Разработка методики виброакустической оценки нагруженности и дефектов коробок передач колесных машин

Лелиовский, Константин Ярославич

Колесные и гусеничные машины

автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Разработка методики виброакустической оценки нагруженности и дефектов коробок передач колесных машин

кандидата технических наук: Лелиовский, Константин Ярославич
город: Нижний Новгород
год: 2008
специальность ВАК РФ: 05.05.03
цена: 450 рублей

Диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению на тему «Разработка методики виброакустической оценки нагруженности и дефектов коробок передач колесных машин»

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики виброакустической оценки нагруженности и дефектов коробок передач колесных машин"

ЛЕЛИОВСКИЙ КОНСТАНТИН ЯРОСЛАВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ НАГРУЖЕННОСТИ И ДЕФЕКТОВ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ КОЛЕСНЫХ МАШИН

Специальность 05.05.03 - «Колесные и гусеничные машины»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижний Новгород - 2008

003453786

Работа выполнена на кафедре «Автомобили и тракторы» Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева

Научный руководитель:

Доктор технических наук, профессор Беляков Владимир Викторович

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Галевский Евгений Александрович

Кандидат технических наук, доцент Колотилин Владимир Евгеньевич

Ведущая организация:

НИИ СМ МГТУ имени Н.Э. Баумана, г. Москва

Защита состоится «72» декабря 2008 года в 14:00 часов в аудитории 1258 на заседании диссертационного совета Д212.165.04 в Нижегородском государственном техническом университете имени P.E. Алексеева по адресу: 603950, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Нижегородского государственного технического университета имени P.E. Алексеева.

Автореферат разослан 77 ноября 2008 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес ученого секретаря диссертационного совета

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.165.04 доктор технических наук, профессор

Орлов JI.H.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Колесные машины широкого спектра оперативно-функционального назначения требуют обеспечения высокого уровня качества функционирования и надежности. Резервом повышения надежности является тщательные доводочные испытания, направленные на совершенствование их конструкции, в том числе и агрегатов трансмиссии. В связи с этим возникает необходимость выявления таких характеристик, которые позволили бы с минимальными затратами максимально достоверно определить наличие в агрегатах трансмиссии различных дефектов и повреждений. Коробки передач являются одним из основных звеньев трансмиссии, участвующих в передаче крутящего момента и обеспечивающих подвижность автотракторной техники. Своевременное определение наличия в них дефектов и повреждений является немаловажной задачей. Их оценка на основании внброакустнческих характеристик представляется предпочтительной, т.к. относится к неразрушающим методам и позволяет сократить затраты времени и труда на ее реализацию. В основу предлагаемой методики положена очевидная зависимость: изменения, появляющиеся в процессе функционирования в подвижных сопрягающихся узлах коробок передач, приводят к изменению ее виброакустнческой нагруженностн. Установив с определенной степенью достоверности связь между изменениями технических параметров н виброакустическими характеристиками агрегата, можно осуществлять его диагностику, предупреждать отказы, а также разрабатывать конструктивные мероприятия по его совершенствованию. Специфические условия работы исследуемых агрегатов потребуют уточнения целого ряда подходов и методов проектирования, испытаний и доводки, особенно в области обеспечения оптимальных виброакустических характеристик.

Цель работы: разработка методики виброакустнческой оценки нагруженности и дефектов коробок передач колесных машин на стадии проектирования и доводки. Поставлены задачи исследования:

1. Разработать структурную схему методики оценки влияния дефектов и повреждений элементов конструкции коробок передач на их виброакустические характеристики;

2. Проанализировать факторы, определяющие значения внброакустнческих характеристик коробок передач;

3. Оценить степень информативности виброакустических сигналов при характерных дефектах;

4. Теоретически обосновать зависимость параметров спектральных характеристик виброакустического сигнала от наличия и характера дефектов;

5. Разработать методику оценки функционального состояния коробок передач. Научная новизна работы:

1. Определены информативные виброакустические признаки проявления и развития дефектов в типовых узлах и элементах коробок передач;

2. Разработана методика оценки дефектов и повреждений элементов коробок передач на основе анализа их виброакустических характеристик работы;

3. Разработана классификация дефектов и повреждений элементов коробок передач по виброакустическим признакам;

4. Определены взаимосвязи спектральных характеристик внброакустического сигнала с конструкционными и эксплуатационными дефектами коробок передач.

Практическая ценность работы:

1. Предлагаемая методика виброакустической оценки нагружемности н дефектов позволит определять работоспособность коробок передач;

2. Разработанная методика позволит повысить надежность коробок передач и обеспечить возможность их проектирования и совершенствования с учетом виброакустических характеристик;

3. Определены характерные режимы испытаний коробок передач с позиции получения наиболее информативных виброакустических сигналов.

Объекты исследования. На разных этапах исследования в качестве объектов выбирались коробки передач серийно выпускаемых отечественных автомобилен: ГАЗ-2217, ГАЗ-3302, ГАЗ-2705, ПАЗ-3205, ПАЗ-4234.

Общая методика исследований. Прн проведении теоретических исследований использовались методы аналитической механики, акустической динамики машин, численные методы решения систем дифференциальных уравнений, методы обработки и преобразования сигналов, математическое моделирование. Экспериментальные исследования проводились с использованием стандартных стендов, предназначенных для испытания коробок передач, измерительных виброакустических комплексов, вычислительной техники.

Реализация работы. Результаты экспериментально-теоретических исследований реализованы для целей оценки технического состояния коробок передач в Центре безопасности дорожного движения и технической экспертизы (г.Н.Новгород); для проектирования и доводки перспективных моделей коробок передач на ОАО «Павловский автобус» (г.Павлово); при разработке новых агрегатов трансмиссий грузовых автомобилей в КБ автомобилей ООО «Русак» ГК «КОМ» (г. Набережные Челны), в НГТУ им. P.E. Алексеева, на кафедре «Автомобили и тракторы» при проведении занятий по дисциплинам «Испытания автомобиля» и «Надежность автомобиля» в процессе подготовки инженеров по специальности 190201 «Автомобиле- и тракторостроение» и магистрантов по направлению 190100 «Наземные транспортные системы».

Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-технических семинарах кафедры «Автомобили н тракторы» (Н.Новгород, НГТУ им. P.E. Алексеева, 2003 - 2008 гг.); на научно-техническом семинаре кафедры «СМ - 9» МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003 г.); на международной научно-технической конференции «Автомобильный транспорт в XXI веке» (Н.Новгород, НГТУ им. P.E. Алексеева, 2003 г.); на всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы машиностроения и транспорта» (Ульяновск, УлГТУ, 2003 г.); на 9-12-й нижегородских сессиях молодых ученых (Н.Новгород, 2004 - 2007 г.); на 4-7-й международных молодежных научно-технических конференциях «Будущее технической науки» (Н.Новгород, НГТУ им. P.E. Алексеева, 2005-2008 гг.); на 3-й всероссийской научно -технической конференции «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» (Тольятти, ТГУ, 2004 г.); на международном симпозиуме «Проектирование колесных машин», посвященном 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005 г.); на международной научно-технической конференции «Прогресс транспортных систем и средств» (Волгоград, ВолгГТУ, 2005 г.); на международной научно-технической конференции, посвященной 70-летнему юбилею ка-

федры «Автомобили и тракторы» (Н.Новгород, НГТУ им. P.E. Алексеева, 2005 г.); на 4-й всероссийской научно-технической конференции «Политранспортпые системы» (Красноярск, КГТУ, 2006 г.).

Связь работы с крупными научными программами и темами. Основная часть диссертационной работы выполнена в рамках ведомственной научной программы «Развитие потенциала высшей школы»: 0120.0503691 «Определение виброакустических характеристик работы агрегатов трансмиссии транспортно-технологических машин в режиме бортовой диагностики», проводимой Федеральным агентством по образованию.

Личиый вклад соискателя. Все главы диссертационной работы написаны автором. Также автору принадлежат исследовательская часть и обработка результатов экспериментальных исследований, разработка методики оценки дефектов, динамические модели, постановка задач исследования.

Публикации. По теме работы опубликованы 29 научно-технических статен, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, а так же 10 тезисов докладов на конференциях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, 7 приложений, изложена на 252 страницах текста, содержит 93 рисунка, 13 таблиц, список использованных источников, включающий 148 наименований.

Основные положения, выноснмые на защиту:

1. Методика оценки функционального состояния коробок передач по виброакустическим характеристикам работы;

2. Результаты аналитических и экспериментальных исследований по определению спектральных характеристик виброакустических сигналов дефектов и повреждений коробок передач;

3. Динамическая модель взаимодействия функциональных элементов коробок передач, позволяющая учитывать влияние повреждений и дефектов на виброаку-стнческую нагруженность данного агрегата.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель исследования, его задачи, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе изложено современное состояние проблемы виброакустической оценки наличия дефектов и прогнозирования работоспособности коробок передач. Приведены основные виброакустические методы, применяемые для указанных целей, наиболее известными из которых являются: энергетический метод, фазо-временной метод, спектральный метод, метод ударных импульсов, резонансный метод. Из всех перечисленных методов для целей виброакустической оценки работоспособности и выявления повреждений элементов коробок передач в настоящее время имеет комбинация спектрального, резонансного и метода ударных импульсов.

Проанализированы работы известных отечественных учёных, внесших крупный вклад в исследование взаимодействия зубчатых колес и подшипников. Среди них: И.И. Артоболевский, Э.Л. Айрапетов, Ф.Я. Балицкий, A.B. Барков, H.A. Баркова, Ю.И. Бобровницкнй, В.А. Доллежаль, М.Д. Генкнн, М.А. Иванова, Ф.М. Диментберг, К.С. Колесников, А.Е. Кочура, Б.В. Павлов, А.И. Петрусевич, Д.Н. Решетов, А.Г. Соколова, К.В. Фролов, К.В. Явленский и др. Значительные результаты в исследовании

виброакустических процессов, сопровождающих работу машин, достигнуты зарубежными учеными, среди них: Д. Байес, Д. Биц, С. Браун, Р. Коллакот, Т. Лим, Ж. Линг, М. Мозер, А. Робертсон, 3. Энджел. В рассмотренных работах получен математический аппарат для исследования динамических процессов, происходящих в ходе функционирования элементов коробок передач. Однако исследуемые элементы в большинстве из них рассматриваются без взаимосвязи с другими узлами трансмиссии и спецификой движения автомобиля.

Взаимосвязь с другими узлами трансмиссии автомобиля устанавливается посредством динамических моделей трансмиссии. Исследованию динамики автомобильных трансмиссий, посвящены работы: В.Б. Альгина, И.Б. Барского, В.Л. Вейца, Б.В. Гольда, А.И. Гришкевича, П.П. Лукина, С.Н. Поддубко, A.A. Полунгяна, Н.Л. Островерхова, Б.В. Савинова, В.М. Семенова, Ю.Г. Стефановича, И.Н. Успенского, В.А. Умняшкина, Б.С. Фалькевича, Н.М. Филькина, И.С. Цитовича, B.C. Шуплякова, H.H. Яценко и других. На основании анализа рассмотренных работ сделано заключение о том, что в существующих моделях агрегаты трансмиссии представляются как сосредоточенные массы, при определении перемещений которых не учитывается влияние динамики их внутренних узлов и элементов.

Исследованию взаимодействия колесного движителя с опорным основанием, определяющей нагружающие силы, действующие на агрегаты трансмиссии и их внутренние элементы, посвящены исследования таких ученых, как: Я.С. Агейкин, Л.В. Барахта-нов, В.В. Беляков, Н.Ф. Бочаров, Л.А. Гоберман, В.В. Иванов, H.A. Забавников, Г.М. Кутьков, М.В. Келдыш, М.А. Левин, A.C. Литвинов, В.Ф. Платонов, В.А. Петрушов, Ю.В. Пирковский, Г.А. Смирнов, H.A. Ульянов, A.A. Хачатуров, Е.А. Чудаков и др. В рассмотренных работах приведен общин математический подход для описания взаимодействия колес автомобиля с различными опорными основаниями. В этих работах колесо рассматривается на основе феноменологической и модельной теории, но либо без взаимосвязи с другими элементами автомобиля, такими как трансмиссия, либо при решении задач устойчивости и управляемости автомобиля.

