряжения возрастали с приближением угла а к 90°. Максимум сжимающего напряжения не превышал -93,33 МПа.

Построенная пространственная модель кольца (рис.9) является твердотельным объектом. Граничными условиями модели являются регистрация выреза кольца функцией «симметрия» и ограничение его перемещений вдоль оси Ъ. Статическими граничными условиями модели КП является нормально действующая сила на область контакта «верхний захват - кольцо».

Пара тензодатчиков 1 и 2, установленных на бурте внешнего КП, при испытаниях позволила определить распределение механических напряжений в материале кольца в диапазоне углов а =-2,8°...97,8°. При воздействии суммарной испытательной силы, равной 10 кН, определено наличие растягивающих напряжений в зоне кольца, ограниченной сегментом с угловыми координатами а = ±41,9° (рис. 10).

напряжения для угла а = 0° составляет 40 МПа, а для угла а = 90° - 5,8 МПа (рис. 11).

Расчет внешнего КП методом конечных элементов выявил некоторые особенности распределения напряжений в материале кольца при механических испытаниях. При этом выяснилось, что наиболее нагруженным элементом внутренней поверхности кольца является наружная кромка бурта А (рис.12) в поперечном сечении кольца под углом а = 0°.

Второй раздел третьей главы посвящен разработке методики проведения статических испытаний с использованием метода АЭ и тензометрии. Для проведения тензометрии были отобраны три бездефектных кольца: наружное, внутреннее и внутреннее с буртом. При испытаниях использовались проволочные тензодатчики типа ПКС-5-120 (сертификат Ш.С.28.007.А № 30935, зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений под № 37343-08) с базой, равной 5 мм и номинальным сопротивлением 120 Ом. На внешней поверхности наружного кольца было наклеено два тензодатчика. Кроме того, два тензодатчика наклеены в середине бурта на внутренней поверхности и четыре тензодатчика - на дорожке качения. На внутреннее кольцо было наклеено три тензодатчика. На внутреннее кольцо с буртом наклеено шесть тензодатчиков.

Рис. 10 - Результаты тензометрии внешнего КП

На рис. 11 показан график, иллюстрирующий сопоставление экспериментальных результатов по тензометрированию внешнего кольца и результатов статического анализа, полученных методом конечных элементов. На графике приведены кривые распределения главных напряжений с, и аш по середине ширины бурта внешнего КП. Модуль разности расчетных и экспериментальных значений

При этом три тензодатчика располагались на внутренней поверхности кольца и три тензодатчика - на внешней поверхности.

Установлено, что активность источников сигналов АЭ существенно зависит от величины максимальных растягивающих напряжений, возникающих в материале кольца при его нагружении.

При этом материал КП деформируется, разнообразные дефекты выступают как концентраторы напряжений и излучают дискретные акустические волны локальной упругой разгрузки материала.

Среди неисправностей внутренних КП буксового узла, метод АЭ выявляет дефекты (коды) 1.3.01, 02, 03, 04, 13, 20, которые, в основном, являются следствием естественной усталости металла под действием высоких контактных давлений, проскальзывания роликов, вдавливания твердых частиц отслаивающегося металла.

внешнего КП при испытательной на- КП при испытательной нагрузке грузке 7^=10 кН ^=10 кН

В четвертой главе приведены результаты применения разработанных методик при проведении экспериментальных исследований в лабораторных условиях и в депо. При проведении АЭ - испытаний КП механически нагружали на специализированном гидравлическом стенде (рис. 13). Для вычисления места возникновения сигналов АЭ в материале КП применялся линейный тип локализации по двум ПАЭ. Этот алгоритм позволял определять координату источника вдоль окружности кольца. Неоднозначность, связанная с топологией ОК, устранялась за счет использования третьего ПАЭ.

Преобразователи ПАЭ 1 и ПАЭ 2 (рис. 13) образуют первую однозначную линейную зону локализации, а ПАЭ 1 и ПАЭ 3 - вторую линейную зону. Разделение источников по зонам проводилось в зависимости от РВП сигналов АЭ на ПАЭ 2 и ПАЭ 3.

ПАЭ 1

ПАЭ 3

mzSteHZ ПАЭ 2

Рис. 13 - Схема установки для механического нагружения КП

Контроль каждого КП состоял из трех нагружений с последовательными поворотами вокруг оси вращения на 60°. При испытаниях полный цикл изменения нагрузки от минимального до максимального значения в 60 кН проводили за время (20...30) с. Порог дискриминации для АЭ-сигналов на входе ПУ изменялся в диапазоне (20 ... 80) мВ.

График линейной регрессии приведен на рис. 14 в виде прямой линии

N(F) = k-{F-F0), (3)

где к - коэффициент пропорциональности, характеризующий угол наклона аппроксимирующей прямой; F0 - значение механической нагрузки, до превышения которой ОК акустически себя не проявлял.

Средний коэффициент корреляции по 16 измерениям составил 0,987, СКО равно 0,006. Результаты статистически обрабатывались методом наименьших квадратов параметров к и F0b функции (3) по 12 кольцам. Для уточнения закономерностей изменения сигналов АЭ при многократных нагружениях, провели испытания одного и того же бездефектного кольца без разгрузки. Регистрация сигналов АЭ осуществлялась только при увеличении испытательного усилия на кольцо. Источники АЭ, возникающие при разгрузке детали, не анализировались. В результате обработки экспериментальных данных установлена тенденция к снижению активности сигналов АЭ с первого нагружения до третьего (рис. 15). Активность в последующих испытаниях существенно не изменялась в пределах статистического разброса от 2 до 8 сигналов. Пространственное распределение источников сигналов АЭ в материале кольца связано с распределением главных

механических напряжении и мест его взаимодействия с захватами НУ. Источники сигналов АЭ сконцентрированы в областях максимальных растягивающих напряжений вблизи полярных углов f = 0 и 180°.

