ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

В основу алгоритма диагностирования положено сравнение текущей формы спектра виброакустической эмиссии ВАЭ трения с заданной (эталонной) формой спектра ВАЭ трения, полученной для определенных условий эксплуатации трущейся пары.

Поверхности хорошо работающих трущихся пар, например узел вал-втулка, подвергают измерению спектральных характеристик ВАЭ трения. Измерение спектра ВАЭ 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. Сигнал ВАЭ трения в диапазоне частот 5000 - 100000 Гц, исключающем влияние низкочастотной составляющей (100 - 1000 Гц) системы станок - приспособление - инструмент - деталь, снимается в диапазоне от 5000 до 20000 Гц отечественными стандартными акселерометрическими датчиками вибраций типа Д-13, Д-14, так как здесь он наибольший, а выше - пьезокерамическими пластинами, т. к.. уровень сигнала в этой области не превышает 10 - 15 дБ. При этом следует учитывать и тот факт, что в первом диапазоне при увеличении износа сигнал увеличивается в 8 -10 раз, а во втором - в 80 - 100 раз.

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 (5000, 10000, 20000, 32000, 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. Вычисляется общий вектор (эталонный) ЭДС трения, а также угол его наклона к осям координат. Измерение текущего спектра производится как во время приработки трущейся пары, так и в процессе дальнейшей работы узла непосредственно в условиях эксплуатации.

Далее вычисляется общий вектор (заданный) для только что собранной трущейся пары (вал и втулка), также построенный в многокоординатном пространстве на интенсивностях частотных полос спектра ВАЭ трения. Затем аналогичным образом вычисляется общий вектор (текущий) спектра ВАЭ трения, получаемый в процессе работы, а также угол между эталонным и заданным векторами (уставка). Изменение (мера близости) формы спектров определяется Евклидовой метрикой, выражающей среднеквадратическую величину отклонения разницы угла наклона текущего вектора спектра ВАЭ трения от эталонного. Величина отклонения не должна превышать уставки. При достижении значения уставки раздается звуковой сигнал.