Анализ ранее проведенных работ позволил сформулировать и обосновать задачи исследования, необходимые для достижения поставленной цели работы.

Во второй главе рассматривается динамическая модель коробки передач. Трансмиссия любого движущегося автомобиля испытывает нагрузки как со стороны дорога, так и со стороны двигателя. Обобщенную схему, отражающую

Рис. I. Обобщенная схема, отряжающая взаимосвязь возмущающих сил, действующих в зубчатых колесах коробок передач с нагрузочными режимами в трансмиссии и силами сопротивления движению автомобиля

взаимосвязь возмущающих сил, действующих в зубчатом зацеплении шестерен коробок передач с нагрузочными режимами в трансмиссии и силами сопротивления движению автомобиля область можно представить в виде модели на рис.1.

Механические коробки передач имитируются несколькими подобными, периодически включающимися в работу, функциональными элементами, число которых равно числу передач. С целью упрощения рассмотрения, расчет и анализ виброакустических параметров работы целесообразно осуществлять для универсального единичного функционального элемента. Для этого составляется его динамическая модель, отражающая основные параметры: моменты инерции, жесткости элементов, коэффициенты неупругого сопротивления. Функциональный элемент коробки передач - два зубчатых колеса можно охарактеризовать шестью степенями свободы: три линейных и три угловых (рис. 2). Для описания взаимодействия исследуемого функционального элемента коробки передач можно записать обобщенное уравнение энергии:

4(г+л)+д = *■(/), (,)

где Г, Я - кинетическая и потенциальная энергия си< темы; Л - диссипативная функция Рэлея; р(/) - функция внешнего силового возмущения.

Качественно описать движение функционального элемента коробки передач можно посредством уравнения аналитической механики в форме Лагранжа второго рода. На основании него можно анализировать динамику функционального элемента. Динамика его взаимодействия, согласно предлагаемой модели (рис. 2) запишется в виде системы дифференциальных уравнений:

го, у, ~ (с,г У, ~ С,- ('ЬО- {к„ у, + А'.- (ы)у:) = тгУг -{СиУ,* С,- (')у.-)" (к 2, у, ~ КИ у) = ±Р, них, - (с,, х, - С.-(О*.-)" (А',* х, - А'.-(ш)х.) =±Гх ппхг- (сIX х, + С, (')*--)- (КгхХ2 + А'.- («)*..) = ± ^, т, г, ~ (С,г - С, (<)г.-)- (К,г 2У-К-. = ± пнгг ~ (С и г, - С.-(')г.-)~(лТ|г г,-К, (о>)г.) = ±

1,Ф, ~ Сг(')г1 у. ~ К:(а>)пу, = -Ми + ^г, (2)

12ф,~С!(,)г2У..-К:(С0)г2У, = Мх1-Ргг 1пЧ/\ ~ Сг(г)г, .г.. - А'.-{о>)г,Х: = -М„ + Г г, 1г2Ч'г-сЛ')г2Х:-К:(а>)г2Х= = Мг2 -Гп 1г, 0, - С: (')г. г.. - К: (<")г, 2, = - М г, + Р Г, 1пвг- С.-(')/-ггг - Кг{о>)ггг, = Мгг-Рг2

Рис. 2. Эквивалентная динамическая модель функционального элемента коробки передач

Здесь пит - массы ведущего н ведомого колес; 1ь1г - моменты инерции ведущего и ведомого колес; In,hi - полярные моменты инерции ведущего и ведомого колес, п,п - радиусы начальных окружностей ведущего и ведомого колес. x,x!,y,,y2>zi,2 - обобщенные координаты, характеризующие линейные перемещение ведущего и ведомого колес по основным и паразитным степеням свободы; ОД,- обобщенные угловые перемещения ведущего и ведомого колес по основным и паразитным степеням свободы. GviGr>Gz -приведенные суммарные жесткости подшипниковых опор вала с закрепленным на нем ведущим колесом и картера коробки передач в вертикальном, поперечном и продольном направлениях; Gr>G> >Gz - приведенные суммарные жесткости подшипниковых опор вала с закрепленным на нем ведомым колесом и картера коробки передач в вертикальном, поперечном и продольном направлениях; K.\>Ki>Kz - приведенные суммарные податливости (вязкости) подшипниковых опор вала с закрепленным на нем ведущим колесом и картера коробки передач в вертикальном, поперечном и продольном направлениях; К>х,К:>,Кя -приведенные суммарные податливости подшипниковых опор вала с закрепленным на нем ведомым колесом и картера коробки передач в вертикальном, поперечном м продольном направлениях. оЮ - значение жесткости зубчатого зацепления, - коэффициент неупругого сопротивления в зубчатом зацеплении. МтМпМа - поворачивающие моменты ведущего колеса относительно осей X, Y и Z, возникающие от вертикальной, продольной и поперечной составляющей силы, действующей в зацеплении, MaiM^iMn - поворачивающие моменты ведомого колеса относительно осей X, Y и Z, возникающие от вертикальной продольной и поперечной составляющей силы, действующей в зацеплении. F(t)- возмущающая сила, действующая в зацеплении, причиной возникновения которой является эффективный крутящий момент, подведенный от двигателя к ведущему колесу и нагружающий момент, поведенный к ведомому колесу со стороны дороги.

Функция подводимого от двигателя крутящего момента приводится в гармоническом представлении. Её характер определяют инерционные силовые и газовые динамические составляющие. Крутящий момент, вызванный силами инерции поступательно движущихся масс цилиидропоршневой группы, находим как:

7i(/)=Z7lsir{vca/+V/Ji (3)

где v - значение порядка гармоники; - начальная фаза гармонического момента; 71» -крутящий момент от инерционных сил для каждого цилиндра;

Крутящий момент от сил давления газов вычисляется из уравнения:

rM = Te+%tMv^+¥.X (4)

где v - значение порядка гармоники; у[.г - начальная фаза момента, вычисляемая путем

гармонического анализа индикаторной диаграммы; Т',У - крутящий момент от сил давления газов, для каждого цилиндра вычисляется посредством гармонического анализа индикаторной диаграммы; Те 1 - среднее значение крутящего момента двигателя. Тогда суммарный крутящий момент двигателя вычисляется по зависимости:

Т.{') = Те +IIr,sin(v<a/+Y/,-/?J. (5)

Возмущающий силовой фактор, обусловленный воздействием крутящего момента двигателя, подведенный к входу функционального элемента представим в виде: = (6)

где Ге(0 - подводимый от двигателя суммарный эффективный крутящий момент, rl - радиус начальной окружности ведущей шестерни.

Суммарный момент сопротивления от дороги, приведенный к выходному валу коробки передач, можно выразить в виде:

_ F/Ыч, (7)

1 н,--:-

Нигде F, - сила сопротивления качению; г,> - динамический радиус ведущего колеса, to - передаточное число главной передачи, ij„. - «обратный» к.п.д. трансмиссии.

Таким образом, возмущающий силовой фактор, действующий со стороны ведомой шестерни, обусловленный сопротивлением движению, можно представить в виде:

F =~-L, (8)

Г2

где Тн f ' приведенный нагружающий момент от дороги; г2 - радиус начальной окружности ведомой шестерни.

В общем случае величины суммарного фактора силового возмущення вычисляются по формуле: F(i) = f(t)± f"(t) (9) Спектральная плотность микропрофиля дороги может быть определена как:

(10)

a, a+al+fi

a>+al

В табл. 1 приведены параметры мнкропрофиля асфальтобетонного покрытия, который выбран в качестве опорного дорожного основания.

____Таблица 1

Коэффициенты корреляционной связи а,,м А, Аг «<>л/' C6vU PiM

Асфальтобетонная дорога 0,008 0,85 0,15 0,2 0,05 0,6

Решения уравнений (2) в общем виде можно записать в виде системы гармонических функций, отражающих распространение виброакустического процесса, возникающего при взаимодействии динамических звеньев:

[*(')= 1?,(')*'" (2лкш.1 - а , (')) И')= 9,0)"п (2 я А (И.' - а Г 0»

*(')= ?,(ФП (2**01.»-а.(/)) (П)

V(<)= чХО*" (2»*».'- Д,(0) V (')= <?,('>'п (2**0).' ~ Р,(.')) °(') = Ч,(')*" (2**0).' - Р,0)) Здесь: дД').аЛ')>аг('),/? (')>/? (') " начальные фазы виброакустнческого процессов; (у0- собственная частота виброакустнческого процесса; (],(/] - амплитуды внброакусти-ческих импульсов в вертикальной, поперечной и продольной плоскостях.

Характер изменения амплитуд виброакустических импульсов, вызываемых взаимодействием динамического звена функционального элемента, можно также представить в виде гармонической функции:

где q<¡ - начальная амплитуда процесса; (¡у, - текущая частота виброакустического процесса; 81 - коэффициент затухания начальной амплитуды виброакустического процесса.

Зависимость коэффициента затухания начальной амплитуды виброакустиче-скнх импульсов от частоты описывается эмпирическим соотношением, предложенным Б.В. Павловым: 5, = аа>0 + Ъ со,2 • (13) Величина начальной амплитуды импульса внброакустического сигнала от взаимодействия кинематической пары, с учетом ее конструкционных параметров может быть описана эмпирической зависимостью:

с,

где /, - момент инерции ведущей шестерни, С - коэффициент жесткости в зацеплении, -обобщенный зазор в кинематической паре.

Сумму виброакустических импульсов от взаимодействия нескольких динамических звеньев можно представить в виде зависимости:

Ж)-±я№-и-кт~в)> <15>

где Т- период повторения импульсов; - амплитуда колебательных импульсов; - начальная фаза последовательности импульсов, генерируемая «идеальной» кинематической парой; в - смещение импульсов от «идеального» положения.

Параметры Т и /0 являются канальными признаками, позволяющими идентифицировать зубчатую пару (динамическое звено), генерирующую данный сигнал. Параметры q{¡) и в несут информацию о состоянии данной пары. Спектр импульсов такого сигнала может быть найден по соотношению

-2

Ф,5(о0т). (16)

Здесь Т- продолжительность взаимодействия кинематической пары; 00 - начальная амплитуда сигнала.

Частотная характеристика канала, передающего сигналы от нескольких дискретных источников, может быть вычислена по формуле

ян-^, , ,*/', ,у (17)

'-о»;;

Предполагая среду, в которой распространяются виброакустические сигналы, от нескольких дискретных однородной, запишем:

5(ш)=Я(ш)еИ, (18)

где 5'(<у) - спектр виброакустического сигнала, генерируемого несколькими дискретными источниками (кинематическими парами); //(&>) - частотная характеристика канала.

Зависимость (18) можно записать развернуто. Данная зависимость характеризует энергетический спектр модулированного по амплитуде и фазе виброакустического сигнала, генерируемого рядом взаимодействующих кинематических пар:

Чъ<о,Ъе 1-1

-s, (<-">

sin(<u,/-.KT)-

(19)

РнсЛ Outmn'i вил огибающей кривой энергетического спектра внброакустнче-ского сигнала коробки передач

Согласно уравнению (19) форма энергетического спектра регистрируемого сигнала приобретает характерную форму (рис. 3).

