ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

В основе устройства - сравнение изменения формы спектра виброакустической эмиссии (ВАЭ) резания, с эталонным изменением формы спектра ВАЭ, полученым для определенных условий эксплуатации трущейся пары (ВАЭ трения).

У поверхностей хорошо приработанных трущихся пар (вал-втулка) после разборки измеряют спектральные характеристики ВАЭ трения. Материал притира и условия трения одинаковы для вала и втулки. Спектр ВАЭ трения измеряется на станке с приводом плавного регулирования частоты вращения шпинделя или на специальном приспособлении, обеспечивающем окружную скорость, соответствующую реальной скорости относительного перемещения деталей трущейся пары в процессе работы. Запись сигнала ВАЭ трения повторяется 10-12 раз в разных участках поверхностей. Сигнал ВАЭ трения в диапазоне частот 5000-100000Гц снимается в диапазоне 5000-20000Гц стандартными акселерометрическими датчиками вибраций типа Д-13, Д-14, а выше - 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 10000Гц и линейной характеристикой в остальном диапазоне частот. Резонансные частоты (5000, 10000, 20000, 32000, 50000, 100000Гц) после усилителя поступают на вход 6 узкополосных треть-октавных фильтров с указанными центральными частотами (например, анализатор типа Ф4337). На выходе каждого фильтра - 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. Вычисляются общие вектора ВАЭ трения для вала и для втулки и угол между ними.

Выбор условий резания, обеспечивающих получение заданного эталонного спектра ВАЭ трения, производится при чистовой обработке (торцевом точении дисков диаметром до 150 мм, варьируя инструментальными материалами, СОЖ, скоростью резания и подачей). Зоны (до 20), соответствующие разным условиям резания, отмечаются. Сигнал ВАЭ резания в диапазоне частот 5000-200000 Гц снимается в диапазоне 5000-20000 Гц стандартными акселерометрическими датчиками вибраций типа Д-13, Д-14, выше - пьезокерамическими пластинами. В первом диапазоне при увеличении износа инструмента сигнал возрастает в 8-10 раз, а во втором - в 80-100 раз. Существенность различий спектров определяется по специальной программе статистической обработки спектра. Определяется нормальность закона распределения интенсивностей всех частот. При распределении, близком к нормальному, определяются и корректируются значения, нарушающие нормальность. Выводятся гистограммы распределения. Вычисляются общие вектора для вала и втулки, построенные в многокоординатном пространстве на интенсивностях частотных полос эталонных спектров ВАЭ трения вала и втулки и угол между ними. Аналогично вычисляются общие вектора спектров ЭДС резания вала и втулки для всех условий резания и углы между ними. Определяется существенность отличий между эталонным углом и каждым углом для разных условий резания: чем меньше отличие, тем точнее конкретные условия резания обеспечивают близость к эталонному спектру ВАЭ трения.

Получаются шестиугольники оценок условий резания. На 6 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 резания, близкого к эталонному спектру ВАЭ трения.