Спосіб визначення технічного стану зубчатого зачеплення редуктора лінії приводу прокатної кліті

Спосіб визначення технічного стану зубчатого зачеплення редуктора лінії приводу прокатної кліті, що включає періодичне вимірювання під час захвату заготовки валками на вхідному ступені редуктора значимого вібропараметра, пов'язаного з технічним станом редуктора у період його експлуатації, який відрізняється тим, що визначають час між першими двома піками коливань вібропараметра на вхідному ступені редуктора та по його зміні в процесі експлуатації визначають технічний стан зубчатого зачеплення редуктора. Винахід відноситься до прокатного виробництва, саме до способів діагностування обладнання прокатних станів, і може бути використаним на прокатних станах для їх експлуатації й технічного обслуговування. Відомий спосіб визначення технічного стану механізму, відповідно до якого здійснюють періодичне вимірювання значимого вібропараметра, пов'язаного з технічним станом механізму, встановлюють тенденцію його зміни від часу наробітку й визначають технічний стан механізму [1. Генкин М.Д., Соколова А.Г. Виброакустическая диагностика машин и механизмов. М.: "Машиностроение". 1987.-288 с]. Недолік відомого способу полягає в тому, що з його допомогою визначають технічний стан машин або механізмів у сталому режимі роботи. При цьому визначають такі параметри технічного стану, як поломка зубів зубчастих зачеплень, неспіввісність валів і ін., які проявляються в стаціонарному режимі роботи. У той же час є зношування зубів зубчастих коліс редуктора, що приводить до розвитку зазору між ними. Цей зазор є фактично кутовим зазором, що проявляється при захваті штаби вал ками, тобто в перехідний період роботи лінії приводу. За допомогою відомого способу технічний стан зубчастого зачеплення визначити неможливо. Найбільш близьким до способу, що заявляється, за технічною сутністю й досягаємим результатом, є відомий спосіб визначення технічного стану обладнання редуктора лінії головного приводу прокатної кліті, що включає періодичне вимірювання під час захвату заготовки валками на вхідному ступені редуктора значимого вібропараметра, пов'язаного з технічним станом редуктора у період його експлуатації. [2.Деклараційний патент на винахід "Спосіб визначення технічного стану устаткування крутильної системи лінії головного приводу прокатної кліті", 70137, G01 М7/00, 15.09.2004. Бюл. №9]. Недолік відомого способу полягає в тому, що його застосування не дозволяє визначити технічний стан безпосередньо зубчастого зачеплення, оскільки під час обертання лінії приводу в робочому й холостому режимі кутові зазори замкнуті. Завдання, розв'язуване винаходом, полягає в удосконаленні способу визначення технічного стану редуктора лінії приводу прокатної кліті. (19) UA (11) 86640 (13) C2 (21) a200702387 (22) 05.03.2007 (24) 12.05.2009 (46) 12.05.2009, Бюл.№ 9, 2009 р. (72) ВЕРЕНЬОВ ВАЛЕНТИН ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA, ДАЛІЧУК АНАТОЛІЙ ПАНТЕЛІЙОВИЧ, UA, КОРЕННОЙ ВОЛОДИМИР ВІТАЛІЙОВИЧ, UA, МАЦКО СЕРГІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA, СІМЕНЕНКО ОЛЕГ ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA, ЄРМОЛЕНКО АНАТОЛІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, UA, ТЕЛЮК ДЕНИС ВІКТОРОВИЧ, UA, ВИШНІВЕЦЬКИЙ СЕРГІЙ МИХАЙЛОВИЧ, UA, ВОЙТОВИЧ ОЛЕКСАНДР ІВАНОВИЧ, UA, ПУТНОКІ ОЛЕКСАНДР ЮЛІУСОВИЧ, UA (73) ІНСТИТУТ ЧОРНОЇ МЕТАЛУРГІЇ ІМ. З.