В третьей главе

1- приведены техниче-

ские характеристики коробок передач исследуемых автотранспортных средств. Так же указаны геометрические, массо-инерционные, упруго-жесткостные параметры. Выполнен расчет значений подводимого от двигателя эффективного крутящего момента с использованием формулы (5), и значений суммарного момента сопротивления дорога с использованием формулы (7). На основании этих расчетов по формулам (6) и (8) с подстановкой всех необходимых исходных данных были определены величины соответствующих возмущающих силовых факторов, а затем, по формуле (8) - значения суммарного фактора силового возмущения. На рис. 4 приведен пример временной зависимости силового возмущения, вычисленный для

автомобиля «ГАЗель», с двигателем ЗМЗ-4062 и 5-ти ступенчатой коробкой передач, двигающейся на третьей передаче со скоростью 30 км/ч по асфальтобетонному покрытию при угловой скорости вращения коленчатого вала равной 210 с"'. Также в данной главе произведены численные расчеты спектральных характеристик виброакустических процессов, сопровождающих работу исправных агрегатов и агрегатов с различными стадиями развития наиболее существенных дефектов. Для этих целей геометрические, инерционные и упруго-жесткостные характеристики функциональных элементов (рис. 2) подставлялись в систему (2), далее посредством метода Эйлера производился численный расчет. После этого для систем гармонических функций (11), являющимися решениями системы (2), проводились вычисления спектрально-частотных характеристик внборакустических сигналов. При этом моделировались такие дефекты, как: абразивное изнашивание зубьев шестерен и тел качения

F, кН

0.1 0.2 0,3 0.4 0,5 0,6 0,7 0,8 0.9

Ркс.4. Изменение возмущающего силового фактора во времени для автомобиля «ГАЗель», с двигателем ЗМЗ-4062 и 5-и ступенчатой коробкой передач, двигающейся на 3-й передаче со скоростью 30 км/ч по асфальтобетонному покрытию при угловой скорости вращения коленвала 210 с*1

подшипников, неравномерное распределение нагрузки по телам качения в подшипниках, погрешности сборки, монтажа и изготовления, нарушение параллельности валов и коэффициентов осевого и торцевого перекрытия, выкрашивание зубьев, их трещины, сколы и поломки, нарушения смазки в пятне контакта, заклинивание. Наличие какого-либо дефекта в различной стадии развития, а также его отсутствие в функциональном элементе коробки передач отражается на величинах амплитуд спектра виброакустического сигнала, проявляющихся на характерных частотах. Расчеты динамической модели (рис. 2) выявили, что их проявления могут быть реализованы за счет подбора значений коэффициентов жесткости и упругости.

В зубчатом зацеплении принято рассматривать жесткость и демпфирование в виде функциональных зависимостей. Для косозубого зацепления функция жесткости, предложенная Э.Л. Айрапетовым, имеет следующий вид:

С(')=С„>Ы'), (20)

где Суд - удельная жесткость косозубого зацепления; а<) - переменное по фазе зацепления колебание суммарной длины контактных линий зубчатых колес.

Коэффициент демпфирования в зацеплении рассчитываем по формуле, предложенной К. Джонсоном и уточненной Д.Н. Решетовым:

К.(а>)=е*т**,\ (21)

Наибольший интерес представляют коэффициенты жесткости и демпфирования, характеризующие влияние исследуемых дефектов. Для исследуемых коробок передач значения коэффициентов жесткости и демпфирования выбираются на основании данных экспериментальных исследований, проведенных в ИМАШ РАН. Данные величины получены в ходе специализированных испытаний редукторов, элементы конструкции которых аналогичны по своим геометрическим и инерционным параметрам, рассматриваемым на изучаемых коробках передач и приведены в табл. 2.

Таблица 2

Значения коэффициентов жесткости н демпфирования, характерные для различных дефектов

X! п/п Наименование неисправности Локализация неисправности Значения коэффициента МН жесткости, С- и Значения коэффициента демпфн-МН*С рования, К,- м

1 2 3 4 5

' Неравномерное распределение нагрузки по телам качения подшипников Узел заделки* ось К: ось Л: 95-230 45-62 0,163-0,219 0,253 -0,281

2 Дефекты изготовления подшипников Узел залелки: ось У: осьХ 110-350 38-55 0,142-0,209 0,263 - 0,297

3 Изнашивание тел качения пол шинников Узел заделки* ось)'. осьЛ'. 75-ПО 20-65 0,142- 0.237 0.248 - 0,368

4 Изнашивание боковых поверхностей зубьев шестерен Зацепление: Постепенное увеличение значения, пропорциональное увеличению бокового зазора Уменьшение значения, кратное увеличению частоты вращения шестерен

5 Выкрашивания на боковых поверхностях зубье» шестсрсн Зацепление Уменьшение шачсиия, про порциочальное увеличению угловых скоростей вращения шес1 срен Увеличение значения, пропорциональное увеличению угловых скоростей вращения шестерен

1 2 3 4 5

6 Трещи ни н поломка зуоьси ищете реп Зацепление: Уменьшение значен и к и 1215 рад в сравнении с номинальным. соответствующим исправному с<кготшкг. Увеличение значения, кратное числу дефектов и пропорциональное частоте вращения шестерен.

7 11арушенне смазки ш п Ч ( контакта шестерен Зацепление: Уменьшение значения и 2-5 раз в сравнен и н с номинальным, семи нетстнуннцнм исправному состоянию. Увеличение значения, пропорциональное частоте вращения шестерен

8 Местные схватывания зубьев шестерен Зацепление: Уменьшение значения, пропорциональное величине частоты вращения шестерен Увеличение значения, пропорциональное степени развития дефекта и кратное частоте вращения шестерен

Гиг. 9, График впброякустичсского сщтрт ля корпусе коробки передач *ГА1сль» ал и третьей лгредячн; I - в иирмш1Ы1№| сот оинни; 2 - при поломке одного зубя

шинников, нарушают их штатную работ)'

На рис. 5-9 приведены примеры графиков амплитудных спектральных огибающих кривых, полученных расчетом и моделирующих влияние некоторых из исследуемых дефектов на виброакустические сигналы коробок передач автомобилей «ГАЗель» и автобусов ГТАЗ, Проведенные расчеты позволяют выявить, что погрешности сборки и монтажа коробок передач, проявляющиеся в неправильной центровке валов н перекосах внугренних и наружных колец лод-и проявляются в виде широкополосных

Рис. 5. График спектра внбролкустнчсекоги сигнал* коробок* передач »втомобциЯ «ГАЗель» и лнгобусов ПАХ »шмниого различной СГСНСНЬЮ НЗНОСД НОКСрХНСКТеЙ КЯЧГННН ПСрСДНСГО ПОДГНШИШГС*

промежуточного вала: I - 10% износ; 2 - 20% ипп»с; 3 - 30% износ

10 33 105 ИЗ 222 417 526 714 1053 { Гц

Рис. Я. Снсктральнкн характеристики пнброакустичеекого сигнала ВТороА Передачи коробки передач автомобилей «ГАЧели» ириг I -«снес 2% щиигя боковых нокерхногте Л хубмн «т предел ыт Допустимою; 2 - 20% износ* Гюкииыи поверхностей иСи.си от предельно допустимого; 3 - 80% взноса боковые ноасршостсй зубьев оз нре-дельно допустимого

Рис. 6. График спектр* (шЛроякустмчеекого сигнала коряГшк передач явтамобплсП *ГАЗель» от: 1 - неправильной «ситро*ки промежуточною вала: 2 - перекоса наружною KOH.ua переднего подшппинка и|юмсЧгу-точною валя; 3 - перекоси внутреннего кольца иеред-

Рлс. 7. График а !угплн |>л спектря внб/шикуегнческогл отняла З-Л ступени ко ройки передач аптомоонля «ГЛЗелы» и иьзойуеа НАЧ при сохранении (I) и пару-■ненки смазки » нише контяьтя {2) для значений иа-I ружашщего Иоменг я н зацеплению, ряонпго Г»,*.

виброакустических сигналов. По мере нарастании дефекта их амплитуда увеличивается, также возрастает ее среднеквадратичное отклонение па средиих и высоких частотах. Из расчетов видно, что аналогичные изменения наблюдаются и по мерс изнашивания подшипников (рис. 5). Следовательно, такие изменения амплитуд спектра виброакустического сигнала можно принять в качестве характерного оценочного признака для подшипниковых узлов. Для оценки зубчатого зацепления в качестве таких признаков следует также принять значения характерных частот проявления дефектов. Так, нарастание абразивного изнашивания боковых поверхностей зубьев ведет к значительному повышению амплитуд спектра виброакустнческого процесса (до 2,5-3 раз) (рис. 8) в полосе от 200 до 600 Гц, а нарушение смазки имеет характерные частоты проявления от 10 до 140 Гц. При этом значительного повышения амплитуд спектра не наблюдается (рис. 7). Такие дефект,<, как поломка, скол, трещина зуба тоже имеют собственные частоты (рис. 9). Их значение зависит от того, зуб шестерни какой передачи имеет такой дефект. Например, наличие поломки зуба третьей передачи 5-ти ступенчатой коробки передач при частоте вращения 2000 мин"1 вызывает резкое кратное увеличение амплитуды спектра виброакустического сигнала, начиная с частоты 2950 Гц. Таким образом, в результате расчетов было выяснено, что большинство дефектов исследуемых коробок передач имеет характерные частоты и амплитуды виброакустнческого спектра, соответствующего ИМ. Эти диапазоны частот и значения приращений амплитуд можно принять в качестве оценочных параметров наличия и проявления дефектов,

В четвертой главе описана методика и приведены результаты экспериментальных исследований внброаку-стическнх характеристик работы коробок передач. Объектом испытаний была выбрана 5-ти ступенчатая коробка передач, устанавливаемая на автомобили семейства «ГАЗель» и «Соболь» в количестве 3 шгук. Данные агрегаты присоединялись к двигателю ЗМЗ - 4063.10 и, посредством специального карданного вала - к гидравлическому нагружающему устройству. Регистрируемыми параметрами являлись вертикальные п продольные колебания их корпусов, О комплект измерительного оборудования входили: индуктивный датчик оборотов, пьезоэлектрические датчики виброускорений ПАМТ-440 н ПЛМТ-450, сборщик - частотный анализатор сигнала СМ-3001 фирмы «Инкотес» с встроенной АЦП платой па 8 каналов с частотой опроса 20 кГц, персональная переносная ЭВМ с процессором Intel Pentium 100. Пьезоэлектрические акселерометры крепились посредством цианакрююаого клея «Циакрин-ПЭ» на корпуса исследуемых коробок передач в районе подшипниковых узлов. Взаимное расположение датчиков - под углом 90° друг к другу. Это необходимо для регистрации механических колебаний в двух плоскостях. Все испытания проводились по следующей обобщенной методике:

- на испытательный стенд устанавливалась исследуемая коробка передач, техническое состояние всех элементов которой заранее определено;

- к испытуемому агрегату подсоединялся комплекс измерительных средств;

- запускался двигатель внутреннего сгорания, после чего на входной вал испытуемой коробки передач подавался крутящий момент;

Г .Г 1". 11 П1.1 [Я ГГ" l.ll и i> Ц:И I ■ T11. Hljft С 4 1

- посредством гидродинамического тормозящего устройства производилось увеличение или уменьшение нагрузки;

- производился замер впброакустическнх характеристик работы при помощи измерительного комплекса. При этом производился спектральный анализ поступивших сигналов;

- производится изменение подаваемого крутящего момента;

- посредством изменения гидравлического сопротивления внутри тормозящего устройства производилось изменение нагрузки испытуемого агрегата;

п памяти ЭВМ после этого сохранялись спектрограммы виброакустических характеристик работы испытываемой коробки передач на всех передачах в рабочем диапазоне по крутящему момерггу и в интервале заданных нагрузок. Крутящий момент двигателя при проведении эксперимента изменялся в диапазоне от 185 до 200 Н м с шагом 5 Н м. Момент сопротивления, обеспечивался посредством гидродинамического тормоза в пределах от 50 до 200 Н м, с шагом 50 Н м.

^яК

Г. Гц

ГГц

Гис. II. I *'<;-1к м.гь/¡-Л ц. :.,-■■.-(( 11 ■ I <11.' 11'1.1> к'иробш передач «ГАкпЯк П ОЛ V ч С11II и 1'0 в юдс ]«№ рЦЧСКЩ, лрн ЩШК? пипсрхииСТСП К. V¿'КIIНИ III-

рСДНСГОНЬД1ЦнП11Н1а '[ЮЧГА^ п.', 11(111 ЁаЛЯ

Я. д£

уЫЙЙ А ЛГ™

иШЬ

Рис. 12, График- глгктра виброякуггнческого сигнала коробки передач «ГЛЗйль», палунешкно в ходе лсснсриметл, арм 20% к тосе иомсрнмепВ тел качения переднего подшипники промежуточного вяла

5, дБ

Г. Гц

Гнс. 13. Г рафик спектра внброакустмчсского сигналя коробки передам «ГАЗслы», полученного о холе эксперимента, прн 30% шноее ионсрхностеП тел качения переднего нолшнпннкя нро.иежггочного вала

■......

