ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

Согласно исследованиям, в широком диапазоне условий резания существует прямая связь между шероховатостью обработанной поверхности (ШОП) и спектром виброакустической эмиссии (ВАЭ) резания как интегральными характеристиками системы резания. Например, при точении резцом происходит измерение шероховатости, получаемой вдоль следа инструмента, через параметры спектра ВАЭ резания, т.к. все процессы схватывания и износа у токопроводящих материалов скоррелированно отражаются и в спектре ВАЭ резания, и в спектре ШОП.

В основе алгоритма диагностики ШОП в процессе резания - сравнение изменения формы спектра ВАЭ резания с эталонным изменением формы спектра шероховатости, получаемого для определенных условий эксплуатации трущейся пары.

Изменение (мера близости) формы спектров определяется Евклидовой метрикой, выражающей среднеквадратическую величину отклонения углов наклона текущего вектора ВАЭ резания от заданной уставки.

Назначение уставки производится следующим образом. Поверхности только что приработанной в нормальных условиях трения со смазкой пары, например, вал-втулка, после разборки подвергают измерению спектральных характеристик шероховатости, т.к. они отражают энергетическую природу эксплуатационных свойств деталей. Измерение спектра шероховатости производится вдоль следа резца на станке или приспособлении, обеспечивающем число оборотов не более 0,03 об/с для получения окружной скорости не более 0,01 м/с, необходимой для нормального трассирования иглы стандартного измерительного прибора типа «Калибр-283». Прибор, кроме измерения традиционного параметра шероховатости - среднеарифметического отклонения профиля rа, модернизирован с целью измерения спектра ШОП. Сигнал о профиле с ощупывающего узла прибора после усилителя, минуя интегратор, поступает на вход специального блока фильтров-анализаторов, состоящего из шести параллельно работающих каналов опорных частот на 125, 250, 500, 1000, 2000 и 4000Гц (базовых для подавляющегося большинства деталей трущихся пар). Можно использовать универсальный треть-октавный анализатор спектра параллельного действия типа Ф4337. 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 регистрируются для получения эталонного спектра шероховатости. Запись сигнала в разных участках поверхности повторяется 10-12 раз. Затем вычисляются общие вектора спектра шероховатости, построенные в шестикоординатном пространстве на интенсивностях указанных выше его частотных полос как на координатных осях, равным образом для вала и для втулки, и угол (исходный) между этими векторами.

Аналогично измеряется спектр шероховатости и вычисляются общие вектора для изношенных (можно на форсированных режимах и без смазки) вала и втулки, а также угол (предельный) между этими векторами. Разница между исходным и предельным углами отдельно для вала и для втулки будет заданной уставкой (соответственно для вала и для втулки), с которой будет сравниваться угол между векторами спектра ВАЭ резания, непрерывно вычисляемый непосредственно в процессе обработки.