Влияние состояния контактирующих поверхностей на виброактивность машин и оборудования

На характер изменения вибрационных процессов, сопровождающих работу машин и оборудования, оказывает влияние состояние контактирующих поверхностей деталей. Состояние поверхностей трения изменяется вследствие абразивного изнашивания, изнашивания при заедании, усталостного изнашивания, изнашивания при задире и т.д. Перечисленные явления являются общими для зубчатого зацепления, подшипников скольжения и качения, сопряжения втулка цилиндра – поршень и других узлов, содержащих пару трения.

Абразивное изнашивание сопровождается изменением микро- и макрогеометрии сопряженных поверхностей деталей при их относительном движении. Данные изменения приводят к увеличению шума, увеличению амплитуд гармонического ряда основной частоты возбуждения кинематического узла и перераспределению амплитуд между гармониками этого ряда.

Усталостное изнашивание приводит к образованию ямок на поверхности трения в результате усталостного разрушения при повторном деформировании микрообъемов материала поверхностного слоя. Данное явление сопровождается появлением периодических всплесков вибросигнала, модулирующих основной колебательный процесс. Периодическое попадание раковин в зону контакта при относительном движении деталей машин и оборудования приводит к появлению в спектре сигнала комбинационных частот в окрестности основных частот возбуждения, вызванных амплитудной модуляцией. Рост числа выбросов при увеличении их амплитуд, вызванных развитием данного дефекта, приводит к увеличению глубины амплитудной модуляции, росту числа комбинационных частот и перераспределению энергии между ними при неизменности амплитуд основных частот возбуждения . Одновременно наблюдается явление амплитудно-импульсной модуляции в окрестности собственных частот, что сопровождается появлением комбинационных частот .

Изнашивание при заедании является следствием схватывания и переноса материала с одной поверхности трения на другую. Заедание может сопровождаться последующим задиром поверхностей трения с образованием широких и глубоких борозд в направлении скольжения. Данные явления приводят к нарушению периодичности движения деталей машин и оборудования, флуктуациям (колебаниям) скорости вращения, появлению выбросов в виброакустическом сигнале, явлению фазовой модуляции на основных частотах возбуждения. С ухудшением состояния поверхности трения вследствие заедания и задира виброакустический сигнал становится существенно нестационарным из-за нерегулярности выбросов. В спектре виброакустического сигнала наблюдается падение амплитуд основных частот возбуждения при одновременном росте амплитуд комбинационных частот и .