Под углом 90° к линии приложения нагрузки эмиссия не возникает, что объясняется недостаточным в этой части материала уровнем растягивающих напряжений, составляющих

40 т

Т <

20

60 кН

Рис.14 - График зависимости числа сигналов АЭ N от механической силы ^ при испытаниях бездефектного КП

т 2;

половину амплитуды напряжений на внутреннем бурте и отсутствием взаимодействия захватов с поверхностью кольца.

Для испытания дефектных КП

характерно значительно большее

количество сигналов по сравнению с

бездефектными кольцами (более 200).

Временные зависимости величины

испытательной нагрузки, числа

сигналов АЭ и их активности

приведены на рис. 16. В отличие от

аналогичных экспериментальных

функций, полученных на

бездефектных кольцах, в данном

случае наблюдается ненулевая

активность сигналов АЭ даже в

отсутствии монотонного роста

среднего значения испытательной

нагрузки. Во временных интервалах

(30 ... 40) с и (45 ... 60) с при

постоянном среднем значении силы регистрировались сигналы АЭ. В начале

интервалов скорость счета возрастает, достигая максимального значения более

15 сигн./с, а затем постепенно уменьшается за время, равное 10 с.

25 I-7-1-1-1-1-1- 625

кН

имп! 'с 20

Рис.15 - График зависимости числа сигналов АЭ N в одном испытании от порядкового номера испытания п для одного кольца

Г *

15

10

Рис. 16 - Зависимость испытательной нагрузки Г (1), числа импульсов N (2) и скорости счета N (3) от времени ?

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ работ, связанных с прочностными испытаниями свободных КП методом АЭ показал, что выбор режима нагружения кольца подшипникового узла является важной методической задачей. Контроль за величиной механической нагрузки, прикладываемой к кольцу, осуществлялся с использованием

тензометрии. При разработке стендов для АЭ-контроля свободных КП учитывалась необходимость обеспечения нагружения для инициирования сигналов АЭ, так как при нагружении металла кольца они отражают характер пластической деформации на микроуровне.

2 Измерение деформаций кольца, распределение напряжении по поверхности кольца при испытаниях проводились с использованием тензометрии. Для этого на внутренние и наружные поверхности колец наклеивались проволочные тензодатчики ПКС-5-120. Информация с тензодатчиков поступала на вход автоматизированной микропроцессорной тензометрической системы ММ1С-64.01. Между компьютерами тензосистемы ММТС-64.01 и АЭ-системы СЦАД-

16 10 осуществлялся обмен информацией.

3 При АЭ-контроле свободных КП буксового узла нагружение производилось сжимающей, монотонно увеличивающейся механической нагрузкой. В процессе нагружения измеряли величину механической нагрузки в функции времени регистрировали сигналы АЭ, осуществляли их перевод в цифровом эквивалент с последующей обработкой по разработанному для КП алгоритму, фильтрацию помех, регистрацию РВП и определение координат развивающихся дефектов. Результаты испытаний были подтверждены фрактографиеи зоны кольца, где были локализованы сигналы АЭ.

4 Разработан метод расчета координат источников сигналов АЭ в объектах с малыми геометрическими размерами при их статическом и циклическом нагружении в процессе ресурсных испытаний. Показано, что при АЭ-контроле малогабаритных объектов время распространения акустического сигнала и погрешность в определении времени прихода современными микропроцессорными АЭ-системами оказываются соизмеримыми величинами. Это приводит к большим погрешностям локализации дефектов в объектах с малыми геометрическими размерами. Поэтому было предложено применять веивлет-преобразования, позволяющие более точно вычислять время прихода сигналов АЭ в момент достижения вейвлет-коэффициентом кш максимального значе-

ния.

5 Предложено к применению три методики браковки дефектных КП. В первой методике браковка осуществляется по критерию, связанному с превышением порогового уровня по скорости счета и амплитуде сигналов АЭ. Она позволяет браковать кольца с развитыми усталостными дефектами. Для повышения надежности браковки на микроуровне разработана вторая методика ора-ковки на основе локально-динамического критерия. При этом осуществляется одновременный анализ параметров сигналов АЭ (скорость счета, амплитуда, РВП локализация) при возрастающей испытательной нагрузке. Третья методика браковки основана на использовании метода кластеризации по оцифрованной форме сигналов АЭ. При этом находится максимум корреляционной функции между сигналами АЭ. Если при выполнении АЭ-контроля КП уровень энергии в кластерах будет превышать установленное пороговое значение, то исследуемое кольцо бракуется.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, полный список которых приведен в тексте диссертации, в том числе монография, действующий

патент РФ, и 4 публикации в журналах, включенных ВАК РФ в Перечень периодических изданий для кандидатских диссертаций.

Публикации в центральных изданиях, включенных ВАК РФ в Перечень периодических изданий для кандидатских диссертаций:

1. Акустико-эмиссионный контроль железнодорожных конструкций / Серьез-нов А.Н., Степанова Л.Н., Ивлиев В.В., Кабанов С.И., Бехер С.А., Власов К.В., Бобров А.Л., Кареев А.Е., Лебедев Е.Ю., Канифадин К.В., Рамазанов И.С., Тенитилов Е.С.- / Под ред. Л.Н.Степановой, А.Н.Серьезнова - Новосибирск: Наука, 2011 - 272 с.

2. Патент РФ №2391656, МПК G 01 N 29/15. Акустико-эмиссионный способ диагностирования колец подшипников буксового узла железнодорожного транспортного средства и устройство для его осуществления/ Л.Н. Степанова, С.А. Бехер, С.И.Кабанов, Е.С.Тенитилов - Опубл. 10.06.2010, Бюл. №16.

