ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Поверхности хорошо приработанных трущихся пар (например, вала и втулки) после разборки подвергают измерению спектральных характеристик ЭДС трения, поскольку они отражают энергетическую природу эксплуатационных свойств деталей. Материал притира и условия трения (усилие прижима, площадь контакта, скорость относительного перемещения и т.п.) одинаковы для вала и для втулки. Запись сигнала ЭДС трения в разных участках поверхностей повторяется 10-20 раз. Процедура производится на токарном станке с приводом плавного регулирования частоты вращения шпинделя. Сигнал ЭДС трения в диапазоне частот 80-100000Гц снимается специальным токосъемником и имеет величину от единиц до сотен микровольт. В диапазоне 200-20000Гц он наибольший, а выше - не более 10-15 мкВ. Специальный двухкаскадный широкополосный усилитель состоит из нерегулируемого предусилителя с автономным источником питания с линейной АЧХ при коэффициенте усиления не менее 300, и управляемого усилителя с регулируемым от микро ЭВМ коэффициентом усиления не менее 500, возрастающей АЧХ в диапазоне до 10000Гц и линейной характеристикой в остальном диапазоне частот. Резонансные частоты (200, 800, 3200, 12800, 50000 и 100000Гц) после усилителя поступают на вход шести узкополосных треть-октавных фильтров с названными выше центральными частотами. Можно использовать универсальный треть-октавный анализатор спектра параллельного действия типа Ф4337. 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 регистрируются. Выбор условий резания, обеспечивающих получение заданного эталонного спектра ЭДС трения, производится при чистовой обработке, например, при торцевом точении дисков диаметром до 150 мм, варьируя инструментальными материалами, смазочно-охлаждающими жидкостями, скоростью резания и подачей. Зоны, соответствующие различным условиям резания (их может быть до 20), отмечаются. Сигнал ЭДС резания в диапазоне частот 80-200000Гц снимается специальным токосъемником с помощью вышеописанной аппаратуры и имеет величину от единиц до сотен микровольт. Существенность различий спектров производится по специальной программе статистической обработки спектра. Сначала с помощью трёх проверок определяется нормальность закона распределения интенсивностей всех частот. При распределении, близком к нормальному, можно определить значения, нарушающие нормальность, и откорректировать их. Выводятся гистограммы распределения. Далее вычисляется общий вектор, построенный в многокоординатном пространстве на интенсивностях частотных полос эталонного спектра ЭДС трения, и общие вектора для всех условий резания. Затем вычисляются косинусы углов между эталонным и каждым из сравниваемых векторов: чем он ближе к единице, тем точнее конкретные условия резания обеспечивают близость к эталонному спектру ЭДС трения. Для определения близости средних значений общих векторов и их дисперсий к эталонному используются общепринятые статистические критерии Стьюдента и Фишера: чем больше критерии, тем больше различие. Для дополнительной проверки используются критерии Грэббса и Романовского, позволяющие выявить значения, сильно отличающиеся от среднего. Условно все общие вектора принадлежат одной выборке.

Получаются 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, 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.