■ :<;.Г""'- Г";" ' "Л"'7

10 2Е 1«Э ^94 ЗазЗ Й1353 ^175 ЮЗОв

Р|1С. 14 График (..1.1.111. 1 ■ 11114 1(1.1* к"

рпАь'И 11Г рС1Я "I .: \ 1Г '-' полученного Ы |. ||. Г М1111

- ГЕ [III ЫСЛр|Ы(ЛЬ»ИЫ IК И I ¿111 ¡V! Ч^ I' 11 ■ III [I СЫН II ПОЯШНПННП

11 рОМСЖ>ТИчИ .1О НЧ(

Г. Ги

Экспериментальному исследованию подлежали спектральные характеристики виброакустических сигналов проявления дефектов подшипников: износ поверхностей тел качения, погрешности монтажа и изготовления, а также зубчатых колес: абразивное изнашивание зубьев шестерен, выкрашивание зубьев, нарушения смазки в ия гне контакта, поломка зубьев.

В первую очередь испытанию по приведенной методике при всех значениях крутящего н нагружающего моментов, нормативном уровне масла, подлежала коробка передач №!, новая, прошедшая обкатку. Спектральные характеристики сс внброа-

Г. Г и

Гщ I ^ I и- сиекгрн и гц-п > ,-и И снтиля

кодйблк передач "1-е 1-.полуЧСМН ч И 1ЩС 11.Х 11С['II »1С111*. при нерекоее ИЯДОИЮТ! «НЫН нерешкп П(И-

11М11111ИКН И[111 г—' ';Г1 III ;IIичщ

РАСЧЕТ

ЭКСПЕРИМЕНТ-

-:. ! ■'( .п.! '¡V}.-"'-¡М/ '! "Г ,;Г; г'7' !"П.'ъТГ['-1Г

■1 5'.=! г "1"' Иг Г"

-■VI. - е.! .л .1® ..и-;.! АЦ^).;;., 1.1 I < \ "Г Г > И . Г:-! л: % !■ < « Ч

кустнческих сигналов впоследствии были приняты в качестве эталонных. После этого на стенд {рис. 10) последовательно были установлены коробки №2, №3. На испытуемый з.дь образец №2 были установлены подшипники с различной степенью износа. Затем монтировались подшипники низких классов точности, после чего были установлены подшипники в штатном техническом состоянии, но с перекосом наружных н внутренних колец. После чего образец №2 также был подвергнут испытаниям по прицеленной методике при ряде значениях кругящего и нагружающего моментов. Спектральные характеристики виброакустнческих сигналов проявления данных дефектов подшипников к, дБ регистрировались измерительным комплексом. При этой! зубчатые колеса на образце №2 пребывали в удовлетворительном техническом состоянии, что исключало их существенное влияние на измеренные сигналы. На испытуемом образце №3 были установлены шестерни с различными степенями износа: 2%, 80%. Затем монтировались >-•-—'1" ' ■ " " >'- ЪГп

промежуточные валы, шестерни одной из ступеней которых имеют выкрашивание и изломанный зуб. После чего образец №3 также был подвергнут испытаниям по приведенной методике при ряде значениях крутящего и нагружающего моментов. Спектральные характеристики впроакустичс-скнх сигналов проявления данных дефектов подшипников регистрировались измерительным комплексом.

При этом подшипники т образце №2 пребывали в штатном техническом состоянии, что исключало их существенное влияние на измеренные сигналы. На образце №1 также была осуществлено исследование влияние уменьшения смазки в пятне контакта на спектральные характеристики виброакустического сигнала работы.

На рис, 11-19 приведены примеры некоторых графиков огибающих амплитудных спектральных кривых, отражающие виброакустнчсские характеристики исследуемых дефектов, полученных в ходе экспериментов. Анализируя амплитудные и частотные признаки проявления дефектов подшипников и зубчатых колес.

10 та 1051 гяи 5333 ИГ8 ноя»

Гц I 16 ГрлфНк- 11Г* Трж ¡?гП| !1,КУ|-|ЧЧ 111Ц1, ГШ * IIII

короб»! перемч -ГлЧг.п.1. полученного ч юле ч-т

ПС|11[ЧГИГ1, орн ПГрг икс IIIII [К "I ПО ' Щ.11.1 <11|11II

него НОЛ ЩИ........ : |11" 1А1' " I I', I I I.. I'

иДП^РИМЕЯТ

Г. Гц

Рис. П. График енгь-гра 1.11' ' >''..... к' ' м. '>11« }-!) передач яшЙМоСци!« 'ГЛ5г.1|.,1. и . 111111• 111... о Ж111К IIIIIIгм »гемтя. 11[|11 11ар.11111:,и |■ и.и д лвгне щшктд дли ?|мчс-

111|П '11ПА111ЦI I ' 'II,щ.| ■ || I. III 1.11,1111. |'Л ГЦ.11 /,,,

1« 222 417 7М 1053 '>Гя

Vu: lit. СЮТТрыьны ьарякттрнстмка Fill'П Мк -. 11 ■ ЧКГОЛ! СНГ-1,3.11 нтирой стуааш topoiikll игрсдпч rf Ak.lt.III I \ ■ IГ11И Р4 т V■ . I >k\-|K prtlinl' » npti; llrfJCC 2% к' )1.">Г* I I".■ '1.1 ПС м р \ IHH I Г " i I I ■ I. I or H'Ti' I ' " 011 \ 1111VIII11.. Ml *. Illlin, 0-1 HI' III IIHIII ■ I Ml I' 1 rii ■ l'll.ГII I ' |l [WUCJI м ю ДОПУСТИ НОГ»

1Ю I»

1MJ

l-ll

К.дБ г-¡|-|Г-- I ИТ» | Wl» 1

... ik... ■--- Л—ыи

О ИТ -IH' ДТ73 '. Il.l'l ■ ' 1-Г ■ , 1?. График • ч&роикусты ч CCVIIIО гии-- ра 119 кII||гj.г

зарегистрированные при испытании реальных коробок передач, можно сделать вывод, что их значения имеют удовлетворительную сходимость с теоретически рассчитанными. Так, амплитуды и расчетного и полученного в ходе эксперимента спектра виброакустического сигнала шестерен с 2 и 80% износом имеют ярко выраженные максимумы на одинаковых частотах: 230 и 435 Гц соответственно. Прирост значений амплитуд расчетного спскгра виброакустического сигнала по мере нарастания износа боковые поверхностей зубьев составляет 3,6 раза. Амплитуды спскгра виброакустнчс-ского сигнала, полученные при экспериментальном исследовании аналогичного дефекта, имеют прирост в 2,5 раза. Оба значения прироста не противоречат теоретически обоснованным ведущими учеными-исследователями в иброа кт] 1В1 юсти зубчатых передач. Нарушение смазки имеет характерные частоты проявления от 10 до 140 Гц и по расчетному и по экспериментальному спектру при незначительном повышении амплитуд. Такие дефекты, как поломка, скол зуба тоже имеют собственные частоты проявления, значения кото-рыл, полученные в ходе эксперимента, близки к теоретически рассчитанным. Поломка зуба третьей передачи вызывает резкое кратное увеличение амплитуды спектра виброакустического сигнала, начиная с частоты 3270 Гц. Таким образом, в результате проведенных экспериментов были выявлены амплитудные и частотные признаки наличия и развития дефектов шестерен н подшипников 5-ти ступенчатых коробок передач, устанавливаемых на «ГАЗель» и «Собольи. Теоретические исследовании нашли свое подтверждение в ходе экспериментов. Найденные диапазоны частот и значения амплитуд можно принять в качестве оценочных парамеции проявления дефектов коробок передач, а методику проведения испытаний - в качестве пригодной для оценки их виброакустн ческой на гружен! гости.

В пятой главе на основании проведенных экспериментальных и теоретических исследований дамы рекомендации по совершенствованию исследуемых агрегатов трансмиссии. Проведенные численные расчеты динамической модели коробок передач позволили выявить наиболее приемлемые диапазоны значений параметров их Конструкции. Данные расчеты позволили определить эффективность рекомендуемых мер по усовершенствованию конструкции исследуемых коробок передач.

k I; (i и I ntj44R4 -Г Л i г. 11. | .viii ipcihcll ичи'^нчи, ми ii'in: -Ш-зП 4 КОДЕ Э*СМС|1И llilin при \ <-| mill* НС II11- Г ТI' Г-1111 { ОД1ШМ СЛОМПИНЬ**! jyfch.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основе анализа основных внброакустических методов, а также проведенных экспериментальных и теоретических исследований разработана методика оценки функционального состояния коробок передач автомобилей производства ОАО «ГАЗ» («ГАЗель», «Соболь»), ОАО «Павловский автобус» (ПАЗ-3205,4224,4234).

2. На основании проведенных экспериментальных и аналитических исследований определены информативные спектральные признаки проявления основных типов повреждений и дефектов, представленные в виде «паспортов», использование которых позволит упростить их распознавание.

3. Установлено, что для выявления повреждений элементов коробок передач информативными являются спектральные характеристики виброакустичекого сигнала. Для дефектов подшипников это - приращение амплитуд спектра на 25-30 % от номинального значения в диапазоне частот от 0 до 13 кГц. Дефекты и повреждения зубчатых колес проявляются в следующем:

- нарушения смазки в пятне контакта проявляется постепенным приращением амплитуд спектра сигнала на 10-15 дБ в частотном диапазоне от 0 до 140 Гц. Развитие дефекта ведет к расширению частотного диапазона проявления;

- сколы и выкрашивания рабочих поверхностей проявляются приращением амплитуд спектра виброакустического сигнала на 10-12% во временной реализации;

- абразивное изнашивание проявляется приращением спектральных амплитуд в 2,5-3,6 раз по мере развития дефекта в частотном диапазоне от 200 до 600 Гц;

- трещины и поломки проявляются резким приращением амплитуд спектра сигнала в 2,5-3 раза на частотах, кратных вхождению в зацепление поврежденной зубчатой пары.

4. В результате расчетных и экспериментальных исследований коробок передач автомобилей «ГАЗель», «Соболь», ПАЗ выявлены параметры конструкции коробок передач, выбор значений которых важен для обеспечения поддержания спектральных характеристик виброакустического сигнала в нормативных пределах. К таковым можно отнести:

- геометрические параметры и качество изготовления зубчатых колес;

- жесткость картера коробки передач (повышение изгибной жесткости корпуса позволяет вывести диапазон его резонансных частот вибраций от 10 до 25 кГц);

- параметры точности формы элементов коробок передач и отклонения от них;

- значения возмущающих силовых факторов.

5. Проведенные экспериментальные исследования дали возможность оценки достоверности предложенных «паспортов» и ширины информативных спектральных частотных и амплитудных диапазонов исследуемого сигнала. Отличие экспериментальных диапазонов частот и амплитуд от расчетных составило:

- при исследовании дефектов подшипников отклонение амплитуд спектра виброакустического сигнала составило от 7 до 15 %.

- при исследовании дефектов зубчатых колес отклонение амплитуд спектра виброакустического сигнала составило от 10 до 23%, частот - от 9 до 18%.

6. В результате аналитических и экспериментальных исследований коробок передач разработана структурная схема методики оценки виброакустической нагруженности, дефектов и повреждений элементов коробок передач, способствующая также эффективному совершенствованию их конструкции;

7. Результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены на ОАО «Павловский автобус», г. Павлово, ООО «Русак», г. Набережные челны, в Центре безопасности дорожного движения НГТУ им. P.E. Алексеева и на кафедре «Автомобили и тракторы» НГТУ им. P.E. Алексеева в учебном процессе подготовки инжене-

ров по специальности 190201 «Автомобиле- и тракторостроение» и магистрантов по направлению 190100 «Наземные транспортные системы»;

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНЫ: В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Лелиовский, О. Совершенствование конструкции коробок передач автомобилей «ГАЗель» по их виброакустическим характеристикам-работы /К.Я. Лелиовский, В.В. Беляков, С.М. Огород-нов // Известия вузов. Серия «Машиностроение». 2008. №8. С. 49 - 56.