3. Бехер С.А., Тенитилов Е.С. Зависимость числа импульсов АЭ при механических испытаниях колец подшипников буксового узла // Дефектоскопия. 2006. № 8. С.54-62.

4. Степанова Л.Н., Бехер С.А., Тенитилов Е.С. Методика определения координат дефектов при акустико-эмиссионном контроле свободных колец подшипников // Контроль. Диагностика. 20Ю.№4. С.61-65.

5. Кареев А.Е., Степанова Л.Н., Тенитилов Е.С. Влияние погрешностей координат установки датчиков пьезоантенны на точность локализации источников сигналов акустической эмиссии // Дефектоскопия. 2010. №11. С.21-28.

Основные публикации в других изданиях:

1. Степанова Л.Н., Серьезнов А.Н. Канифадин К.В., Тенитилов Е.С. Перспективы развития метода акустической эмиссии при техническом диагностировании объектов контроля // «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды», конф. с участием иностранных ученых. 28 июня-2 июля 2010 г. т.Ш. Машиноведение - Новосибирск: Ин-т горного дела СО РАН, 2010. С.72 - 77.

2. Степанова Л.Н., Тенитилов Е.С. Локализация сигналов акустической эмиссии в кольцах подшипников// «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды», конф. с участием иностранных ученых. 28 июня-2 июля 2010 г. т.Ш. Машиноведение - Новосибирск: Ин-т горного дела СО РАН, 2010. С.77 - 81.

3. Степанова Л.Н., Тенитилов Е.С. Акустико-эмиссионная диагностика свободных колец подшипников буксового узла // Ресурс и диагностика материалов и конструкций»: тезисы V Российской науч.-технич. конф. -Екатеринбург: ИМАШ УрО РАН, 2011, с.38.

4. Кареев А.Е., Степанова JI.H., Теннтилов Е.С. Анализ погрешностей локализации дефектов при акустико-эмиссионном контроле колец подшипников локомотива // «Энергосберегающие технологии, контроль и управление для предприятий железнодорожного транспорта»: Межвуз. темат. сб. науч.тр. -Омский гос. ун-т путей сообщения: Омск, 2011.- С.49-53.

5. Степанова JI.H., Тенитилов Е.С. Анализ методов определения времени прихода сигналов акустической эмиссии// «Качество и инновация - основа современных технологий»: Сб.тр. Всерос. Науч.-практ. конф. - Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 2010, С. 107-112.

6. Степанова JI.H., Тенитилов Е.С. Анализ частотно-временных характеристик сигналов акустической эмиссии при локализации дефектов в малогабаритных объектах контроля //Всероссийская науч.-техн. конф. «Аэродинамика и прочность летательных аппаратов», посвященная 70-летию со дня основания СибНИА, Новосибирск: СибНИА, 2011.

Подписано в печать 07.11.2011 г. 1,5 печ.л. Тираж 120 экз. Заказ № 2498

Издательство ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет путей

сообщения» 630049, г. Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ БУКСОВОГО УЗЛА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

1.1 Основные дефекты колец подшипников буксового узла.

1.2 Методы контроля буксовых узлов подвижного состава.

1.3 Акустико-эмиссионный контроль подшипниковых узлов при вращении.

1.4 Задачи исследования,,.,.,.

2 РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ЛОКАЛИЗАЦИИ ДЕФЕКТОВ ПРИ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОМ КОНТРОЛЕ СВОБОДНЫХ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ БУКСОВОГО УЗЛА.

2.1 Анализ погрешностей локализации сигналов акустической эмиссии в свободных кольцах подшипника при статическом нагружении.

2.2 Анализ влияния погрешностей координат датчиков пьезоантенны на точность локализации источников сигналов акустической эмиссии.

2.3 Разработка метода локализации источников сигналов акустической эмиссии в объектах с малыми геометрическими размерами.

Выводы по главе 2.

3 ПРОЧНОСТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ СВОБОДНЫХ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ.

3.1 Распределение упругих напряжений в кольце подшипника при механическом нагружении.

3.2 Статические испытания свободных колец подшипников с использованием метода акустической эмиссии.

3.3 Разработка стендов для статического нагружения свободных колец подшипников буксового узла.

Выводы по главе 3.

4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИК АКУСТИКО- ЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ И КРИТЕРИЕВ БРАКОВКИ СВОБОДНЫХ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ БУКСОВОГО УЗЛА.

4.1 Методика акустико-эмиссионного контроля свободных колец подшипников.

4.2 Анализ критериев браковки свободных колец подшипников буксового узла при акустико-эмиссионном контроле.

Выводы по главе 4.

ВЫВОДЫ.

Высокая прочность и надежность являются одними из необходимых факторов, позволяющих обеспечить безопасность эксплуатации различных изделий и технических устройств ответственного назначения объектов железнодорожного транспорта. Важнейшие задачи неразрушающего контроля (НК) и технической диагностики - распознавание дефектов, определение их координат, формы, размеров, степени опасности. Эффективность применения традиционных методов НК (рентгеновского, ультразвукового (УЗ), вихретокового, магнитного) в значительной степени зависит от дефектоскописта. При проведении экспериментальных исследований материалов важно установить момент страгивания усталостной трещины.

Необходимость создания новых средств технической диагностики конструкций предопределила решение важнейшей проблемы, связанной с разработкой современных методов исследования прочностных и структурных свойств материалов, из которых изготавливаются конструктивные элементы объектов машиностроения [6].

Для решения этой проблемы в последние годы все более широко привлекается метод акустической эмиссии (ЛЭ). При его использовании на исследуемый объект контроля (ОК) воздействуют нагрузкой, вызывающей появление деформации растяжения. Данный метод позволяет «прослушивать» конструкцию, которая находится в напряженном состоянии из-за приложенной к ней нагрузки. Трещина или другой дефект, появившийся в напряженной конструкции, будет излучать звуковые волны, которые распространяются внутри исследуемого объекта и регистрируются преобразователями акустической эмиссии (ПАЭ).