І. НЕКРАСОВА НАН УКРАЇНИ, UA (56) UA 70137 A, 15.09.2004 3 Технічний результат, одержуваний при вирішенні поставленого завдання, полягає у визначенні технічного стану зубчастого зачеплення редуктора й використанні отриманих про фактичний стан даних для визначення строку обслуговування редуктора. Вирішення поставленого завдання досягається тим, що в способі визначення технічного стану зубчастого зачеплення редуктора лінії приводу прокатної кліті, що включає періодичне вимірювання під час захвату заготовки валками на вхідному ступені редуктора значимого вібропараметра, пов'язаного з технічним станом редуктора у період його експлуатації, визначають час між першими двома піками коливань вібропараметра на вхідній ступені редуктора та по його зміні в процесі експлуатації визначають технічний стан зубчастого зачеплення редуктора. Порівняння способу, що заявляється, із прототипом показує, що він відрізняється тим, що визначають час між першими двома піками коливань вібропараметра на вхідному ступені редуктора та по його зміні в процесі експлуатації визначають технічний стан зубчастого зачеплення редуктора. Таким чином, спосіб, що заявляється, відповідає критерієві "новизна". Порівняння способу, що заявляється, з іншими технічними рішеннями, відомими у даній галузі техніки, не дозволило виявити в них ознаки, що відрізняють спосіб, що заявляється, від прототипу. Отже, спосіб, що заявляється, відповідає критерієві "винахідницький рівень". Винахід пояснюється кресленням, де на фіг. 1 показана загальна схема лінії головного приводу робочих валків, на якій реалізується спосіб, що заявляється; на фіг.2 запис моменту сил пружності на вхідному валу редуктора із вказівкою часу між двома першими піками при зазорі, що відкривається, і двома піками при закритому зазорі; на фіг.3 наведений приклад запису перехідного процесу вібрації корпусу редуктора, на фіг.4 - графік зміни часу t між першими піками коливань вібродинамічного параметра (вібрації) і відношення λ часу між піками t до періоду власних коливань Тс лінії приводу за даними періодичних вимірювань під час експлуатації прокатної кліті. Лінія головного приводу валків 1, складається зі шпинделів 2, шестеренних валків 3, шестірні 4 і колеса 5 редуктора, проміжного валу 6 та двигуна 7. Спосіб, що заявляється, включає періодичне вимірювання під час захвату заготовки валками на вхідному ступені редуктора значимого вібропараметра, пов'язаного з технічним станом редуктора у період його експлуатації, визначення часу між першими двома піками коливань вібропараметра на вхідній ступені редуктора та по його зміні в процесі експлуатації визначають технічний стан зубчастого зачеплення редуктора. Запропонований спосіб здійснюють таким чином. На вхідній стороні корпусу редуктора встановлюють вібродатчик Д1 або на валу 6 між двигуном і редуктором датчик моменту М. Потім періодично здійснюють вимірювання й визначають час між 86640 4 першими двома піками коливань вібрації на вхідній стороні редуктора та по його зміні в процесі експлуатації визначають технічний стан зубчастого зачеплення редуктора. Сутність запропонованого способу полягає в тому, що час між першими двома піками вимірюваного вібропараметра на вході в редуктор або моменту на ділянці двигун-редуктор при захваті заготовки валками пропорційний технічному стану зубчастого зачеплення редуктора. Чим гірше технічний стан зачеплення, тим більше зазначений час. При захваті заготовки валками у лінії головного приводу формуються істотні коливальні процеси й динамічні (ударного типу) навантаження. При цьому зміна моменту сил пружності на вхідному валу редуктора носить специфічний характер (фіг.2). Він полягає в тому, що між першим і другим піками момент приймає нульове або мінусове значення. Це означає, що ділянка двигун-редуктор короткочасно розвантажується. Отже, між зубцями шестірні та колеса редуктора в цей період відсутній контакт через погіршений технічний стан зубчастого зачеплення. Чим гірше технічний стан зачеплення, тим більше за часом відстань між першим і другим піком коливань моменту сил пружності. Аналогічний