ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Технический контроль является составной частью изготовления, эксплуатации (диагностики), ремонта машины. Цель предлагаемого исследования - определение единых нормативных критериев оценки технического состояния вращающихся деталей от изготовления до выбраковки машины.

Качественными признаками, характеризующими деталь от изготовления до выбраковки, являются ее геометрические параметры. Выделим в геометрических параметрах зависимые и независимые параметры. К независимым параметрам отнесем размеры и шероховатость. Эти параметры определяются только свойствами контролируемой поверхности. К зависимым параметрам отнесем соосность и уравновешенность. Эти параметры, кроме свойств контролируемой поверхности, определяются свойствами базы измерений.

В значительной мере геометрические параметры задаются в процессе механической обработки. Контроль независимых параметров осуществляется микрометрированием и сравнением с шаблонами шероховатости. Отметим, что применяемые в процессе механической обработки оценки, методики и измерительные приборы (технология контроля), как правило, остаются неизменными в процессе всего технологического цикла от изготовления до выбраковки детали машины. Неизменность технологии контроля определяет единые нормативные критерии оценки независимых параметров, что позволяет давать сравнительную оценку каждой из технологических операций, включая переходные операции. Например, по изменению геометрических размеров и шероховатости в процессе хранения оценивается качество консервации. Такая схема технического контроля является оптимальной при выявлении "слабых" технологий и при определении резервов повышения качества.

К измеряемым в процессе механической обработки зависимым параметрам детали относится соосность. Соосность оценивается по эксцентриситету (биению) контролируемых поверхностей относительно оси механической обработки являющейся базой измерений. По данным измерений оценивается качество установки детали в станке и наличие (отсутствие) деформаций детали в процессе механической обработки. Подключение соответствующего математического аппарата позволяет по этим данным определить разность между действительной и оптимальной установкой (определить положение оптимальной установки) детали в станке и определить необходимое количество и расположение люнетов для механической обработки детали.

Большинство вращающихся деталей быстроходных машин балансируется (уравновешивается). Уравновешенным называется тело у которого положение центра масс (положение главной инерционной оси) совпадает с осью вращения. Таким образом, балансировка сводится к определению и совмещению главной инерционной оси с осью вращения детали на балансировочном стенде. В рассматриваемом примере, переход от механической обработки к балансировке приводит к смене базы измерений от оси механической обработки к оси вращения детали на балансировочном стенде. Измеряемые параметры балансировки (неуравновешенные инерционные силы и моменты) тарируются в единицы измерения дисбаланса. Измерения в единицах дисбаланса оценивает разность действительного и нулевого (оптимального) баланса. Отметим, что такая оценка корректна только для данного режима балансировки, включающего, кроме свойств детали, точность балансировочного стенда, частоту вращения, нагрузочный и температурный режим детали и т.д.

На полнокомплектной машине базы измерений зависимых параметров вновь изменяются: базой измерений соосности является ось прокрутки детали в "собственных" подшипниках, базой измерений уравновешенности является ось вращения детали в машине в эксплуатационных условиях и режимах. Разность баз измерений соосности при механической обработке и в собственных подшипниках затрудняет прямую оценку изменения соосности в переходные операции (хранения, транспортировки, монтажа). Такую оценку можно дать расчетно.

Разность баз измерений уравновешенности, различия режима балансировки на стенде от режима реальной эксплуатации машины, разные нормативные критерии оценки не позволяют сравнивать данные баланса детали на стенде и машине, то есть определять изменение баланса детали в переходные операции. Изменение баланса детали можно определить косвенно, в частности, по изменению соосности контролируемых поверхностей детали относительно друг друга - определением деформирования детали в процессе контролируемой операции.

Различие оценок, методик, измерительных приборов, при определении зависимых параметров, приводит к разным нормативным критериям оценки технического состояния детали на разных этапах ее изготовления - эксплуатации. Наиболее актуальна проблема несогласованности критериев оценки при измерениях соосности и уравновешенности, что исключает из под контроля переходные операции (хранение, транспортировку, монтаж) и затрудняет выявление "слабых" технологий и определение резервов повышения качества.

Проблема единого нормативного критерия оценки технического состояния, на наш взгляд, должна решаться применением измерительно-вычислительных комплексов работающих на всех стадиях изготовления и эксплуатации по одному контролируемому параметру. Таким параметром может стать относительный эксцентриситет (биение) контролируемых поверхностей (биение контролируемых поверхностей относительно друг друга). В этом случае одна из контролируемых поверхностей становится базовой и по ней определяются изменения, происходящие в детали, - деформации, нарушающие соосность и баланс. Имеющиеся методики измерений биений, в частности, оптические, являются безопасными и высокопроизводительными и позволяют проводить измерения в диапазоне частот вращения от ручной прокрутки до частоты вращения в рабочем режиме. Режим непрерывного измерения позволяет использовать их как приборы активного контроля по определению изменений контролируемой поверхности при механической обработке и в процессе эксплуатации (в процессе эксплуатационного изнашивания и вибронагруженности).