При практическом использовании метода АЭ разработка методики нагру-жения играет исключительно важную роль, так как в процессе испытаний необходимо создавать нагрузки, соответствующие реальным условиям эксплуатации исследуемого объекта. В процессе АЭ-диагностики разнообразные дефекты выступают как концентраторы напряжений и излучают дискретные акустические волны локальной упругой разгрузки материала.

При использовании метода АЭ процесс измерения автоматизируется и на микроуровне обнаруживаются наружные и внутренние дефекты, рассчитываются координаты и классифицируются повреждения по степени их опасности.

Следует отметить, что практическое использование метода АЭ связано с рядом трудностей, поскольку уровень энергии и основные характеристики полезного сигнала существенно зависят от свойств материала и режимов воздействия на контролируемый объект. Акустические сигналы искажаются как за счет суперпозиции волн разного типа, так и самими ПАЭ. Процесс инициирования развития дефекта, как правило, сопровождается шумами с характеристиками, близкими к характеристикам сигналов АЭ, что усложняет определение связи их информативных параметров с параметрами процессов структурных изменений и разрушения материала.

Парк прицепного подвижного состава, эксплуатируемого на железных дорогах РФ, исчисляется миллионами единиц. Поэтому объем деталей вагонов и узлов, подвергаемых периодическому контролю, требует разработки и внедрения новых, более совершенных и эффективных систем диагностики [6, 33]. Особое требование предъявляется к степени автоматизации процесса контроля, что повышает его достоверность.

Подшипниковые узлы тягового подвижного состава, устанавливаемые на осях и валах, являются важнейшими конструктивными элементами, от технического состояния которых в значительной степени зависит безопасность движения. Взаимодействие колеса и рельса имеет сложный характер и сопровождается качением, поперечным и продольным проскальзыванием с различными скоростями. Основными причинами выхода их из строя являются нарушение режимов работы, загрязненность смазки, наличие в кольцах трещин, сколов, раковин и выкрашиваний на дорожках качения. Установлено, что до 45 % подшипниковых узлов выходят из строя при половине расчетного пробега, составляющего 2*106 км. Проведение НК термообработанных колец подшипников (КП) осложняется тем, что их материал обладает низкой пластичностью, что приводит к быстрому развитию усталостной трещины.

Шариковые и роликовые подшипники качения, устанавливаемые на осях и валах, являются одними из важнейших конструктивных элементов подвижного состава, от состояния которых зависит безопасность движения. Они применяются в буксах колесных пар, тяговых двигателях и т.д. [1,34, 39].

Грузовые и пассажирские вагоны, железнодорожные цистерны имеют в своей конструкции колесные пары, жестко установленные на оси. Подшипник имеется на каждом конце оси колесной пары, а вес железнодорожного транспортного средства передается оси и колесам через подшипник [1]. Буксовый узел колесной пары служит для передачи на ось статических и динамических нагрузок и обеспечивает ее вращение при движении вагона. Колесная пара обеспечивает непосредственный контакт экипажа с рельсами и передает на них вертикальные и боковые нагрузки. Взаимодействие колеса и рельса имеет сложный характер и сопровождается качением, поперечным и продольным проскальзыванием с различными скоростями. При этом колесная пара подвижного состава обладает неподрессоренной массой, а установка внутреннего КП на шейку оси осуществляется с натягом по горячей посадке. Совокупность многих факторов приводит к тому, что контакт «металл-металл» между вращающимися элементами подшипника создает высокие напряжения в зоне контакта. Кольца подшипников, используемые в отечественном транспорте, изготовлены из хромо-марганцовистой стали регламентированной про-каливаемости.

Как отмечается в [3], в процессе эксплуатации подшипников поверхности дорожек качения на внешних и внутренних кольцах, по которым перекатываются шарики или ролики, повреждаются механически (из-за проникновения в подшипник посторонних частиц или грязи) и электрически (от протекания тока). Поэтому во время эксплуатации подшипники подвергаются очень большим нагрузкам, что вызывает их перегрев и последующее разрушение [1, 69]. Последствия подобного разрушения подшипника приводят к катастрофам, что может вызвать сход вагонов и рельсов. Проблема мониторинга подшипника ставит перед железнодорожной отраслью задачи, связанные с созданием методов и средств, позволяющих проверять состояние подшипников.

Одним из многих перспективных направлений использования метода АЭ для контроля деталей подвижного состава является контроль внутренних и внешних КП подвижного состава. Известно, что как бездефектные, так и дефектные подшипники качения при вращении излучают сигналы АЭ и вибрируют [3, 83]. Анализ работ, связанных с прочностными испытаниями свободных КП методом АЭ показал, что вопросы их контроля при статическом на-гружении до сих пор недостаточно изучены.

При проведении прочностных испытаний КП буксового узла локомотива возможно осуществление двухкоординатной локализации развивающихся источников сигналов АЭ. Вследствие высоких контактных напряжений в системе качения «ролик-кольцо» дефекты колец располагаются близко к поверхности. Информация о глубине залегания дефекта не используется и данная методика относится к плоскостной локализации. Она находит широкое применение при НК плоских объектов, один го геометрических размеров которого (например, толщина) намного меньше оставшихся двух. Самым простым и быстродействующим видом плоскостной локализации является табличная методика определения координат источников сигналов АЭ. Данная методика применяется в тех случаях, если к точности локализации не предъявляются особые требования. Например, диагностирование больших объектов, таких как мостовые конструкции, нефте- и газопроводы и т.д.

