ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

Поверхности хорошо приработанных трущихся пар, например узел вал-втулка, после разборки подвергают измерению спектральных характеристик ЭДС трения, поскольку они отражают энергетическую природу эксплуатационных свойств деталей. Материал (твердый сплав, быстрорежущая сталь, бронза или чугун) притира и условия трения (усилие прижима, площадь контакта, скорость относительного перемещения, смазочно-охлаждающая жидкость и т.п.) одинаковы для вала и для втулки.

Притирами, подлежащими отбору, на требуемом обрабатываемом материале поочередно притираются пояски одного диаметра шириной 3-5 мм, разделенные канавками шириной 3-5 мм. Каждый поясок соответствует своему притиру.

Измерение спектра ЭДС трения осуществляется на станке с приводом плавного регулирования частоты вращения шпинделя или на специальном приспособлении (типа машины трения), обеспечивающими окружную скорость, соответствующую реальной скорости относительного перемещения деталей трущейся пары в процессе работы. При этом делается 10-12 повторений записи сигнала ЭДС трения в различных участках их поверхностей.

Сигнал ЭДС трения в диапазоне частот 80 - 100000 Гц снимается специальным токосъемником и имеет величину от единиц до сотен микровольт. При этом в диапазоне от 200 до 20000 Гц он наибольший, а выше не превышает 10 - 15 мкВ. Специально изготовленный двухкаскадный широкополосный усилитель состоит из нерегулируемого предусилителя с автономным источником питания, имеющего линейную амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) при коэффициенте усиления не менее 300, и управляемого усилителя, имеющего регулируемый от микро-ЭВМ коэффициент усиления не менее 500, а также возрастающую АЧХ в диапазоне до 10000 Гц и линейную характеристику в остальном диапазоне частот.

Резонансные частоты (200, 800, 3200, 12800, 50000 и 100000 Гц) после усилителя поступают на вход (можно использовать универсальный треть-октавный анализатор спектра параллельного действия типа Ф4337) шести узкополосных треть-октавных фильтров с названными выше центральными частотами. На выходе каждого из фильтров установлены детектор и интегратор. Дополнительно усиленные и выпрямленные сигналы с каждого канала через коммутатор аналоговых сигналов и аналого-цифровой преобразователь поступают на вход микро-ЭВМ, где по специальной программе производится их регистрация и обработка.

Существенность различий спектров, полученных для различных поясков, производится по специальной программе статистической обработки спектра. Сначала тремя способами определяется нормальность закона распределения интенсивностей всех частот. Имеется возможность при распределении, близком к нормальному, определить значения, нарушающие нормальность, и произвести их корректировку. Затем вычисляются общие вектора для каждого пояска, построенные в многокоординатном пространстве на интенсивностях частотных полос соответствующих спектров ЭДС трения, как на координатных осях, и выводятся гистограммы их распределения, показывающие отличие износов притиров как на отдельных частотах, так и по общим векторам. Чем меньше ЭДС трения как по значениям интенсивностей частотных полос, так и общих векторов, тем меньше износ притира.

Затем вычисляются косинусы углов между эталонным, имеющим максимальные характеристики спектра ЭДС трения, и каждым из сравниваемых векторов. Чем он меньше единицы, то есть углы наклона векторов больше от эталонного, тем меньше износ притира.

Степень отличия определяется по статистическим критериям Стьюдента и Фишера. Чем больше критерии отличаются от табличных, тем меньше износ притира. Для дополнительной проверки используются критерии Грэббса и Романовского, позволяющие выявить значения, значительно отличающиеся от среднего общего вектора. При этом условно принимается, что все общие вектора принадлежат одной выборке.

В результате получаем совмещенные (наложенные) многоугольники (шестиугольники) оценок износов притиров. На шести лучах, исходящих из одного центра, для каждого инструмента (партии инструментов) откладываются значения косинусов углов между векторами, критериев Грэббса, Романовского и Стьюдента для средних значений векторов, а также критериев Стьюдента и Фишера - для их дисперсий. Чем больше площадь шестиугольника, тем меньше износ притира.

Для поясков, у которых распределение значений сигналов ЭДС трения не удается привести к нормальному, производится проверка на стационарность и вычисление критериев серий, тренда и Вилкоксона.

В результате получаем совмещенные (наложенные) многоугольники (треугольники) оценок. На трех лучах, исходящих из одного центра, для каждого притира (партии притиров) откладываются значения критериев серий, тренда и Вилкоксона. Чем больше площадь треугольника, тем меньше износ притира.