процес спостерігається з вібрацією корпуса редуктора з боку вхідного ступеню (у точці Д1, фіг. 1). Фактично перехідні процеси щодо момент/ й вібрації практично ідентичні й відображають єдину фізичну картину. Про це свідчить приклад одночасного запису моменту сил пружності на валу в точці Μ та вібрації корпусу редуктора на його вході у точці Д1, наведений на фіг.2 і фіг.3. Обидва параметри - і момент і вібрація є досить інформативними, а час між першими піками практично збігається. Це означає, що обидва параметри рівною мірою чутливі до технічного стану зачеплення редуктора при захваті заготовки валками. Результати моделювання перехідних процесів і дані натурних вимірювань показують, що чим гірше технічний стан зубчастого зачеплення, тим більше час між двома першими піками моменту та вібрації. Виконуючи періодичне вимірювання зазначеного часу за тенденцією його зміни визначають технічний стан зубчастого зачеплення. Приклад конкретної реалізації. Після встановлення датчика у точці Д1 у кліті №4 стану 1680 протягом восьми місяців виконували додатково періодичне вимірювання й визначали час між першими піками вібрації у точці Д1, тобто на вході у редуктор. Результати вимірів наведені на фіг.4. За графіком залежності t (Т) видно, що у початковий момент час t між першими двома піками вібрації є найменший. Тут технічний стан зубчастого зачеплення був у нормальному стані, і відповідав початковому стану, для якого t0=50мс. Протягом роботи кліті час t плавно збільшується, у точці Τ = 160 діб почалося помітно більше збільшення t. При t = 70 мс під час чергового ремонту відкрили редуктор і встановили погіршення технічного стану зачеплення, яке проявилося у зношенні зубців. На підставі отриманих даних про тенденцію зміни часу t між двома першими максимальними піками вібрації ухвалили 5 86640 рішення щодо строку технічного обслуговування редуктора. З даних фіг. 4 видно, що час Т, є інформативним параметром, а тенденція його зміни дає підставу визначати технічний стан зубчастого зачеплення. З огляду на такий зв'язок перехідних процесів між моментом сил пружності та вібрацією, для застосування запропонованого способу можливо використовувати один вібродатчик Д1 або тільки один вимірник крутильного моменту, що спрощує застосування та технічну реалізацію. За даними фіг. 2 видно, що в міру загасання коливань час між піками моменту й вібрації зменшується. Після третього коливання момент коливається із частотою власних коливань fc [Гц], період яких дорівнює Tc=1/fc [с]. При використанні у запропонованому способу в якості інформативного параметру крутильного моменту, істотною інформативною ознакою є відношення часу t між першими піками до періоду Тс Комп’ютерна верстка І.Скворцова 6 вільних коливань: λ=t/Τα При нормальному технічному стані зубчастого зачеплення періоди t і Тс практично рівні, тому λ = λ н≈1. В зв'язку із цим пропонується порівнювати фактичну середню величину λcp, отриману за даними серії вимірювань, з λн=1. Знаючи на підставі розрахунків або вимірювань величину, що допускається λ д, шляхом порівняння λ ср і λ д відразу визначають як близько (далеко) фактичний технічний стан знаходиться від того, що допускається (або від нормального). На підставі цього ухвалюють рішення щодо наступної дати вимірювання або технічного обслуговування. У цьому полягає додаткова перевага запропонованого способу. Таким чином, застосування запропонованого способу дозволяє визначати технічний стан зубчастого зачеплення редуктора головної лінії прокатної кліті й на підставі дійсних даних ухвалювати рішення щодо строку технічного обслуговування редуктора, отже, вирішити поставлене завдання та одержати необхідний технічний результат. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601