Основные работы по диагностике подшипников, как за рубежом, так и в нашей стране посвящены исследованиям безразборных вращающихся подшипниковых узлов и их контролю методом АЭ [25-27, 37, 57-64, 70, 73, 77, 79, 81, 84, 88,90, 91]. Однако при этом, как правило, используется один ПАЭ, в результате чего диагностическая система записывает смесь сигналов от дефектов и шумов, которые по своим спектральным и энергетическим характеристикам идентичны и их сложно разделить. Основными регистрируемыми параметрами являются суммарный счет и распределение энергии либо в функции времени, либо нагрузки. Локализация дефекта отсутствует, что существенно ограничивает возможности метода АЭ [57]. За рубежом безразборная технология контроля КП производится с применением четырех ПАЭ, устанавливаемых на подшипниковый узел. При этом используется линейная локализация сигналов АЭ, изображаемая на развертке КП.

Объектом исследования являются подшипниковые узлы тягового подвижного состава.

Предметом исследования являются теоретические и экспериментальные методы контроля объектов с малыми геометрическими размерами, включая свободные КП, локализацию сигналов АЭ в объектах железнодорожного транспорта.

Целью работы является разработка методов повышения достоверности АЭ-контроля свободных колец подшипников буксового узла подвижного состава.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: 1 Разработать метод локализации источников сигналов АЭ в объектах с малыми геометрическими размерами.

2 Проанализировать влияние погрешностей координат установки пьезо-преобразователей на точность локализации источников сигналов АЭ.

3 Провести анализ погрешностей локализации сигналов АЭ в свободных КП при статическом нагружении.

4 Разработать информационные критерии браковки свободных КП по анализу сигналов АЭ.

5 Разработать методику АЭ-контроля свободных КП.

Методы исследований. Для достижения поставленной цели использовались методы математического анализа, теории вероятностей и математической статистики, кластерного анализа и теории распознавания образов.

Результаты, полученные при исследовании в результате отбраковки дефектных КП, подтверждены экспериментально на основе фрактографии зон разрушения. Экспериментальные исследования проводились с использованием микропроцессорных АЭ и тензометрических систем, сертифицированных в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии.

Научная новизна.

1 Предложен способ АЭ-контроля свободных КП при их статическом нагружении с последующим поворотом на 180°.

2 Дана оценка влияния погрешностей координат установки пьезопреоб-разователей на точность локализации источников сигналов АЭ.

3 Разработан метод АЭ-контроля объектов с малыми геометрическими размерами, позволяющий снизить погрешности локализации сигналов АЭ.

4 Разработаны критерии браковки свободных колец подшипников буксового узла при АЭ-контроле.

Практическая значимость работы. По результатам работы практически реализованы методики АЭ-контроля объектов с малыми геометрическими размерами в ФГУП «СибНИА им. С. А. Ч аплыгина» при испытаниях образцов и объектов авиационного транспорта. В проведенных исследованиях использовались АЭ-системы СЦАД-16.03 (свидетельство об утверждении типа средств измерений 1Ш.С. 27.007.А.№39729, зарегистрирована в Государственном реестре средств измерений под № 18892-10), СЦАД-16.10 (свидетельство об утверждении типа средств измерений 1Ш.С. 27.007.А. №40707, зарегистрирована в Государственном реестре средств измерений под № 45154-10), сертифицированных в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии. Разработан способ АЭ-диагностирования КП буксового узла, который запатентован и применяется при контроле внешних и внутренних КП железнодорожных транспортных средств.

На защиту выносятся:

1 Метод локализации сигналов АЭ в объектах с малыми геометрическими размерами с использованием вейвлет-преобразований, позволяющий определять времена прихода сигналов АЭ на пьезопреобразо-ватели в момент достижения вейвлет-коэффициенгом максимального значения.

2 Методика локализации сигналов АЭ в свободных кольцах подшипников.

3 Критерии браковки свободных колец подшипников буксового узла при АЭ-контроле.

4 Анализ влияния погрешностей координат пьезопреобразователей на точность локализации сигналов АЭ.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Всероссийской научно-практической конференции «Качество и шшовации — основа современных технологий» (Новосибирск 2010), конференции с участием иностранных ученых «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды» Новосибирск: Ин-т горного дела СО РАН, 2010, V Российской научно-технической конференции «Ресурс и диагностика материалов и конструкций» (Екатеринбург, 2011 г.), Всероссийской научно-технической конференции «Аэродинамика и прочность авиационных конструкций», посвященной 70-летию со дня основания СибНИА (Новосибирск, 2011 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы в соавторстве опубликовано 11 работ, из них 4 статьи в журналах, входящих в перечень изданий, утвержденных ВАК РФ, получен патент РФ, опубликована монография.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы, включающей 93 наименования. Работа изложена на 134 страницах, содержит 52 рисунка, 5 таблиц.

выводы

1. Анализ работ, связанных с прочностными испытаниями свободных КП методом АЭ показал, что выбор режима нагружения кольца подшипникового узла является важной методической задачей. Контроль за величиной механической нагрузки, прикладываемой к кольцу, осуществлялся с использованием тензометрии. При разработке стендов для АЭ-контроля свободных КП учитывалась необходимость обеспечения нагружения для инициирования сигналов АЭ, так как при нагружении металла кольца сигналы АЭ отражают характер пластической деформации на микроуровне.

2. Измерение деформаций кольца, распределение напряжений по поверхности кольца при испытаниях проводились с использованием тензометрии. Для этого на внутренние и наружные поверхности колец наклеивались проволочные тензодатчики ПКС-5-120. Информация с тензодатчиков поступала на вход автоматизированной микропроцессорной те изометрической системы ММТС-64.01.Между компьютерами тензосистемы ММТС-64.01 и АЭ-системы СЦАД-16.10 осуществлялся обмен информацией.