2. Лелиовский, КЛ. Применение нейронных сетей и деревьев решений для диагностирования агрегатов трансмиссии автотранспортной техники /КЛ. Лелиовский, В.В. Беляков, М.Н. Потапова // Нейрокомпьютеры. Разработка. Применение. 2007. №11. С. 54-58.

3. Лелиовский, КЛ. Диагностика технического состояния агрегатов силовой передачи автомобилей по виброакустическим параметрам /К.Я. Лелиовский, В.В. Беляков, М Е. Бушуева, К.О. Гончаров // Грузовое и пассажирское автохозяйство. 2005. №3. С. 53-60.

В других изданиях:

1. Лелиовский, К.Я. Особенности проектирования агрегатов трансмиссии с заданными виброакустическими характеристиками / К.Я. Лелиовский, В.В. Беляков // Будущее технической науки: сб. тез. докл. 7-й международной науч. - техн. конфУ НГТУ - Н.Новгород, 2008. С. 101-102.

2. Лелиовский, К.Я. Обобщенная методика испытаний агрегатов трансмиссии автомобилей по определению виброакустических характеристик работы /К.Я. Лелиовский// Сб. тез. докл. 12-й нижегород. сессии молодых ученых / Изд-во «ИП Гладкова» - Н Новгород, 2007. С.52-53.

3. Лелиовский, КЛ. Диагностирование механических агрегатов автомобилей с применением нейронных сетей / К.Я. Лелиовский, М.Н. Потапова // Труды НГТУ им P.E. Алексеева. Серия «Системы обработки информации и управления»: сб. статей / НГТУ - Н.Новгород, 2006. Т.63. Вып. 13. С. 22-27.

4. Лелиовский, КЛ. Применение методов виброакустичекой диагностики для обнаружения кратных циклических дефектов агрегатов трансмиссии автотранспортной техники /К.Я. Лелиовский, М.Н. Потапова // Политранспортные системы: сб. ст. 4-й всеросс. науч. - техн. конф. /КГТУ -Красноярск, 2006. 4.1. С. 202-206.

5. Лелиовский, К.Я. Применение виброакустической диагностики при проектировании узлов силовых передач автотранспортных средств /К.Я. Лелиовский, В В. Беляков, М.Е. Бушуева, С.М. Огородное // Известия АИН. Серия «Транспортные машины и транспортно - технологические комплексы»: сб. ст. / В - Вят. книж. изд-во - Н.Новгород 2006, Т. 16.С. 44-46.

6. Лелиовский, КЛ. Оптимизация виброакустических характеристик агрегатов трансмиссии /К.Я. Лелиовский, В.В. Беляков, М.Е. Бушуева, К.О. Гончаров // Прогресс транспортных систем и средств: сб. ст. международной науч. - техн. конф. / ВолгГТУ - Волгоград, 2005. С. 71-72.

7. Лелиовский, КЛ. Диагностирование агрегатов трансмиссии автомобилей в режиме реального времени /К.Я. Лелиовский, В.В. Беляков, М.Е. Бушуева, К.О Гончаров // Проектирование колесных машин: сб. ст. международного симпозиума / МГТУ им. Н.Э. Баумана - Москва, 2005. С. 245-248.

8. Лелиовский, КЛ. Результаты расчета сочетаний двигателя и трансмиссий автобуса ПАЗ - 3205 /К.Я. Лелиовский, А.Н Блохин, С.М Кудрявцев// Современные тенденции развития автомобилестроения в России: сб. ст. 3-й всеросс. науч. -техн. конф. ПТУ-Тольятти, 2004. С. 12-16.

9. Лелиовский, КЛ. Особенности выбора агрегата трансмиссии с учетом виброакустических ха-рактеристик/К.Я. Лелиовский, А.Н. Блохин, П.Е. Дмитриев //Проблемы и достижения автотранспортного комплекса: сб. ст. всеросс. науч. - техн. конф./УГТУ-Екатеринбург, 2004. с.40-42.

10. Лелиовский, КЛ. Конструктивные мероприятия по снижению шумности агрегатов трансмиссии / К.Я. Лелиовский // Будущее технической науки: сб. тез. докл. 3-й международной науч. -техн. конфУ НГТУ - Н.Новгород, 2004. С. 168.

11. Лелиовский, КЛ. Принципы и виды технического диагностирования / К.Я. Лелиовский// Авто -НН 03. Автомобильный транспорт в XXI веке: сб. ст. международной науч. - техн. конфУ НГТУ - Н.Новгород, 2003. С.40.

Подписано в печать 05.11.2008. Формат 60 х 84 Бумага офсетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 706.

Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева. Типография НГТУ. 603950, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Лелиовский, Константин Ярославич

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Нормативные документы, регламентирующие виброакустические параметры силовых агрегатов.

1.2 Методы виброакустический оценки технического состояния.

1.3 Аппаратное обеспечение вибродиагностических систем.

1.4 Анализ факторов, определяющих уровень вибрации коробок передач транспортно — технологических машин.

1.4.1 Влияние работы соседних агрегатов.

1.4.2 Влияние дисбаланса вращающихся деталей.

1.4.3 Влияние неравномерности распределения нагрузки по телам качения подшипников на колебания валов коробок передач.

1.4.4 Влияние дефектов изготовления и монтажа подшипников.

1.4.5 Влияние дефектов износа поверхности качения.

1.4.6 Анализ влияния вибрации, создаваемой силами трения в подшипниках.

1.4.7 Влияние повреждений и дефектов зубчатых колес на вибрации коробок передач.

1.4.7.1 Влияние абразивного износа боковых поверхностей зубьев.

1.4.7.2 Влияние выкрашивания боковых поверхностей зубьев.

1.4.7.3 Влияние трещины и поломки зубьев.

1.4.7.4 Влияние заедания зубчатых колес.

1.4.7.5 Влияние нарушения режима смазки в зубчатом зацеплении.

1.4.7.6 Влияние бокового зазора в зацеплении.

1.4.7.7 Влияние прекоса осей валов коробки передач.

1.4.7.8 Влияние коэффициента осевого перекрытия.

1.5 Постановка задач исследования и выводы.

2 ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ И

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НА НЕЕ ПАРАМЕТРОВ ВОЗМУЩЕНИЯ.

2.1 Системный подход к решению задач исследования.

2.1.1 Общие положения подхода.

2.1.2 Системный подход к решению задач виброакустической оценки технического состояния коробок передач колесных машин.

2.1.3 Трансмиссия, как динамическая колебательная система автомобиля, движущегося по дороге.

2.2 Эквивалентная динамическая модель функционального элемента коробки передач.

2.3 Основы спектрально - корреляционного анализа виброакустического сигнала коробки передач.

2.4 Оценка нелинейности виброакустического процесса.

2.5 Оценка влияния моментов сил внешнего воздействия на параметры эквивалентной динамической модели функционального элемента коробки передач.

2.5.1 Математическая модель моментов внешних сил, действующих со стороны двигателя.

2.5.2 Математическая модель моментов внешних сил, действующих со стороны дороги.

Выводы.

3. АНАЛИЗ И РАСЧЕТ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ И ПАРАМЕТРОВ ВОЗМУЩЕНИЯ ЧИСЛЕННЫМИ МЕТОДАМИ.

3.1 Определение значений крутящего момента на входе в трансмиссию, возникающих в связи с работой двигателя.

3.2 Определение значений нагружающего момента, возникающего в связи с движением автомобиля по дороге.

3.3 Геометрические и технические характеристики исследуемых коробок передач.

3.4 Массо — инерционные и упруго - жесткостные параметры шестерен исследуемых коробок передач.

3.5 Расчет эквивалентной динамической модели функционального элемента коробки передачи численными методами.

3.5.1 Расчет действующих при работе сил, вызванных возмущающими факторами.

3.5.2 Расчет спектральных характеристик конструкционных и эксплутационных дефектов и повреждений.

Выводы.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРОАКУ-СТИЧЕКОГО СИГНАЛА КОРОБОК ПЕРЕДАЧ.

4.1 Получение спектральных характеристик виброакустического сигнала исследуемой коробки передач.

4.1.1 Спектральные характеристики виброакустического сигнала элементов исследуемой коробки передач находящихся в исправном состоянии.

4.1.2 Спектральные характеристики виброакустического сигнала дефектных элементов исследуемой коробки передач.

4.1.3 Определение технического состояния коробки передач по виброакустическим характеристикам.

4.2 Оценка технического состояния коробки передач по виброакустическим характеристикам при помощи нейронных сетей.

Выводы.

5 Пути совершенствования исследуемых коробок передач по виброакустическим характеристикам работы.

Выводы.

Введение 2008 год, диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению, Лелиовский, Константин Ярославич

Общая характеристика работы. Диссертационная работа посвящена разработке методики оценки наличия и прогнозирования развития дефектов и повреждений элементов конструкции коробок передач транспортных и транс-портно-технологических машин. Основная идея работы состоит в отыскании эффективных критериев оценки с использованием способов виброакустической диагностики. Исследования проведены с целью совершенствования качества агрегатов трансмиссии, как на стадии сборки, так и на стадии проектирования. Объектом исследования приняты автомобили ГАЗ - 3302, 2217, 2705, ПАЗ — 3205, 4234 и их коробки передач. Выбор обусловлен широким распространением данных транспортных средств. Таким образом, появляется возможность сопоставительной оценки эффективности предлагаемого способа диагностирования дефектов и повреждений элементов коробок передач на стадии производства и эксплуатации, а также сделать обобщающие выводы относительно его применения.

Актуальность темы. Поддержание автотракторной техники в постоянной оперативной готовности является сложной и актуальной задачей. В процессе доводки и испытаний автомобилей, в силу различных причин, их технические и эксплуатационные показатели модифицируются. Поддержание этих показателей на приемлемом уровне достигается путем применения рациональных конструкторских и инженерных решений. Первоначальные их значения закладываются на стадии проектирования и обеспечиваются на этапе производства. В практике испытаний ряда агрегатов трансмиссии основным способом диагностирования остается поэлементное исследование и контроль деталей и узлов агрегата, разбираемого после некоторой нормативной наработки, что, как правило, связано с большими трудозатратами и риском нарушить приработку звеньев. Более того, может оказаться, что разборка выполнена или отказ случится раньше нормативной наработки.

Колесные машины широкого спектра оперативно — функционального назначения требуют обеспечения высокого уровня качества функционирования и надежности. Резервом повышения надежности является тщательные доводочные испытания, направленные на совершенствование конструкции, а также переход от планово-предупредительного обслуживания и ремонта к обслуживанию и ремонту по действительному техническому состоянию. Все эти обстоятельства требует широкого применения средств и методов автоматизированного контроля и диагностирования. В связи с этим возникает необходимость выявления таких характеристик изделия, которые позволили бы с минимальными затратами максимально достоверно определить его техническое состояние. В основу методики положена очевидная зависимость: изменения, появляющиеся в процессе функционирования в подвижных сопрягающихся узлах приводят к изменениям его виброакустических характеристик. Установив с определенной степенью достоверности связь между изменениями технических параметров и виброакустическими характеристиками агрегата, можно осуществлять его диагностику, предупреждать отказы, а также разрабатывать конструктивные мероприятия по его совершенствованию.

Обеспечение достоверности является основной проблемой, ограничивающей широкое применение методов виброакустической диагностики. Признаки достоверности нельзя сформулировать в обобщенной форме, так как в общем случае уровень неопределенности виброотклика на неисправность довольно высок. Однако в частных случаях неопределенность может быть снижена до приемлемого уровня.

