ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

В основу работы устройства контроля положено сравнение текущей формы спектра виброакустической эмиссии (ВАЭ) трения с эталонной формой спектра ВАЭ трения, получаемой для определенных условий эксплуатации трущейся пары.

Поверхности хорошо работающих трущихся пар (вал-втулка) подвергают измерению спектральных характеристик ВАЭ трения (они отражают энергетическую природу эксплуатационных свойств деталей). Условия трения при приработке могут изменяться. Спектр ВАЭ трения измеряется на станке с приводом плавного регулирования частоты вращения шпинделя или на специальном приспособлении типа машины трения, обеспечивающем окружную скорость, соответствующую реальной скорости относительного перемещения деталей трущейся пары в процессе работы. Запись сигнала ВАЭ трения повторяется 10-12 раз. Сигнал ВАЭ трения в диапазоне частот 5000-100000 Гц, исключающем влияние низкочастотной составляющей (100 - 1000 Гц) системы станок-приспособление-инструмент-деталь, снимается в диапазоне 5000-20000 Гц стандартными акселерометрическими датчиками вибраций типа Д-13, Д-14, так как здесь он наибольший, а выше - пьезокерамическими пластинами (уровень сигнала в этой области не превышает 10-15 дБ). В первом диапазоне при увеличении износа сигнал возрастает в 8-10 раз, а во втором - в 80-100 раз. 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 (5000, 10000, 20000, 32000, 50000 и 100000 Гц) 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 и обрабатываются по специальной программе. Вычисляется общий вектор ВАЭ трения и угол его наклона к осям координат.

Процедура приработки трущейся пары, обеспечивающая получение заданного эталонного спектра ВАЭ трения, производится варьированием СОЖ и скоростью относительного перемещения деталей. Существенность различий спектров устанавливается по специальной программе статистической обработки спектра. 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 (эталонный) для только что собранной трущейся пары (вал и втулка), построенный в многокоординатном пространстве на интенсивностях частотных полос спектра ВАЭ трения. Аналогично вычисляется общий вектор (текущий) спектра ВАЭ трения, получаемый в процессе приработки и угол между эталонным и текущим векторами (оценка второго рода). Изменение (мера близости) формы спектров определяется Евклидовой метрикой, выражающей среднеквадратическую величину отклонения углов наклона текущего вектора ВАЭ трения от заданной (эталонной) среднеквадратической величины отклонения углов наклона векторов спектра ВАЭ трения поверхностей хорошо работающей пары трения, полученного специальными измерениями. Величина отклонения задается уставкой. При достижении значения уставки возникает звуковой и световой сигнал и процесс приработки заканчивается.