ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

В основу способа положено сравнение изменения формы спектра ЭДС резания с эталонным изменением формы спектра ЭДС трения (получаемым для определенных условий эксплуатации трущейся пары). 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 (желательно твердый сплав или быстрорежущая сталь) притира и условия трения (усилие прижима, площадь контакта, скорость относительного перемещения, смазочно-охлаждающая жидкость и т.п.) одинаковы для вала и для втулки.

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. Вычисляются общие вектора ЭДС трения для вала и для втулки, а также угол между ними.

Процедура выбора условий резания, обеспечивающих получение заданного эталонного спектра ЭДС трения производится при чистовой обработке, например, торцевом точении дисков диаметром до 150 мм варьируя инструментальными материалами, смазочно-охлаждающими жидкостями, а также скоростью резания и подачей. Зоны, соответствующие различным условиям резания (их может быть до 20), определённым образом отмечаются. Сигнал ЭДС резания в диапазоне частот 80 - 200000 Гц снимается специальным токосъемником с помощью вышеописанной аппаратуры и имеет также величину от единиц до сотен микровольт.

Существенность различий спектров определяется по специальной программе статистической обработки спектра. Определяется нормальность закона распределения интенсивностей всех частот. Имеется возможность при распределении, близком к нормальному, определить значения, нарушающие нормальность, и произвести их корректировку. Выводятся гистограммы распределения. Далее вычисляются общие вектора для вала и для втулки, построенные в многокоординатном пространстве на интенсивностях частотных полос эталонных спектров ЭДС трения вала и втулки, а также угол между ними. Затем аналогичным образом вычисляются общие вектора спектров ЭДС резания вала и втулки для всех условий резания, а также углы между ними. Затем определяется существенность отличий между эталонным углом и каждым углом для различных условий резания. Чем меньше отличие, тем точнее конкретные условия резания обеспечивают близость к эталонному спектру ЭДС трения.

В результате получаем многоугольники (шестиугольники) оценок условий резания. На шести лучах, исходящих из одного центра, для каждых условий резания откладываются соответственно значения косинусов углов между векторами, критериев Грэббса , Романовского и Стьюдента для средних значений векторов, а также - критериев Стьюдента и Фишера для их дисперсий. Чем меньше площадь многоугольника, тем точнее условия резания соответствуют получению спектра ЭДС резания, близкого к эталонному спектру ЭДС трения.