Специфические условия работы исследуемых агрегатов потребуют уточнения целого ряда подходов и методов проектирования, испытаний и доводки, особенно в области обеспечения оптимальных виброакустических характеристик трансмиссии в целом. В работе принята концепция сравнительной оценки виброакустическх параметров работы зубчатых передач и формирования баз данных образов технических состояний и неисправностей. А появившиеся в последние годы компактные аппаратные средства получения и преобразования виброакустической информации и теоретические проработки указанных выше проблем создают основу для реализации этой концепции.

Таким образом, существующая потребность в оптимизации виброакустических характеристик механических силовых редукторов и возможность частного решения проблемы для отдельных механизмов составляют в сумме объективные признаки актуальности темы диссертации. Работа выполнялась в рамках ведомственной научной программы «Развитие потенциала высшей школы»: 0120.0503691 «Определение виброакустических характеристик работы агрегатов трансмиссии транспортно-технологических машин в режиме бортовой диагностики».

Цель работы. Целью исследований является разработка методики виброакустической оценки нагруженности и дефектов коробок передач колесных машин на стадии проектирования и доводки.

Задачи исследований.

2. Проанализировать факторы, определяющие значения виброакустических характеристик коробок передач;

3. Оценить степень информативности виброакустических сигналов при характерных дефектах;

4. Теоретически обосновать зависимости параметров спектральных характеристик виброакустического сигнала от наличия и характера дефектов;

5. Разработать методику оценки функционального состояния коробок передач;

Научная новизна работы.

1. Определены информативные виброакустические признаки развития дефектов в типовых узлах и элементах коробок передач;

4. Определены взаимосвязи спектральных характеристик виброакустического сигнала с конструкционными и эксплуатационными дефектами коробок передач;

Практическая ценность работы

1. Предлагаемая методика виброакустической оценки нагруженности и дефектов позволит определять работоспособность коробок передач;

2. Разработанная методика оценки позволит повысить надежность коробок передач и обеспечить возможность их проектирования и совершенствования с учетом виброакустических характеристик;

3. Определены характерные режимы испытаний коробок передач с позиции получения наиболее информативных виброакустических сигналов;

Объекты исследования. На разных этапах исследования в качестве объектов выбирались элементы трансмиссий серийно выпускаемых отечественных автомобилей: ГАЗ-2217, ГАЗ-3302, ГАЗ-2705, ПАЗ - 3205, ПАЗ - 4234.

Общая методика исследований. При проведении теоретических исследований использовались методы аналитической механики, акустической динамики машин, численные методы решения систем дифференциальных уравнений, методы обработки и преобразования сигналов, математическое моделирование. Экспериментальные исследования проводились с использованием стандартных стендов, предназначенных для испытания коробок передач, измерительных виброакустических комплексов, вычислительной техники.

Реализация работы. Результаты экспериментально-теоретических исследований реализованы для целей оценки технического состояния коробок передач в Центре безопасности дорожного движения и технической экспертизы (г.Н.Новгород); для проектирования и доводки перспективных моделей коробок передач на ОАО «Павловский автобус» (г.Павлово); при разработке новых агрегатов трансмиссий грузовых автомобилей в КБ автомобилей ООО «Русак» ГК «КОМ» (г. Набережные Челны), в НГТУ им. Р.Е. Алексеева, на кафедре «Автомобили и тракторы» при проведении занятий по дисциплинам «Испытания автомобиля» и «Надежность автомобиля» в процессе подготовки инженеров по специальности 190201 «Автомобиле- и тракторостроение» и магистрантов по направлению 190100 «Наземные транспортные системы».

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались: на 2-ой региональной молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки нижегородского региона» (Н.Новгород, НГТУ, 2003 г.); на научно-техническом семинаре кафедры «СМ - 9» МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003 г.); на научно-технических семинарах кафедры «Автомобили и тракторы» НГТУ (Н.Новгород, НГТУ, 2003 - 2008 гг.); на международной научно - технической конференции «Автомобильный транспорт в 21 веке» (Н.Новгород, НГТУ, 2003 г.); на всероссийской научно - технической конференции «Современные проблемы машиностроения и транспорта» (Ульяновск, УлГТУ, 2003 г.); на 9-й, 10-й, 11-й, 12-й нижегородских сессиях молодых ученых (Н.Новгород, 2004 - 2007 г.); на 3-ей всероссийской молодежной научно-технической конференций «Будущее технической науки» (Н.Новгород, НГТУ, 2004 г.); на 13-й международной научно — технической конференции «Математические методы и информационные технологии в экономике, социологии и образовании» (Пенза, ПГУ, 2004 г.); на 4-й, 5-й, 6-й и 7-й международных молодежных научно-технических конференциях «Будущее технической науки» (Н.Новгород, НГТУ, 2005-2008 гг.); на всероссийской научно - технической конференции «Проблемы и достижения автотранспортного комплекса» (Екатеринбург, УГТУ - УПИ, 2004 г.); на 3-ей всероссийской научно — технической конференции «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» (Тольятти, ТГУ, 2004 г.); на 4-й всероссийской научно-практической конференции «Инновации в машиностроении» (Пенза, ПГУ, 2004 г.); на международном симпозиуме «Проектирование колесных машин», посвященном 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана) (Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005 г.); на международной научно - технической конференции «Прогресс транспортных систем и средств» (Волгоград, ВолгГТУ, 2005 г.); на международной научно-технической конференции «Проектирование, испытания, эксплуатация транспортных машин и транспортно-технологических комплексов», посвященной 70-летнему юбилею кафедры «Автомобили и тракторы» (Н.Новгород, НГТУ, 2005 г.); на 4-й всероссийской научно - технической конференции «Политранспортные системы» (Красноярск, КГТУ, 2006 г.).

Публикации. По теме работы опубликованы 29 научно-технических статей, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, а так же 10 тезисов докладов на конференциях.

Заключение диссертация на тему "Разработка методики виброакустической оценки нагруженности и дефектов коробок передач колесных машин"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основе анализа основных виброакустических методов, а также проведенных экспериментальных и теоретических исследований разработана методика оценки функционального состояния коробок передач автомобилей производства ОАО «ГАЗ» («ГАЗель», «Соболь»), ОАО «Павловский автобус» (ПАЗ-3205, 4224, 4234).

2. На основании проведенных экспериментальных и аналрггических исследований определены информативные спектральные признаки проявления основных типов повреждений и дефектов, представленные в виде «паспортов», использование которых позволит упростить их распознавание.

3. Установлено, что для выявления повреждений элементов коробок передач информативными являются спектральные характеристики виброаку-стичекого сигнала. Для дефектов подшипников это — приращение амплитуд спектра на 25-30 % от номинального значения в диапазоне частот от 0 до 13 кГц. Дефекты и повреждения зубчатых колес проявляются в следующем:

- нарушения смазки в пятне контакта проявляется постепенным приращением амплитуд спектра сигнала на 10—15 дБ в частотном диапазоне от 0 до 140 Гц. Развитие дефекта ведет к расширению частотного диапазона проявления;

- абразивное изнашивание проявляется приращением спектральных амплитуд в 2,5—3,6 раз по мере развития дефекта в частотном диапазоне от 200 до 600 Гц;

- геометрические параметры и качество изготовления зубчатых колес;

- параметры точности формы элементов коробок передач и отклонения от них;

- значения возмущающих силовых факторов.

- при исследовании дефектов зубчатых колес отклонение амплитуд спектра виброакустического сигнала составило от 10 до 23%, частот — от 9 до 18%.

7. Результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены на ОАО «Павловский автобус», г. Павлово, ООО «Русак», г. Набережные челны, в Центре безопасности дорожного движения НГТУ им. Р.Е. Алексеева и на кафедре «Автомобили и тракторы» НГТУ им. Р.Е. Алексеева в учебном процессе подготовки инженеров по специальности 190201 «Автомобиле- и тракторостроение» и магистрантов по направлению 190100 «Наземные транспортные системы»;

Библиография Лелиовский, Константин Ярославич, диссертация по теме Колесные и гусеничные машины

1. Абрамов, С.В. Прогнозирование состояния технических средств / С.В. Абрамов, А.Н. Розенбаум. М.: Наука, 1990. - 357 с.

2. Авакян, В.А. Исследование вибрационных сил при явлении удара в цилиндрическом зубчатом зацеплении / В.А. Авакян // Динамика станков: Тез. докл. Всесоюз. науч. техн. конф. / Куйбышев, политехи, ин-т. - Куйбышев, 1980. С. 3 - 6.

3. Автобус ПАЗ 321053: Руководство по эксплуатации: 3-е изд. / под общ. ред. Н.Б. Софонова. -Павлово: ОАО «Павловский автобус», 2003. 128 с.

4. Автобус ПАЗ-З2053-07 и ПАЗ-4234: Руководство по эксплуатации: 4-е изд. / под общ. ред. Н.Б. Софонова. Павлово: ОАО «Павловский автобус», 2003. 134 с.

5. Айрапетов, Э.Л. Алгоритмы виброакустической диагностики деградаци-онных процессов в зубчатых механизмах / Э.Л. Айрапетов, Ф.Я. Балицкий, М.А. Иванова и др. // Материалы 10-й Всесоюзн. акуст. конф. / ИМАШ АН СССР. М., 1983. С. 34 - 37.

6. Айрапетов, Э.Л. Вибрационнная диагностика зарождающихся дефектов зубчатых механизмов / Э.Л. Айрапетов, Ф.Я. Балицкий, М.А. Иванова и др. // Тез. докл. 5-го Всесоюзн. совещ-я по техн. диагн. — Суздаль, 1982. С. 1113.

7. Айрапетов, Э.Л. Дефомативность планетарных механизмов / Э.Л. Айрапетов, М.Д. Генкин. -М.: Наука, 1973. -212 с.

8. Айрапетов, Э.Л. Статика планетарных механизмов / Э.Л. Айрапетов, М.Д. Генкин. -М.: Наука, 1976. 263 с.

9. Александров, А.А. Вибрация и вибродиагностика судового электрооборудования / А.А. Александров, А.В. Барков, Н.А. Баркова и др. — Л.: Судостроение, 1986.-321 с.

10. Альгин, В.Б. Динамика агрегатов трансмиссии автомобиля / В.Б. Альгин, И.С. Цитович, С.Н. Поддубко. — Минск: Высшая школа, 1989. — 195 с.

11. Апасов, A.M. Устройства для приема сигналов акустической эмиссии / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 1998. № 10. С. 35-38.

12. J 4. Артоболевский, И.И. Введение в акустическую динамику машин / И.И. Артоболевский, Ю.И. Бобровницкий, М.Д. Генкин. М.: Наука, 1979.-296 с.

13. Асриян, Г.М. Возможности диагностирования вибрации сложных динамических систем / Г.М. Асриян // Колебания редукторных систем. М.: Наука, 1980. - С.70 - 74.

14. Афанасьев, Б.А. Проектирование полноприводных колесных машин: Учебник для вузов в 2-х т / Б.А. Афанасьев, Н.Ф. Бочаров, Л.Ф. Жеглов и др.; под общ. ред. А.А. Полунгяна. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,1999, Т. 1,488 с.

15. Афанасьев, Б.А. Проектирование полноприводных колесных машин: Учебник для вузов в 2-х т / Б.А. Афанасьев, Н.Ф. Бочаров, Л.Ф. Жеглов и др.; под общ. ред. А.А. Полунгяна. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,2000, Т.2, 488 с.

16. Бакурский, Н.Н. О проблемах неразрушающего контроля в Саратовском регионе / Н.Н. Бакурский / Контроль и диагностика. 2000. №6. С. 10 12.

17. Балицкий, Ф.Я. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов / Ф.Я. Балицкий, А.Г. Соколова, Е.И. Хомяков и др. М.: Машиностроение, 1984. - 120 с.

18. Банах, Л.Я. Упрощение расчетных схем динамических систем / Л.Я. Банах и др. // Колебания и динамическая прочность машин. М.: Машиностроение, 1977, С.77 - 81.

19. Баранов, П.Г. Виброакустический метод диагностики цилиндропоршне-вой группы дизеля / П.Г. Баранов, Ю.И. Сенников и др. // Судостроение. 1976. №11. С. 26-29.

20. Барков, А.В. Возможности нового поколения систем мониторинга и диагностики / Металлург. 1998. №11. С. 23-25.

