Анотація до роботи:

Михалків С.В. Удосконалення технології діагностування підшипників кочення електричних двигунів тепловозів за вібраційними характеристиками. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.07 – "Рухомий склад залізниць та тяга поїздів", Українська державна академія залізничного транспорту; Харків, 2007 р.

Для попередження відмов тягових електричних двигунів тепловозів установлена необхідність проведення вібродіагностування моторно-якірних підшипників. Проведений аналіз вібродіагностичних методів визначив за доцільне залучати перспективний для цілей вібродіагностування математичний апарат вейвлет-аналізу. Розроблено функціонально-логічну модель технології вібродіагностування, яка використовує елементи стохастичного та детермінованого підходів і вейвлет-аналіз. Використання алгоритмів безперервного вейвлет-перетворення та швидкого вейвлет-перетворення дає змогу збільшувати кількість діагностичних ознак технічного стану підшипників кочення тягових електричних двигунів тепловозів. Доопрацьовано метод кількісного оцінювання технічного стану підшипників кочення. Розроблений діагностичний алгоритм і програмно-апаратний комплекс із інтегральним віброакселерометром поверхневого типу для реалізації розробленої моделі підвищують ефективність технології вібродіагностування. Показник достовірності розроблених заходів становить 86,1%.

В дисертаційній роботі комплексно вирішена науково-прикладна задача підвищення ефективності технології вібродіагностування пошкоджень елементів підшипників кочення електричних двигунів тепловозів, що забезпечує зниження експлуатаційних витрат на ремонт ТЕД і підвищення достовірності засобів технічного діагностування.

На підставі проведених досліджень можна зробити такі висновки:

1. Проведений аналіз відмов вузлів ТЕД виявив визначальну роль технічного стану підшипникових вузлів ТЕД (29% непланових ремонтів ТЕД внаслідок руйнування моторно-якірних підшипників) у забезпеченні ефективності функціонування тепловозів. Установлено, що найбільш раціональним заходом виявлення пошкоджень підшипників кочення є використання математичного апарату вейвлет-аналізу у технології вібро-діагностування.

2. Теоретично обґрунтована доцільність вібродіагностування в межах стохастичного підходу додатково до методів спектрального аналізу віброграм. Неможливість отримання абсолютно достовірної відповіді щодо технічного стану досліджуваного вузла методами детермінованого підходу не сприяє якісному процесу ідентифікації пошкоджень підшипників кочення і вимагає використання складових теорії перевірки статистичних гіпотез для класифікації пошкоджень за їх видами.

3. Розроблена функціонально-логічна модель технології вібродіагностування, яка забезпечує отримання додаткових діагностичних ознак технічного стану підшипників кочення шляхом залучення в рамках двох загальновживаних підходів математичного апарату вейвлет-аналізу, зокрема алгоритмів швидкого вейвлет-перетворення та безперервного вейвлет-перетворення, які усувають недоліки спектральних методів і формалізують комплексний характер технології вібродіагностування завдяки створенню єдиного підходу до визначення технічного стану елементів підшипників кочення. Підтверджена адекватність розробленої моделі результатами апробації на 2552 зразках досліджених моторно-якірних підшипників ТЕД тепловозів.

4. Проведені розрахунки коефіцієнтів ексцесу в найбільш інформативних частотних діапазонах відновлених компонентів сигналу, які відповідають знайденим вейвлет-коефіцієнтам після застосування алгоритму швидкого вейвлет-перетворення, дали змогу удосконалити метод кількісного оцінювання технічного стану підшипників кочення внаслідок усунення усереднення потужності флуктуацій зареєстрованих віброграм.

5. Досліджено зв’язок між розвитком вібраційних процесів у підшипникових вузлах ТЕД залежно від виду пошкодження за рахунок застосування частотно-часових вейвлет-спектрограм із використанням вейвлету Морле, які забезпечують можливість окрім аналізу за спектральними енергетичними складовими, отриманими у різних частотних діапазонах із використанням логарифмічної шкали, додатково простежувати за змінами вібраційних процесів у часі. Досліджена здатність реєстрації частотно-часовими вейвлет-спектрограмами малої нестаціонарності віброграм, яка набагато коротша за тривалість реалізації.

6. Розроблено програмно-апаратний комплекс для реалізації моделі технології вібродіагностування. Розроблено діагностичний алгоритм побудови частотно-часових вейвлет-спектрограм із виділенням інформативних частотних смуг, що забезпечує надання рекомендацій стосовно подальшої експлуатації досліджуваного вузла на підставі аналізу нових діагностичних ознак технічного стану підшипників кочення і реалізує принцип нерозривності технології вібродіагностування. Впровадження розроблених заходів дає змогу удосконалити технологію вібродіагностування підшипників кочення електричних двигунів тепловозів за рахунок збільшення показника достовірності на 5,4% порівняно із стандартними аналізаторами вібрації, досягти зменшення витрат на матеріали для проведення ремонту ТЕД тепловозів в обсязі ПР-3 в 1,06 разу, отримати економію у розмірі 815 грн. за 1 рік на один КМБ, зменшити трудомісткість ремонту одного КМБ в обсязі ТО-3 на 0,31 нормо-год, в обсязі ПР-1 на 0,83 нормо-год.

Публікації автора:

Основні:

1. Михалків С.В. Діагностування підшипників кочення тягових електричних двигунів тепловозів із використанням третього і четвертого моментів їх вібрації // Перспективи розвитку рухомого складу залізниць. Зб. наук. пр. – Харків: УкрДАЗТ, 2006. – Вип. 76. – С. 68 – 76.

2. Михалків С.В. Засоби і методи отримання та обробки сигналів під час вібродіагностики підшипникових вузлів тягових електричних двигунів тепловозів // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». Зб. наук. пр. Тем. вип.: Транспортне машинобудування. – Харків: НТУ «ХПІ», 2006. – № 26. – С. 137 – 142.

3. Михалків С.В. Застосування вейвлету Морле для визначення технічного стану підшипників кочення // Восточно-европейский журнал передовых технологий. – 2007. – Вып. 1/2 (25). – С. 126 – 128.

4. Михалків С.В. Особливості використання вейвлетного аналізу для цілей вібраційної діагностики підшипникових вузлів електричних двигунів тепловозів // Восточно-европейский журнал передовых технологий. – 2006. – Вып. 6/3 (24). – С. 12 – 14.

5. Михалків С.В. Удосконалення вібродіагностики підшипникових вузлів електричних машин за рахунок використання вейвлетного аналізу // Коммунальное хозяйство городов. Научно-технический сборник. Харьковская национальная академия городского хозяйства. – К.: Техніка, 2006. – Вып. 72. – С. 299 – 304.

Додаткові:

6. Бабанін О.Б., Михалків С.В. Оцінювання системи обслуговування та ремонту локомотивів на основі теорії корисності // Зб. наук. пр. – Харків: УкрДАЗТ, 2004. – Вип. 57. – С. 21 – 26.

7. Михалків С.В. Удосконалення вібродіагностики підшипників кочення тягових електричних двигунів тепловозів із використанням вейвлетного аналізу // Тезисы докладов конференции молодых ученых и специалистов Института проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного НАН Украины «Современные проблемы машиностроения». – Харьков, 2006. – С. 13.

8. Спосіб вібраційної діагностики підшипників кочення: Заявка на винахід а 2006 10401 UA, МПК 7G01M13/04. / Е.Д. Тартаковський, О.Б. Бабанін, А.О. Каграманян, С.В. Михалків, А.М. Ходаківський (UA). –Заявл. 2.10.06 р.