ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

Поверхности хорошо приработанных трущихся пар (вал-втулка) после разборки подвергают измерению спектральных характеристик виброакустической эмиссии (ВАЭ) трения на токарном станке с приводом плавного регулирования частоты вращения шпинделя. Материал притира и условия трения одинаковы для вала и втулки. Запись сигнала ВАЭ трения в разных участках поверхностей повторяется 10-12 раз. Сигнал ВАЭ трения в диапазоне частот 5000-100000Гц, исключающем влияние низкочастотной составляющей системы станок-приспособление-инструмент-деталь, снимается в диапазоне 5000-20000Гц стандартными акселерометрическими датчиками вибраций типа Д-13, Д-14, а выше - прикрепляемыми к режущему инструменту пьезокерамическими пластинами. В первом диапазоне при увеличении износа сигнал возрастает в 8-10, 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 10000 Гц и линейной характеристикой в остальном диапазоне частот. Резонансные частоты (5000, 10000, 20000, 32000, 50000 и 100000Гц) после усилителя поступают на вход шести узкополосных треть-октавных фильтров с указанными центральными частотами (анализатор типа Ф4337). На выходе каждого фильтра 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. Условия резания, обеспечивающие получение заданного эталонного спектра ВАЭ трения, выбираются при чистовой обработке, например, торцевом точении дисков диаметром до 150 мм, варьируя инструментальными материалами, СОЖ, скоростью резания и подачей. Отмечаются зоны (до 20), соответствующие разным условиям резания. Сигнал ВАЭ резания в диапазоне частот 5000-200000 Гц, исключающем влияние низкочастотной составляющей системы станок-приспособление-инструмент-деталь, снимается в диапазоне 5000-20000 Гц стандартными акселерометрическими датчиками вибраций типа Д-13, Д-14, выше - пьезокерамическими пластинами. В первом диапазоне при увеличении износа сигнал возрастает в 8-10, во втором - в 80-100 раз.

Существенность различий спектров, производится по специальной программе статистической обработки спектра. 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. Вычисляется общий вектор, построенный в шестикоординатном пространстве на интенсивностях частотных полос эталонного спектра ВАЭ трения, и общие вектора для всех условий резания. Вычисляются косинусы углов между эталонным и каждым из сравниваемых векторов ВАЭ при резании: чем он ближе к единице, тем точнее конкретные условия резания обеспечивают близость к эталонному спектру ВАЭ трения. Для определения близости средних значений общих векторов и их дисперсий к эталонному берутся общепринятые статистические критерии Стьюдента и Фишера: чем больше критерии, тем больше различие. Дополнительно для проверки берутся критерии Грэббса и Романовского, выявляющие значения, сильно отличающиеся от среднего (условно все общие вектора принадлежат одной выборке).

Получаются шестиугольники оценок условий резания. На шести исходящих из одного центра лучах 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 ВАЭ, близкого к эталонному спектру ЭДС трения.