ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Частное техническое решение, имеющее самостоятельное значение.

В основу 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, например узел вал-втулка, подвергают измерению спектральных характеристик ВАЭ трения, поскольку они отражают энергетическую природу эксплуатационных свойств деталей.

Условия трения (площадь контакта, скорость относительного перемещения, смазочно-охлаждающая жидкость и т.п.) при приработке могут изменяться. Измерение спектра ВАЭ трения осуществляется на станке с приводом плавного регулирования частоты вращения шпинделя или на специальном приспособлении (типа машины трения), обеспечивающими окружную скорость, соответствующую реальной скорости относительного перемещения деталей трущейся пары в процессе работы. При этом делается 10-12 повторений записи сигнала ВАЭ трения. Сигнал ВАЭ трения в диапазоне частот 5000 - 100000 Гц, исключающем влияние низкочастотной составляющей (100 - 1000 Гц) системы станок - приспособление - инструмент - деталь, снимается в диапазоне от 5000 до 20000 Гц отечественными стандартными акселерометрическими датчиками вибраций типа Д-13, Д-14, так как здесь он наибольший, а выше - пьезокерамическими пластинами, т.к. уровень сигнала в этой области не превышает 10 - 15 дБ. При этом следует учитывать тот факт, что в первом диапазоне при увеличении износа сигнал увеличивается в 8 -10 раз, а во втором - в 80 - 100 раз.

Специально изготовленный двухкаскадный широкополосный усилитель состоит из нерегулируемого предусилителя с автономным источником питания, имеющего линейную амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) при коэффициенте усиления не менее 300, и управляемого усилителя, имеющего регулируемый от микро-ЭВМ коэффициент усиления не менее 500, а также возрастающую АЧХ в диапазоне до 10000 Гц и линейную характеристику в остальном диапазоне частот.

Резонансные частоты (5000, 10000, 20000, 32000, 50000 и 100000 Гц.) после усилителя поступают на вход (можно использовать универсальный треть-октавный анализатор спектра параллельного действия типа Ф4337) шести узкополосных треть-октавных фильтров с названными выше центральными частотами. 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 по специальной программе производится их регистрация и обработка. Вычисляется общий вектор ВАЭ трения, а также угол его наклона к осям координат.

Процедура приработки трущейся пары, обеспечивающая получение заданного эталонного спектра ВАЭ трения, производится варьированием смазочно-охлаждающими жидкостями, а также скоростью относительного перемещения деталей.

Существенность различий спектров определяется по специальной программе статистической обработки спектра. Определяется нормальность закона распределения интенсивностей всех частот. Имеется возможность при распределении, близком к нормальному, определить значения, нарушающие нормальность, и произвести их корректировку. 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. Затем аналогичным образом вычисляется общий вектор (текущий) спектра ВАЭ трения, получаемый в процессе приработки, а также 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 при специально проведенных измерениях. Величина отклонения задается уставкой. При достижении значения уставки возникает звуковой и световой сигнал и процесс приработки заканчивается.