ОЦЕНКА ВИБРАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КАРДАННОЙ ПЕРЕДАЧИ АВТОБУСА «ВОЛЖАНИН - 5270» С ЦЕЛЬЮ УВЕЛИЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

Чернова Г.А.¹, Кузин А.Ю.², Попов А.В.³

¹Кандидат технических наук, доцент; ²студент; ³старший преподаватель, Волжский политехнический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет

ОЦЕНКА ВИБРАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КАРДАННОЙ ПЕРЕДАЧИ АВТОБУСА «ВОЛЖАНИН - 5270» С ЦЕЛЬЮ УВЕЛИЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

Аннотация

В статье рассматривается исследования вибрационных характеристик карданной передачи автобуса «Волжанин - 5270». Были проведены измерения вибрации карданной передачи и выполнен анализ полученных данных.

Ключевые слова: карданная передача, вибрация.

Chernova G.A.¹, Kuzin A.Y.², Popov A.V.³

¹Candidat of Technical Sciences, Associate Professor; ²student; ³a senior teacher, Volzhsky Polytechnical Institute (branch of) State Educational Institution of Higher Professional Education ‘Volgograd State Technical University’

ASSESSMENT OF VIBRATION CHARACTERISTICS DRIVELINE BUS "VOLZHANIN - 5270" TO ENHANCE PERFORMANCE

Abstract

The article deals with the study of vibration characteristics driveline bus "Volzhanin - 5270 ." Measurements were made of the driveline vibration and the analysis of the data obtained.

Keywords: driveline, vibration.

 Одним из наиболее слабых элементов трансмиссии является карданная передача. Во время работы карданный вал испытывает изгибающие, скручивающие и осевые нагрузки, что приводит к вибрациям в карданной передаче и возникновению шума. Возникающие при работе вибрации, оказывают вредное воздействие на пассажиров и приводят к появлению преждевременных отказов агрегатов:  ведущего моста, коробки передач, элементов карданной передачи и других агрегатов.

Но кроме этого эти вибрационные процессы несут в себе информацию о дефектах, их возбуждающих. Выявление взаимосвязей параметров колебаний конструкций машины с параметрами возмущающих сил, вызванных эксплуатационными дефектами карданных передач, позволит проводить прогнозирование характеристик возникающих при этом вибрационных процессов и диагностирование технического состояния элементов трансмиссий.[1]

Основными причинами возникновения вибраций являются: углы в карданных шарнирах больше допустимых; дисбаланс карданных валов; неправильное расположение крестовин карданного вала относительно друг друга; износ карданных шарниров и шлицевого  соединения.

На МУП ВАК - 1732 города Волжского были зафиксированы следующие неисправности карданных передач: износ шлицев карданного вала, обрыв болтов, люфт крестовин, вибрация карданного вала, обрыв карданного вала.

Для анализа вибраций карданной передачи необходимо проводить исследование и диагностику, что позволит более информативно рассмотреть состояние отдельных элементов карданной передачи.

Исследование вибрации карданной передачи автобуса проводилось импульсным методом. Для измерения вибрационных характеристик был выбран виброметр «Алгоритм 03». Методика измерения вибрации прибором полностью соответствует требованиям ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ «Вибрационная безопасность». АЛГОРИТМ-03 измеряет дозу вибрации – виброускорение (А, мм/сек²).

В процессе проведения измерений вибрации карданной передачи, исследуемый автобус, находился на смотровой яме с поддомкрачеными задними колесами. Замеры осуществлялись на не вращающихся частях системы передачи крутящего момента.  Измерения проводились на холостом ходу при оборотах коленчатого вала двигателя n_двиг. = 900 об/мин и на первой передаче при n_двиг. = 1200 об/мин. В каждой точке измерения проводились по трем осям. Продолжительность измерений 10 секунд на каждой оси. При проведении измерений вибродатчик прикреплялся в горизонтальной плоскости в контрольных точках: поддон двигателя и корпус главной передачи, а к КПП крепление производилось в вертикальной плоскости.

Результаты  виброускорения были получены по четырем параметрам: Peak, P-P, RMS, Max. Peak – пиковое значение виброускорения. Max – максимальное значение виброускорения. P-P – размах между максимальным и минимальным пиковыми значениями вибрации. RMS –среднеквадратичное значение виброускорения.

Пиковые значения виброускорений Peak и среднеквадратичное значение виброускорения RMS имеют одинаковые значения и практически не отличаются по порядку от размаха между максимальными и минимальными пиковыми значениями вибрации РР. Наибольшие значения (табл.) имеет размах между максимальными и минимальными пиковыми значениями вибрации РР, м/с². Максимальные значения виброускорений Мах, м/с², меньше или одинаковы  с Peak, РР, RMS, поэтому дальнейшая обработка измерений сводится к выборке значений РР м/с² и анализу виброускорений  на холостых оборотах двигателя и первой передаче.

Рис. 1 – Максимальные пиковые значения виброускорения на холостых оборотах и первой передаче двигателя измеренные на поддоне ДВС

Рис. 2 - Максимальные пиковые виброускорения на холостых оборотах и первой передаче двигателя измеренные на корпусе КПП

Рис. 3 - Максимальные пиковые виброускорения на холостых оборотах и первой передаче двигателя измеренные на корпусе заднего моста

На диаграммах (рис. 1,2,3) представлены максимальные пиковые виброускорения на холостых оборотах и первой передаче измеренные в контрольных  точках по трём осям X, Y и Z: поддон ДВС, корпус КПП и корпус заднего моста.

Как видно из диаграмм значения виброускорений по трем плоскостям имеют разный характер. Вибрация, измеренная на поддоне ДВС на холостых оборотах больше, чем при включенной первой передаче на всех осях. Максимальное значение виброускорения достигается на холостых оборотах по оси Z (в вертикальном направле­нии) и составляет 48,978 м/с².

На корпусе КПП максимальное значение виброускорения достигается по оси Y (вдоль оси автобуса) на холостых оборотах двигателя и составляет 49,545 м/с². По оси Z вибрации практически отсутствуют.

Вибрация по оси X измеренная на корпусе заднего моста на холостых оборотах больше, чем при включенной первой передаче, а по осям Y и Z наоборот, значения виброускорения на холостом ходу меньше зна­чений, полученные на первой передаче. Наибольшие  значения виброускорения достигаются по осям X на холостых оборотах  1318,26 м/с² и Z на первой передаче 1230,269 м/с².

По оценке вибрационных характеристик можно сделать вывод, что на  карданной передаче существуют дефекты в зоне заднего моста, которые могут привести  к поломке.

Введение вибродиагностики карданной передачи  на АТП позволит предупредить появления неисправностей карданной передачи, что в свою очередь уменьшит последствия после поломок.

Литература

1. Щиенко А.Н. Метод оценки технического состояния карданных передач автогрейдеров: автореферат /Воронеж, 2008-17с.