3.При АЭ-контроле свободных КП буксового узла нагружение производилось сжимающей, монотонно увеличивающейся механической нагрузкой. В процессе нагружения измеряли величину механической нагрузки в функции времени, регистрировали сигналы АЭ, осуществляли их перевод в цифровой эквивалент с последующей обработкой по разработанному для КП алгоритму, фильтрацию помех, регистрацию РВП и определение координат развивающихся дефектов. Результаты испытаний были подтверждены фрактографией зоны кольца, где были локализованы сигналы АЭ.

4. Разработан метод расчета координат источников сигналов АЭ в объектах с малыми геометрическими размерами при их статическом и циклическом нагружении в процессе ресурсных испытаний. Показано, что при АЭ-контроле малогабаритных объектов время распространения акустического сигнала и погрешность в определении времени прихода современными микропроцессорными АЭ-системами оказываются соизмеримыми величинами. Это приводит к большим погрешностям локализации дефектов в объектах с малыми геометрическими размерами. Поэтому было предложено применять вейвлет-преобразования, позволяющие более точно определять время прихода сигналов АЭ в момент достижения вейвлет-коэффициентом кщ- максимального значения.

5. Предложено к применению три методики браковки дефектных КП. В первой методике браковка осуществляется по критерию, связанному с превышением порогового уровня по скорости счета и амплитуде сигналов АЭ. Она позволяет браковать кольца с развитыми усталостными дефектами. Для повышения надежности браковки на микроуровне разработана вторая методика браковки на основе локально-динамического критерия. При этом осуществляется одновременный анализ параметров сигналов АЭ (скорость счета, амплитуда, РВП, локализация) при возрастающей испытательной нагрузке. Третья методика браковки основана на использовании метода кластеризации по оцифрованной форме сигналов АЭ. При этом находится максимум корреляционной функции между сигналами АЭ. Если при выполнении АЭ-контроля КП уровень энергии в кластерах будет превышать установленное пороговое значение, то исследуемое кольцо бракуется.

1. 3-ЦВРК Инструктивные указания по эксплуатации и ремонту вагонных букс с роликовыми подшипниками.

2. Аверин Н.А. Исследование нагруженности буксовых подшипников локомотивов. М., 1982.

3. Акустико-эмиссионная диагностика конструкций / Серьезное А.Н., Степанова Л.Н., Муравьев В.В. и др.- / Под ред. Степановой Л.Н. М.: Радио и связь, 2000.- 280 с.

4. Акустико-эмиссионная диагностика оборудования АЭС. Учебное пособие для ВУЗов / Бакиров М.Б., Баранов В.М., Кудрявцев Е.М. -МлРАДЭКОН, 2003.- 52 с.

5. Акустико-эмиссионный контроль авиационных конструкций / Под ред. Степановой Л.Н., Серьезнова А.Н. М.: Машиностроение. 2008.- 440 с.

6. Акустическая локация хрупких микроразрушений: Монография / Болотин Ю.И., ДроботЮ.Б. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2003. -154с.

7. Акустическая эмиссия / Грешников В.А., Дробот Ю.Б. М.: Изд-во стандартов, 1976. -212 с.

8. Акустическая эмиссия и ее применение для неразрушающего контроля в атомной энергетике / Арпохов В.И., Вакар КБ., Макаров В.И., и др. / под ред. Вакара К.Б. - М.: Атомиздат, 1980. - 216 с.

9. Бабухин С.А. Особенности локации в акустической эмиссии // В мире неразрушающего контроля. 2009. №2 (44). С.14-16.

10. И. Баранов C.B. Автоматическое определение длительности сейсмического события в режиме реального времени // Региональный вестник молодых ученых. М, 2004. №3.

11. Бартенев Г.М. К теории сухого трения резины // Доклады Академии Наук СССР, М., 1953., №6. С.1161-1164.

12. Бачурин В.В., Соловьев И.Ю. Об одном подходе к построению метода определения координат источника сигнала акустической эмиссии // Автометрия. 1993. №6. С.102-108.

13. Башков О.В., Парфенов Е.Е., Башкова Т.И. Программно-аппаратный комплекс для регистрации и обработки сигналов, локации и идентификации источников акустической эмиссии // Приборы и техника эксперимента. 2010. №5. С.67-72.

14. Бехер С.А., Тенигилов Е.С. Зависимость числа имцульсов АЭ при механических испытаниях колец подшипников буксового узла // Дефектоскопия. 2006. №8. С.54-62.

15. Волынская О.В. Автоматизация вихретокового контроля неоднородности структуры поверхностного слоя деталей подшипников при мониторинге процесса шлифования Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. - Саратов. 2002. -16с.

16. ГОСТ 520-2002 «Подшипники качения. Общие технические условия».

17. ГОСТ 801-78 «Сталь подшипниковая. Технические условия».

18. ГОСТ Р 52727-2007 Акустико-эмиссионная диагностика. Общие требования.

19. Гуменюк В.А., Несмашный Е.В. Оптимизация алгоритма акустико-эмис-сионной локации дефекта в кольцевых швах сварных конструкции // Контроль. Диагностика. 2007. №9. С.34-42.

20. Девяткин В.П., Шепеляковский К.З., Мирза А.Н. Вагонные буксовые подшипники из стали регламентированной прокаливаемости (ШХ4) //

21. Повышение надежности и долговечности подшипников качения в буксах. Ростов-на-Дону, 1973. С. 48-67.

22. Диагностика объектов транспорта методом акустической эмиссии / Серьезное А.Н., Степанова Л.Н., Муравьев В.В. и др. / Под ред. Степановой Л.Н., Муравьева B.B. - М.: Машиностроение, 2005. -368 с.

23. Кареев А.Е., Степанова Л.Н., Тенитилов Е.С. Анализ влияния погрешностей координат установки датчиков пьезоангенны на точность локализации источников сигналов акустической эмиссии // Дефектоскопия. 2010. №11. С.21-28.