21. Барков, А.В. Диагностирование и прогнозирование состояния подшипников качения по сигналу вибрации / Судостроение. 1985. №3. С. 21-23.

22. Барков, А.В. Мониторинг и диагностика роторных машин по вибрации / А.В. Барков, Н.А. Баркова, А.Ю. Азовцев. — Санкт Петербург: ВАСТ, 1997-157 с.

23. Баркова, Н.А. Современное состояние виброакустической диагностики машин / Н.А. Баркова. Санкт - Петербург: Изд-во СПбВМА, 2002. - 260 с.

24. Барский, И.Б. Динамика трактора / И.Б. Барский, В .Я. Анилович, Г.М. Кутьков. М.: Машиностроение, 1973. — 520 с.

25. Беккер, М.Г. Введение в теорию систем местность -машина / М.Г. Беккер. М.: Машиностроение, 1973. - 273 с.

26. Беляков, В.В. Взаимодействие со снежным покровом эластичных движителей специальных транспортных средств: дисс. . д-ра техн. наук: 05.05.03: защищена 19.10.1999: утв. 20.06.00 / Беляков Владимир Викторович. Н.Новгород, 1999. - 485 с.

27. Беляков, В.В. Методика расчета и анализа путей повышения проходимости многоосных колесных машин по снегу: дисс.канд. техн. наук: 05.05.03: защищена 24.03.91: утв. 13.12.91 / Беляков Владимир Викторович. -Н.Новгород, 1991. 307 с.

28. Бендат, Д. Измерение и анализ случайных процессов / Д. Бендат, А. Пир-сол; пер. с англ. М.: Мир, 1974. - 464 с.

29. Биргер, И.А. Техническая диагностика / И.А. Биргер. — М.: Машиностроение, 1978.-240 с.

30. Богатенков, В.Н. Виброзащита и вибродиагностика энергомеханического оборудования НПС / В.Н. Богатенков, А.Г. Кошель, В.А. Босамыкин и др. // Контроль и диагностика. 1998. №4. С. 13 20.

31. Большая энциклопедия транспорта: Авиационный транспорт / А.Г. Брату-хин и др.; под общ. ред. А.Г. Братухина. М. 1995, Т2. 400 с.

32. Бондал, Г.В. Экспертно-исследовательская компьютерная система диагностики деталей машин и конструкций / Г.В. Бондал, В.Н. Лозовский, М.С. Ямпольский и др. / Контроль и диагностика. 1998. №2. С. 32 — 40.

33. Браун, С. Анализ вибраций роликовых и шариковых подшипников / С. Браун, Б. Датнер //Конструирование и технология машиностроения. 1979, Т. 101. №4. С. 65-72.

34. Бухарин, Н.А. Определение коэффициентов демпфирования в трансмиссии автомобиля / Н.А. Бухарин, B.C. Лукинский, Ю.Г. Котиков // Автомобильная промышленность, 1974, № 11, С. 30 — 31.

35. Вейц, В.Л. Динамика машинных агрегатов, работающих с двигателями внутреннего сгорания // В.Л. Вейц, А.Е. Кочура. Л.: Машиностроение, 1976.-384 с.

36. Вейц, В.Л. Колебательные системы машинных агрегатов / В.Л. Вейц, А.Е. Кочура, А.И. Федотов. Л.: Изд-во ЛГУ, 1979. 256 с.

37. Вейц, B.JI. О математическом описании голономных механических систем / B.JI. Вейц, А.Е. Кочура // Прикладная механика. 1975. Т.9. Вып. 11. С.23-28.

38. Вейц, B.JI. Эквивалентные динамические схемы многоступенчатых редукторов / B.JI. Вейц, А.Е. Кочура // Механика машин. 1975. Вып. 31 — 32. С. 123-136.

39. Вибрации в технике: справочник / B.C. Авдуевский, И.И. Артоболевский и др.; под ред. М.Д. Генкина. М.: Машиностроение, 1981. Т5. - 496 с.

40. Вибрации в технике: справочник / B.C. Авдуевский, И.И. Артоболевский и др.; под ред. Ф.М. Диментберга, К.С. Колесникова. М.: Машиностроение, 1981. ТЗ.-544 с.

41. Власов, С.В. Диагностика причин повышенной виброактивности газотранспортного оборудования в условиях Крайнего Севера / С.В. Власов, С.П. Зарицкий, В.А. Якубович / Контроль и диагностика. 1998. №3. С. 23 — 26.

42. Волчков, В.А. Диагностирование автомобильных передач по параметрам виброакустического сигнала / В.А. Волчков, В.А. Николаев // Труды МА-ДИ, 1977. №135. С. 86-89.

43. Булгаков, Э.Б. Теория эвольвентных зубчатых передач / Э.Б. Булгаков. -М.: Машиностроение, 1995. -320 с.

44. Вульфсон, И.И. Нелинейные задачи динамики машин / И.И. Вульфсон, М.З. Коловский. Л.: Машиностроение, 1968. - 282 с.

45. Генкин, М.Д. Виброакустическая диагностика машин и механизмов / М.Д. Генкин, А.Г. Соколова. М.: Машиностроение, 1987. - 228 с.

46. Генкин, М.Д. Динамические нагрузки в передачах с косозубыми колесами / М.Д. Генкин, В.К. Гринкевич. М.: Изд-во АН СССР. 1961. - 118 с.

47. Генкин, М.Д. Методы и средства виброакустической диагностики / М.Д. Генкин, А.Г. Соколова // Виброметрия: материалы Всесоюзн. конф. / ИМАШ АН СССР. М., 1982. С. 12 - 17.

48. Гольд, Б.В. О выборе нагрузочных режимов работы для расчета автомобиля / Б.В. Гольд, Г.А. Смирнов //Сб. работ Института Машиноведения АН СССР / Ин-т машиноведения АН СССР, 1953. С. 23 31.

49. Гольд, Б.В. Прочность и долговечность автомобиля / Б.В. Гольд, Е.П. Оболенский, А.И. Петрусевич и др. — М.: Машиностроение, 1974. 487 с.

50. Гольдин, А.С. К вопросу о нормах и принципах нормирования вибрации вращающихся машин / А.С. Гольдин / Контроль и диагностика. 2000. №4. С. 20 22.

51. Гриб, В.В. Диагностика технического состояния оборудования нефтехимических производств / В.В. Гриб.-М.: Изд-во ЦНИИТЭнефтехим,1998. -211 с.

52. Гришкевич, А.И. Автомобили: испытания / А.И. Гришкевич и др.; под ред. М.С. Высоцкого. Минск: Высшая школа, 1989, - 253 с.

53. Гришкевич, А.И. Автомобили: теория / А.И. Гришкевич, Б.С. Фалькевич. — Минск: Высшая школа, 1986. — 293 с.

54. Гришкевич, А.И. Влияние дорожных неровностей на нагруженность трансмиссии автомобиля / А.И. Гришкевич, Б.У. Бусел // Автотракторостроение, 1975, вып. 7, С. 27-35.

55. Гришкевич, А.И. Динамика автомобиля / А.И. Гришкевич, И.С. Цитович. -М.: Машиностроение, 1986. 205 с.

56. Дедус, Ф.Ф. Обобщенный спектрально аналитический метод обработки информационных массивов. Задачи анализа изображений и распознавания образов / Ф.Ф. Дедус. - М.: Машиностроение, 1999. - 357 с.

57. Дизели: справочник / В.А. Ваншейдт и др.. под общ. ред. В.А. Ваншейд-та. — JL: Машиностроение, 1977, -480 с.

58. Диментберг, Ф.М. Изгибные колебания вращающихся валов / Ф.М. Ди-ментберг. М.: Изд-во АН СССР, 1959. - 231 с.

59. Дмитриев, П.Е. Снижение динамической нагруженности силовых приводов сочлененных транспортных средств на шинах низкого давления: дисс.канд. техн. наук: 05.05.03: защищена 15.03.99: утв. 25.11.99 / Дмитриев Павел Евгеньевич — Н.Новгород, 1999. 186 с.

60. Доллежаль, В.А. Расчетная нагрузка зубчатых передач / В.А. Доллежаль. -М.: Машгиз, 1957. 287 с.

61. Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учеб. Пособие для техн. спец. вузов. 6-е изд., исп. / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. — М.: Высшая школа, 2000. 447 с.

62. Ерошкнн, А.И. Экспериментальные методы обнаружения повреждений подшипников качения на ранней стадии / А.И. Ерошкин // Прочность и динамика авиационных двигателей. 1981. №6. С. 260-274.

63. Ефремов, JI.B. Методы и средства диагностики судовых технических средств / Судостроение. 1992. №3. С. 11-14.

64. Зельцер, Е.А. Аналитическое исследование максимальных динамических нагрузок трансмиссии / Е.А. Зельцер, И.И. Малашков, Ю.Г. Стефанович // Автомобильная промышленность, 1975, вып. 135, С.77-95.

65. Зусман, Г.В. Особенности аппаратуры для вибродиагностики промышленных агрегатов / Контроль и диагностика. 1998. №1. С. 3 10.

66. Иванова, М.А. Автоматизированная система вибродиагностирования технического состояния механизмов на базе ЭВМ / М.А. Иванова // Точность и надежность систем. — Рига, 1983. С. 49 60.

67. Кальмансон, Л.Д. Руководство по ремонту, эксплуатации и техническому обслуживанию автомобилей «ГАЗель» ГАЗ — 2705. Каталог деталей / Л.Д. Кальмансон, В.Б. Реутов и др.; под. общ. ред. Ю.В. Кудрявцева. М.: Колесо, 2000. 446 с.

68. Колесников, А.Е. Акустические измерения / А.Е. Колесников. — Л.: Судостроение, 1983. -256 с.

69. Коллакот, Р.А. Диагностирование механического оборудования / Р.А. Коллакот; пер. с англ. — Л.: Судостроение, 1980. 296 с.

70. Кондратенко, А.Н. Выбор рационального состава проверок для прогноза технического состояния объекта контроля / А.Н. Кондратенко, Е.В. Кусков //Контроль. Диагностика. 2000. №3. С. 35-38.

71. Кононенко, В.О. Колебательные системы с ограниченным возбуждением / В.О. Кононенко. М.: Наука, 1964. - 254 с.

72. Литвинов, А.С. Автомобиль: теория эксплуатационных свойств / А.С. Литвинов, Я.В. Фаробин. М.: Машиностроение, 1989. - 240 с.

73. Лукин, П.П. Крутильные колебания в трансмиссии и расчет демпферного устройства: учеб. пособие для вузов / П.П. Лукин. — М.: Изд-во МАМИ, 1977.-25 с.

74. Максимов, В.П. Вторичный анализ вибраций / В.П. Максимов, А.Я. Родов //Вибрационная техника. 1980. №4. С. 87-90.

75. Малашков, И.И. Исследование зависимости динамических нагрузок трансмиссии автомобиля от схем приведения ее масс и податливостей / И.И. Малашков, Е.А. Зельцер // Конструкции автомобилей. Экспресс информация. 1977, №8. - С. 29 - 37.

76. Махоткин, О.А. Принципы построения систем акустической диагностики механизмов / О.А. Махоткин, Ю.В. Тимофеев и др. // Матер, к конф. семинару; под ред. Б.В. Павлова. - Новосибирск: СибВИМ, 1967. - 106 с.

77. Мозгалевский, А.В. Техническая диагностика / А.В. Мозгалевский, Д.В. Гаскаров. М.: Высшая школа, 1975. — 215 с.

78. Мозгалевский, А.В. Технические средства диагностирования: справочник / А.В. Мозгалевский и др.; под общ. ред. А.В. Мозгалевского. — М.: Машиностроение, 1989. — 627 с.

79. Мониторинг технического состояния сетевых центробежных насосов ЦН 1000 х 180 посредством вибродиагностики: отчет о НИР (промежут.) / ТС ОАО «Дальэнерго»; рук.: Глухоманюк, Г.Г.; исполн.: Глухоманюк, Г.Г. и др.. Хабаровск, 1997. - 66 с.

