ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

Случайная составляющая шероховатости обработанной поверхности (ШОП) и спектр виброакустической эмиссии (ВАЭ) связаны в широком диапазоне условий резания. При точении резцом получаемая вдоль следа инструмента случайная составляющая ШОП измеряется через параметры спектра ВАЭ, т.к. все процессы схватывания и износа у материалов скоррелированно отражаются и в спектре ВАЭ, и в спектре ШОП. Одинаковость систематической составляющей ШОП обеспечивается обязательным постоянством геометрии инструмента и подачи. В основе алгоритма прогнозирования ШОП - сравнение изменения формы спектра ВАЭ с эталонным изменением формы спектра ШОП, получаемым для конкретных условий эксплуатации трущейся пары.

Поверхности хорошо приработанной в нормальных условиях трения пары (например, вал-втулка) после разборки подвергают измерению спектральных характеристик ШОП. Спектр шероховатостиизмеряется вдоль следа резца на станке или приспособлении,обеспечивающем число оборотов не более 0,03об/с для получения окружной скорости не более 0,01 м/с, необходимой для нормального трассирования иглы стандартного измерительного прибора типа «Калибр-283». Прибор специальномодернизирован: сигнал о профиле с ощупывающего узла прибора после усилителя, минуя интегратор, поступает на вход специального блока фильтров-анализаторов из шести параллельно работающих каналов опорных частот на 125, 250, 500, 1000, 2000 и 4000Гц (например, анализатор типа Ф4337). Дополнительно усиленные и выпрямленные сигналы с каждого канала через коммутатор аналоговых сигналов и аналого-цифровой преобразователь поступают на вход микро-ЭВМ, где регистрируются. Запись сигнала на разных участках поверхности детали повторяется 10-12 раз.

И для вала, и для втулки (в том числе и для изношенных деталей) вычисляются исходные общие вектора спектра ШОП (признак первого уровня), построенные в шестикоординатном пространстве на интенсивностях указанных выше его частотных полос, как на координатных осях, и эталонный угол между этими векторами (признак второго уровня).Разница между исходным и предельным углами - мера, с которой сравнивается величина изменения угла между векторами спектра ВАЭ, заранее полученного для вала, и, непрерывно вычисляемым в процессе обработки, - для втулки (или наоборот). Мера близости формы спектров определяется одним из критериев:

·Расстоянием Бхаттачария (В-расстояние).

·d-мерой (d-расстояние), основанной на определении усредненного минимального расстояния от средних векторов признаков двух спектров до оптимальной разделяющей гиперповерхности с использованием Байесовских решающих правил.

·Евклидовым расстоянием (Е-расстояние), выражающим среднеквадратическую величину отклонения углов наклона векторовспектров ВАЭ резания трущейся пары от эталонной.

·Вариационным расстоянием Колмогорова (К-расстояние).

·Расстоянием Махаланобиса (М-расстояние), выражающим отношение расстояния между математическими ожиданиями векторов двух различных спектров к дисперсии величины проекции векторов каждого спектра на направляющий вектор разделяющей гиперплоскости.

·Обобщенным расстоянием Себастьяна (С-расстояние) - методом максимизации расстояния между совокупностями признаков, разделяющих объекты разных спектров, при неизменности расстояния между признаками, объединяющими объекты одного спектра.

·Кластерным методом Тоу и Хейдорна (ТХ-расстояние), основанным на минимизации математического ожидания расстояния между объектами одного спектра, чем значительно понижается размерность пространства признаков.

Было проведено четыре серии испытаний при продольном точении металлов твердосплавным инструментом: Сталь40Х - твердый сплав Т5К10, Сталь ОХ18Н10Т - твердый сплав Т5К10, Сталь ОХ18Н10Т - твердый сплав ВК8, Титановый сплав ВТ14 - твердый сплав ВК8. Вывод: алгоритм прогнозирования ШОП должен базироваться на признаках второго уровня, а оптимальная мера близости спектров - Евклидово расстояние (Е - расстояние).