24. Мазнев A.C., Федоров Д.В., Потапенко B.C. Акустико-эмиссионная диагностика для подшипниковых узлов// Локомотив. 2003. №11. С.28-31.

25. Мазнев A.C., Федоров Д.В., Потапенко B.C. Акустико-эмиссионная диагностика подшипниковых узлов // Локомотив. 2003.№11. С.28-31.

26. Марлин С.А., Потапенко B.C. Ультразвуковая акустико-эмиссионная диагностика подшипниковых узлов // В мире неразрушающего контроля. 2001. №2 (12). С.62-63.

27. Машины и стенды для испытания деталей / Гадолин В.Л., Дроздов H.A., Иванов В.Н. и др.- / Под ред. Решетова Д.Н.- М.: Машиностроение, 1979.- 343 с.

28. МКИЯ.427672.311РЭ. Модуль технологический ВД-233.100 вихретоко-вого контроля наружных колец подшипника №2726. Руководство по эксплуатации, Екатеринбург: ООО "Микроакустика", 2004. -46 с.

29. МКИЯ.427672.31ЗРЭ. Модуль технологический МДМ-2726 размагничивания колец подшипника №2726. Руководство по эксплуатации, Екатеринбург: ООО "Микроакустика", 2004. -15 с.

30. МСО 233.1Н ПС. Стандартный образец предприятия СОП-НО-233.1Н. Паспорт, Екатеринбург: ООО "Микроакустика", 2004. -3 с.

31. Недосека А.Я., Яременко М.А., Овсиенко М.А. и др. Определение координат развивающихся дефектов на цилиндрических поверхностях // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2006. №1. С.11-13.

32. Неразрушающий контроль: Справочник: Т. 7: кн.1 Метод акустической эмиссии, кн.2 Вибродиагностика / Под общ. ред. Клюева B.B. М.: Машиностроение, 2006. 829 с.

33. Основы виброакустической диагностики электромеханических систем локомотивов: / Гиоев З.Г. М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на ж.-д. транспорте», 2008.- 307 с.

34. Новицкий П.В., Зограф И.А.Оценка погрешности результатов измерений JL: Энергоатомиздат, 1991. - 304 с.

35. Пат. РФ № 2239809, МКИ G01M13/04. Способ диагностики подшипников качения / B.C. Потапенко Опубл. 11.10.2004.

36. Подшипники качения / Спришевский А.И. М.: Машиностроение, 1969. -631 с.

37. Подшипники качения колесных пар вагонов и локомотивов / Волков H.H., Родзевич H.B. М.: Машиностроение, 1972. - 168 с.

38. Пустовой В.Н., Муравьев В.В., Степанова Л.Н. и др. Акустико-эмис-сионный комплекс для контроля колец подшипников локомотива // Контроль. Диагностика. 2002. №6. С.42-44.

39. Пчелинцев Д.О., Игнатьев С.А. Автоматизированное распознавание локальных дефектов поверхностей качения колец подшипников при вих-ретоковом контроле с использованием вейвлет-преобразования // Вестник СГТУ. 2009. № 3 (40). С.70-77

40. Радионавигация летательных аппаратов / Одинцов В. А. М.: Машиностроение, 1968. - 408 с.

41. РД 03-131-91. Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов.

42. РД 32.150-2000 Вихретоковый метод неразрушающего контроля деталей вагонов

43. РД 32.159-2000 Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля деталей вагонов

44. СТ ССФЖТ ЦТ ЦЛ ЦВ-137-2002 «Подвижной состав магистральных железных дорог. Буксовые подшипники качения. Типовая методика испытаний».

45. Степанова Л.Н., Бехер С.А, Тенитилов Е.С. Контроль колец подшипников локомотива методом акустической эмиссии // Дефектоскопия. 2009. №9. С.49-55.

46. Степанова Л.Н., Бехер С.А, Тенитилов Е.С. Методика определения координат дефектов при акустико-эмиссионном контроле свободных колец подшипников // Контроль. Диагностика. 2010. №4. С.61-65.

47. Степанова Л.Н., Кареев А.Е., Тенитилов Е.С. Влияние погрешности координат установки датчиков пьезоантенны на точность локализации сигналов акустической эмиссии.- // Дефектоскопия. 2010. №11. С.21-28.

48. Степанова Л.Н., Тенипшов Е.С. Акустико-эмиссионная диагностика свободных колец подшипников буксового узла // «Ресурс и диагностика материалов и конструкций»: тезисы V Российской науч.-технич. конф. — Екатеринбург: ИМАШ УрО РАН, 2011. С.38

49. Степанова Л.Н., Тенигилов Е.С. Анализ методов определения времени прихода сигналов акустической эмиссии // «Качество и инновация основа современных технологий»: сб.тр. Всерос. науч.-практ. конф. — Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 2010. С. 107-112.

50. Структура и свойства подшипниковых сталей / Спекгор А.Г., Зельбет Б.М., Киселева С.А. М.: Металлургия, 1980. - 264 с.

51. Термическая обработка в машиностроении: справочник / под ред. Лах-тина Ю.М., Рахштадга АГ. М.: Машиностроение, 1980. -783 с.

52. Ультразвуковой контроль материалов: справочное издание / Краут-кремер Й., Крауткремер Г., Пер.с нем. М.: Металлургия, 1991. 752 с.

53. Федоров Д.В. Акустико-эмиссионная диагностика подшипниковых узлов при ремонте локомотивов Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. - С-Петербург. 2005. - 24 с.

54. Федоров Д.В. Акустико-эмиссионный метод диагностики технического состояния подшипниковых узлов локомотивов // Датчики и системы. 2005. №5. С.58-63.

55. Федоров Д.В. Акустико-эмиссионный метод диагностики технического состояния подшипниковых узлов локомотивов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2004. №4. С.58-63.