80. Мониторинг технического состояния сетевых центробежных насосов ЦН 1000 х 180 посредством вибродиагностики: отчет о НИР (окончат.) / ТС ОАО «Дальэнерго»; рук.: Глухоманюк, Г.Г.; исполн.: Глухоманюк, Г.Г. и др.. Хабаровск, 1998. - 107 с.

81. Мордасов, М.М. Пневмоакустический бесконтактный метод контроля плотности жидких сред / М.М. Мордасов, С.В. Мищенко, Д.Д. Мордасов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 1998. № 4. С.5-8.

82. Нахапетян, Е.Г. Определение критериев качества и диагностирования механизмов / Е.Г. Нахапетян. М.: Наука, 1977. - 140 с.

83. Опитц, Г. Динамические нагрузки в прямозубых и косозубых колесах / Г. Опитц; Детали машин. Экспресс ииформация. - М., 1968, С. 13 - 27. Деп. в ВИНИТИ 12.09.68. №19.

84. Островерхов, НЛ. Динамическая нагруженность трансмиссии колесных машин / H.JI. Островерхов, H.JI. Русецкий, Л.И. Бойко. Минск: Наука и техника, 1977. - 45 с.

85. Павлов, Б.В. Акустическая диагностика механизмов / Б.В. Павлов. — М.: Машиностроение, 1981.- 224 с.

86. Павловская, В.И. Акустика и электроакустическая аппаратура / В.И. Павловская, А.Н. Качерович, А.П. Лукьянов. — М.: Искусство, 1984. — 222 с.

87. Петрусевич, А.И. Зубчатые передачи: сб. материалов по конструированию и расчету деталей машин / А.И. Петрусевич; под ред. Г.М. Ачеркана. — М.: Машгиз, 1953, кн. 1,-345 с.

88. Петрусевич, А.И. Статика и динамика механизмов с зубчатыми передачами. / А.И. Петрусевич и др. // Сб. статей под ред. М.Д. Генкина, Э.Л. Айра-петова. М.: Наука, 1974. - 214 с.

89. Петру шов, В. А. Расчетно-экспериментальное исследование сопротивления качению / В.А. Петрушов, С.А. Чекменов // Труды НАМИ. 1988. - № 8. - С.55-66.

90. Петрушов, В.А. Сопротивление качению автомобилей и автопоездов / В.А. Петрушов, С.А. Шуклин, В.В. Московкин. М.: Машиностроение, 1975.-225 с.

91. Пирковский, Ю.В. Снижение затрат мощности на преодоление сопротивления качению / Ю.В. Пирковский, С.Б. Шухман // Автомобильная промышленность. 1987. №5. С.13-17.

92. Попков, В.И. Виброакустическая диагностика в судостроении / В.И. Попков, Э.Л. Мышинский, О.И. Попков. Л.: Судостроение, 1989. -256 с.

93. Прагер, И.Л. Экспресс диагностика автомобилей / И.Л. Прагер / Контроль и диагностика. 2000. №2. С. 15 - 20.

94. Приборные шариковые подшипники: справочник / А.С. Кугель и др.; под общ. ред. К.Н. Явленского. М.: Машиностроение, 1981.-351 с.

95. Решетов, Д.Н. Детали машин: учебник для студ. машиностр. и мех. спец. вузов. 4-е изд., перераб. и доп. / Д.Н. Решетов. — М.: Машиностроение, 1989.-496 с.

96. Решетов, Д.Н. Контактная жесткость машин / Д.Н. Решетов, З.М. Левина. М.: Машиностроение, 1971. - 264 с.

97. Решетов, Д.Н. Работоспособность и надежность деталей машин / Д.Н. Решетов. — М.: Машиностроение, 1974. 123 с.

98. Решетов, Д.Н. Типовые переменные режимы нагружеиия деталей машин / Д.Н. Решетов, P.M. Чатынян, В.З. Фадеев // Вестник машиностроения. 1980. №2. С. 7-10.

99. Савинов, Б.В. Исследование нагрузочных режимов трансмиссии автомобиля ГАЗ 53 при эксплуатации в условиях дорог полигона НАМИ: дисс . канд. техн. наук: 05.05.03; защищена 13.04.73; утв. 25.01.74 / Савинов Борис Васильевич. - Горький, 1973. — 235 с.

100. Саркисян, М.М. Источники шума зубчатых механизмов / М.М. Саркисян. -Ереван: Айастан, 1974. 188 с.

101. Свириденок, А.И. Акустические и электрические методы в триботехнике /

102. A.И. Свириденок, Н.К. Мышкин и др-Минск: Наука и техника, 1987 280 с.

103. Селезнев, А.В. Исследование метрологической стабильности блоков измерительно-вычислительных машин неразрушающего контроля / Контроль и диагностика. 2000. №2. С. 14-18.

104. Семенов, В.М. Влияние колес с шинами типа «Р» на работу трансмиссии автомобилей ГАЗ -53 и ЗИЛ 130 // В.М. Семенов // Труды НАМИ. - 1968. -вып. 108 - С.37-43.

105. Семенов, В.М. Исследование нагрузочных режимов в силовых передачах автомобилей / В.М. Семенов, Н.Ф. Бочаров, В.И. Гусев и др. // Труды НАМИ. 1960. - вып. 24. - 66 с.

106. Семенов, В.М. О динамических нагрузках в трансмиссиях автомобилей /

107. B.М. Семенов, Н.Ф. Бочаров и др.// Труды НАМИ. 1962. - вып.45. - 116 с.

108. Смирнов, Г.А. Теория движения колесных машин / Г.А. Смирнов. — М.: Машиностроение, 1981. 376 с.

109. Соколов, О.В. Методика определения нагрузочных характеристик шестерен / О.В. Соколов // Автомобильная промышленность, 1978, № 2, С.30-31.

110. Соколов, О.В. О методике исследования режимов работы шестерен и подшипников трансмиссии в условиях эксплуатации / О.В. Соколов, Ю.Г. Стефанович // Труды НАМИ. 1972. - № 8. - С.55-66.

111. Соколова, А.Г. Акустическая диагностика механизмов / А.Г. Соколова // Тез. докл. 2-го Всесоюзн. съезда по ТММ / Одесск. гос. ун-т. — Одесса, 1982. 4.2. С. 130.

112. Соколова, А.Г. Методы и средства технической диагностики / А.Г. Соколова // Вестник ЦНИИТЭИ приборостроения / М.: 1981, Вып. 1, С.38.

113. Стефанович, Ю.Г. О диссипативных силах в трансмиссии автомобиля / Ю.Г. Стефанович // Автомобильная промышленность, 1973, №5 С. 24 27.

114. Стефанович, Ю.Г. Определение крутильных колебаний в трансмиссии автомобиля ГАЗ -51 / Ю.Г. Стефанович, И.С. Москалев // Автомобильная промышленность. 1963, №10. С. 24 29.

115. Терских, В.П. Расчет крутильных колебаний силовых установок / В.П. Терских. М.: Машгиз, 1953 - 56. Т. 1 - Т.4

116. Труханов, В.М. Трансмиссии гусеничных и колесных машин / В.М. Тру-ханов, В.Ф. Зубков и др. М.: Машиностроение, 2001. - 736 с.

117. Ульянов, Н.А. Колесные движители строительных и дорожных машин: теория и расчет / Н.А. Ульянов. М.: Машиностроение, 1982. - 279 с.

118. Успенский, И.Н. Анализ работы трансмиссии автомобиля / И.Н. Успенский // Труды ГПИ / Горьковск. политехи, ин-т. Горький, 1968, Т.24. Вып. 9. С. 13-17.

119. Успенский, И.Н. Крутильные колебания в трансмиссии вездеходных машин / И.Н. Успенский, Б.В. Савинов // Труды ГПИ / Горьковск. политехи, ин-т. Горький, 1969. Т.25. Вып. 9. С. 23 -30.

120. Фролов, К.В. Вибрации и шум подшипников качения / К.В. Фролов, С.В. Пинегин // Машиноведение, 1966. №2. С. 5-14.

121. Цитович, И.С. Зубчатые колеса автомобилей и тракторов / И.С. Цитович, В.А. Вавуло, Б.Н. Хваль. Минск: Изд-во Мин-ва высшего, ср. спец. образования, 1962. - 396 с.

122. Чудаков, Е.А. К вопросу о качении эластичного колеса / Е.А. Чудаков // Известия АН СССР. Отделение технических наук. 1946. №1.211 с.

123. Чудаков, Е.А. Качение автомобильного колеса / Е.А. Чудаков. M.-JL: АН СССР, 1948.-200 с.

124. Чудаков, Е.А. Качение автомобильного колеса / Е.А. Чудаков. — М.: Машгиз, 1947.-72 с.

125. Шаницын, А.А. Об изменении вибрации шарикоподшипника в процессе эксплуатации / А.А. Шаницын, М.К. Пальм // Динамика станков: Тез. докл. Всесоюз. науч. техн. конф. / Куйбышев, политехи, ин-т. — Куйбышев, 1980, с. 325-326.

126. Шатилов, В.В. К вопросу расчета картеров силового агрегата на собственные частоты изгибных колебаний /В.В. Шатилов // Труды ГПИ / Горьковск. политехи, ин-т. — Горький, 1975, Т.31. Вып. 12. С. 12 —18.

127. Шефтель, Б.Т. О виброактивности поверхностей качения сопряженных деталей машин / В.Т. Шефтель // Динамика станков: Тез. докл. Всесоюз. науч. — техн. конф. / Куйбышев, политехи, ин-т. Куйбышев, 1980, С. 325326.

128. Шишкин, В.Н. Диагностика технического состояния трансмиссионных подшипников газотурбинных двигателей методом структурного анализа их вибросигналов / В.Н. Шишкин, Б.И. Комаров, М.С. Гайдай // Контроль. Диагностика. 2003. №4. С. 15-26.

129. Шупляков, B.C. Колебания и нагруженность трансмиссии автомобиля / B.C. Шупляков. М.: Транспорт, 1974. - 328 с.

130. Явленский, К.В. Вибродиагностика и прогнозирование качества механических систем / К.В. Явленский, А.К. Явленский. Л.: Машиностроение, 1983.-239 с.

131. Board D.B. Incipient failure detection for helicopter drive transmissions. -AIAA Pap., 1997, № 898, p. 1 11.

132. Donley M., Riesland D. Brake groan simulation for a McPherson strut type suspension // SAE paper № 1, 2003.

133. Gibbs E.D. Stress, vibrations and noise analysis in vehicles. — N.Y., Applied science, 1975, 485 p.

134. Gordner M.F., Bornes J.L. Transients in linear systems // Lumped constant systems, N.Y., 1972, p. 208

135. Harting D. R. Demodulated resonance analysis: A powerful incipient failure detection technique. ISA Trans., 1995, vol. 17, № 1, p. 35 - 40.

136. Hemingway N.G. Immitance identification. An application to the dynamic modeling of a vehicle components / Int. g. of vehicle design, 1985. V.6, №1, P.55-71

137. Hodges T. Development of refined friction materials // Proc. Of the 5-th International symposium of friction products and materials / Yarofri — 2003. Yaroslavl, Russia, 2003, p. 203 -208.

138. Monk R. Machinery health monitoring: Some common defects. Noisier Contr. Vibro. Isol.,1998, vol. 8, № 1, p. 24 26.

139. Mowka R. Structured development process in stages of OE projects involving with western European car manufacturer // Proc. Of the 5-th International symposium of friction products and materials / Yarofri — 2003. Yaroslavl, Russia, 2003, p. 228-232.

140. Schell J., Johansmann M., Schussler M. Three dimensional vibration testing in automotive application utilizing a new non-contact scanning method // SAE paper №1,2006

141. Tseng J.-G., Wickert J.A. On the vibration of bolted plate and flange assemblies //Journal of Vibration and Acoustics. 1994. V. 116, P. 468-473.

142. Yang S., Gibson R.F. Brake vibration and noise: reviews, comments and proposals // Int. journal of materials and product technology, № 4, 1997, p. 496 — 513.

Похожие работы

Транспортное, горное и строительное машиностроение
05.05.00