ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

В основу алгоритма диагностирования положено сравнение текущей формы спектра виброакустической эмиссии (ВАЭ) трения с заданной (эталонной) формой спектра ВАЭ трения, полученной для определенных условий эксплуатации трущейся пары. Поверхности хорошо работающих трущихся пар (вал-втулка) подвергают измерению спектральных характеристик ВАЭ трения 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 ЭДС 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 отечественными 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, 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 100000 Гц) после усилителя поступают на вход шести узкополосных треть-октавных фильтров с названными выше центральными частотами (например, 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 (эталонный) ЭДС трения и угол его наклона к осям координат. Текущий спектр измеряется как во время приработки трущейся пары, так и в процессе дальнейшей работы узла непосредственно в условиях эксплуатации.

Вычисляется общий вектор (заданный) для только что собранной трущейся пары (вал и втулка), также построенный в многокоординатном пространстве на интенсивностях частотных полос спектра ВАЭ трения. Аналогично вычисляется общий вектор (текущий) спектра ВАЭ трения, получаемый в процессе работы и угол между эталонным и заданным векторами (уставка). Изменение (мера близости) формы спектров определяется Евклидовой метрикой, выражающей среднеквадратическую величину отклонения разницы угла наклона текущего вектора спектра ВАЭ трения от эталонного. Величина отклонения не должна превышать уставки. При достижении значения уставки раздается звуковой сигнал.

Алгоритм диагностики предполагает наличие макета для обязательного проведения тестирования (настройки) устройства контроля износа трущейся пары. Режим применяется при отладке устройства. Сначала вводится (задается) с клавиатуры дисплея специальный тест-таблица с данными спектров неизношенной и изношенной пары, уставки, результатов заранее вычисленных отклонений спектров по всем шести каналам. Затем с помощью шести потенциометров с делителями аналоговым способом задаются постепенно увеличивающиеся значения параметров формы спектра ВАЭ. Эта процедура моделирует процесс ускоренного износа трущейся пары при осложненных условиях трения. Вычисляется мера отклонения текущей формы спектра от первоначальной и сравнивается с заданной уставкой. При превышении уставки устройство должно выдать звуковой и световой сигналы.