56. Федоров Д.В. Определение эффективности смазочных составов подшипниковых узлов локомотивов методом акустической эмиссии // Дефектоскопия 2003. №3. С.34-36.

57. Федоров Д.В. Применение акустико-эмиссионной диагностики подшипниковых узлов при ремонте локомотивов // Контроль. Диагностика. 2003. №3. С.23-24.

58. Федоров ДВ., Потапенко B.C. Акустико-эмиссионный контроль технического состояния подшипниковых узлов локомотивов // В мире неразрушающего контроля. 2003. №3(21). С.78-80.

59. Федоров Д.В., Потапенко B.C. Анализ и тенденции развития систем акустико-эмиссионной диагностики подшипниковых узлов // Контроль. Диагностика. 2007. №1. С.34-42.

60. Федоров Д.В., Потапенко B.C. Анализ и тенденции развития систем акустико-эмиссионной диагностики подшипниковых узлов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2006. №11. С.55-58.

61. ЦВТ-22 Классификатор дефектов и повреждений подшипников качения. МлФГУП ВНИИЖТ, 2007. (Утвержден 07.12.2007).

62. ЦТт-18/1 от 26.06.1999 г. «Инструкция по неразрушающему контролю деталей и узлов локомотивов и моторвагонного подвижного состава. Магнитопорошковый метод».

63. Электромагнитная дефектоскопия / Дорофеев A.JL, Казаманов Ю.Г. — М.: Машиностроение, 1980. 232 с.

64. Acoustic emission beyond the millennium / Kishi T., Ohtsu M., Yuyama S. -Elsevier Science Ltd, Oxford United Kingdom, 2000. -234 pp.

65. Acoustic emission / Microseismic activity. Volume 1: principles, techniques, and geotechnical applications / Hardy H.R., Jr. A.A. Baikema Publishers Netherlands, 2005. -308 pp.

66. Acoustic emission testing: basics for research applications in civil engineering / Grosse, C. U., Ohtsu M. - Springer - Verlag, Berlin Heidelberg, 2008.-404 pp.

67. Al-Ghamdi A.M., Cole P., Such R., Mba D. Estimation of bearing defect size with acoustic emission // Insight, Vol.46 №12, December 2004, pp. 758-761.

68. Allen R.V. Automatic earthquake recognition and timing from single traces // Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 68, №. 5, October 1978, pp. 1521-1532.

69. Allen R.V. Automatic phase pickers: their present use and future prospects // Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 72, No. 6, December 1982, pp. S225-S242.

70. Elforjani M., Mba D. Defecting the onset, propagation and location of non-artificial defects in a slow rotating thrust bearing with acoustic emission // Insight, Vol.50 №5 , May 2008, pp. 264-268.

71. Feng Y., Thanagasundram S., Schlindwein F.S. Discrete wavelet-based thresholding study on acoustic emission signals to detect bearing defect on a rotating machine IIICSV13, July 2-6,2006, Vienna, Austria

72. Hamstad M.A., Gallaher A. O., Gary J. A wavelet transform applied to acoustic emission signals: part 1: source identification // Journal of Acoustic Emission, Vol.20,2002, pp. 39-61.

73. Hamstad M.A., Gallaher A. O., Gaiy J. A wavelet transform applied to acoustic emission signals: part 2: source location // Journal of Acoustic Emission, Vol.20,2002, pp. 62-82.

74. Handbook of nondestructive evaluating / Hellier C. J. The McGraw-Hill Companies, Inc, 2003. -594 pp.

75. Kalcishima H., et al. Measurement of Acoustic Emission and Vibration of Rolling Bearings with an Artificial Defect // Quarterly Report of RTRI, № 3, 2000, pp. 127-130.

76. Leonard M. Comparison of manual and automatic onset time picking // Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 90, №. 6, December 2000, pp. 1384-1390.

77. Mazal P., Pazdera L., Dvoracek J. Application of acoustic emission method in contact damage identification // 4-th international conference on NDT, Chania, Crete Greece October 11-14,2007.

78. Methods and applications of signal processing in seismic network operations / Takanami T., Kitagawa G. Springer - Verlag, Berlin Heidelberg, 2003. -257 pp.

79. Moihain A., Mba D. Bearing defect diagnosis and acoustic emission // Journal of engineering tribology, Vol. 217, №4, pp. 275-272.

80. Pat GB 1 497 991, Apparatus for determining the source location of acoustic emissions. Published 12 January 1978.

81. Pat. GB 2 266 123 A G01M 17/00. Dynamic monitoring apparatus for rail vehicle bearings. Published 20 October 1993.

82. Practical machinery vibration analysis and predictive maintenance / Scheffer C., Girdhar P. Elsevier Inc., Oxford UK, 2004. -255 pp.

83. Scholey J.J., et al. A generic technique for acoustic emission source location // J. Acoustic Emission, Vol. 27,2009, pp. 291-298.

84. Shiroishi J., et al. Bearing condition diagnostics via vibration and AE measurements // Mechanical Systems and Signal Processing, 11(5), 1997, pp. 693-705

85. Signal analysis. Time, frequency, scale and structure / Allen R. L., Mills D. W. The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., New Jersey USA, 2004. -937 pp.

86. Tandon N., Nakra B. C. Comparison of vibration and acoustic measurement techniques for the condition monitoring of rolling element bearings // Tribology international, Vol.25, №3,1992, pp. 205-21.

87. Tobias A. Acoustic emission source location in two dimensions by an array of three sensors // Non-destructive Testing, Vol.9, №1,1976, pp. 9-12.

88. Yoshioka T., Fujiwara T. Measurement of propagation initiation and propagation time of rolling contact fatigue cracks by observation of acoustic emission and vibration // Interface Dynamics, 1988, pp. 29-33

89. Yoshioka T., Fujiwara T. New acoustic emission source locating system for the study of rolling contact fatigue // Wear, 1981(1), pp. 183-186.