Способ диагностики элементов замкнутой динамической системы СПИД Советский патент 1987 года по МПК B23Q15/00 

1

1296370

Изобретение относится к обработке металлов резанием, а именно к лезвийной обработке деталей типа тел вращения.

Цель изобретения - снижение трудоемкости и ускорение процесса диагностики за счет анализа отклонений формы обработанных деталей методами спектральной теории точности.

На фиг. 1 представлены спектральная плотность относительных колебаний, полученная путем записи погрешности обработанной поверхности детали в поперечном сечении в случае, когда элементом, определяющим доминирующую форму колебаний системы СПИД является шкив ременной передачи при обработке гильзы двигателя внутреннего сгорания на специальном автомате мод. ME 270СО (кривая 1); то же, путем записи относительных колебаний между резцом и заготовкой с помощью датчика относительных ко лебаний (кривая 2); спектраль10

15

ных элементов системы СИИД-(суппорт - 100 Гц, щпиндель - 130 Гц, резцеблок - 236 Гц, частота вращения от дисбаланса двигателя 25 Гц) и сравнение с доминирующей частотой позволили выделить шкив ременной передачи на двигателе как неисправный элемент. Был оценен также уровень колебаний на этой частоте. Для этого использовался узкополосный процесс на выходе полосового фильтра с центральной частотой 25 Гц. Огибающая узкополосного процесса может рассматриваться как медленно меняющаяся функция времени. Тогда в качестве оценки амплитуды колебаний можно принять математическое ожидание

ординат этой огибающей

А

где(-оценка дисперсии рассматриваемого узкополосного случайного процесса. В нашем случае б 26, тогда А 261, 25 32,5 мкм. После замены шкива вибраполученная путем записи погрешности обработанной поверхности детали в поперечном сечении после замены шкива и отсутствия резонанса, у других элементов системы СПИД (кривая 3); на фиг. 2 -- кривая квадрата функции когерентности (3) между спектральными плотностями, представленными на фиг. 1 (кривые 1 и 2).

25

ная плотность относительных колебаний, 20 прекратились. Спектральная плотность

относительных колебаний показана на фиг. 1 (кривая 3). Из спектра видно, что в системе нет элементов, определяющих доминирующую форму колебаний системы СПИД. Благодаря этому сколы режущего инструмента прекратились и распределение стойкости инструмента стало близко к нормальному закону распределения. В процессе получения спектра колебаний по известной методике с помощью арочного контактного датчика производилась запись относительных колебаний, и эта инфор.мация также обрабатывалась с помощью упомянутой программы.

В результате обработки полученной ин- фор.мации получены две спектральные плот- 35 ности относительных колебаний (фиг. 1, кривые 1 и 2).

На, фиг. 2 видно, что значение квадрата функции когерентности между этими спектрами близко к единице на частоте 25 Гц.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет достаточно быстро проводить диагностику состояния элементов системы СПИД в производственных условиях, повышать надежность работы оборудования и инструмента и сокращать простои.

40

С помощью данного способа проводилась диагностика элементов замкнутой системы зо СПИД при обработке гильзы двигателя внутреннего сгорания на токарном автомате мод. МЕ270СО. Обрабатываемый материал - специальный чугун, НВ200...240. Обрабатывающий материал - режущая керамика марки ВОК-60. Режимы резания: V 146м/мин (п 315 об/мин); S 0,3 мм/об, мм. При обработке наблюдались вибрации, что приводило к частым сколам режущего инструмента. Распределение стойкости инструмента при этом подчинялось экспоненциальному закону. Для установления элемента, определяющего доминирующую форму колебаний системы СПИД, в поперечном сечении обработанной гильзы была записана погрешность формы поверхности на кругломере мод. 290 с 45 увеличением 500 и фильтром 6 (15-150 волн/ /об). Сигнал записывался на бумаге щлей- фового осциллографа мод. HI 15 в виде осциллограммы. Записанная осциллограмма с помощью преобразователя графиков мод. ФОМ была преобразована в цифровую форму и записана на магнитную ленту на приборе мод. ЕС9002. С магнитной ленты данные вводились в ЭВМ (ИВК-2) и обрабатывались с помощью специальной программы спектрального анализа случайных процессов.

Анализ частот собственных колебаний (полученных с помощью виброметра) основ50

Формула изобретения

Способ диагностики элементов замкнутой динамической системы СПИД, включающий получение параметра, характеризующего относительные колебания между инструментом и заготовкой, выявление доминирующих частот, относительных колебаний, определение частот собственных колебаний элементов системы СПИД, сравнение их с домини- 55 рующими частотами, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и ускорения процесса диагностики, после обработки заготовки осуществляют запись круг

ных элементов системы СИИД-(суппорт - 100 Гц, щпиндель - 130 Гц, резцеблок - 236 Гц, частота вращения от дисбаланса двигателя 25 Гц) и сравнение с доминирующей частотой позволили выделить шкив ременной передачи на двигателе как неисправный элемент. Был оценен также уровень колебаний на этой частоте. Для этого использовался узкополосный процесс на выходе полосового фильтра с центральной частотой 25 Гц. Огибающая узкополосного процесса может рассматриваться как медленно меняющаяся функция времени. Тогда в качестве оценки амплитуды колебаний можно принять математическое ожидание

ординат этой огибающей

А

где(-оценка дисперсии рассматриваемого узкополосного случайного процесса. В нашем случае б 26, тогда А 261, 25 32,5 мкм. После замены шкива вибра прекратились. Спектральная плотность

Формула изобретения

Способ диагностики элементов замкнутой динамической системы СПИД, включающий получение параметра, характеризующего относительные колебания между инструментом и заготовкой, выявление доминирующих частот, относительных колебаний, определение частот собственных колебаний элементов системы СПИД, сравнение их с домини- рующими частотами, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и ускорения процесса диагностики, после обработки заготовки осуществляют запись круглограммы ее поперечного сечения, по кото- ния, которую и принимают в качестве пара- рой производят расчет спектральной плот- метра, характеризующего относительные ко- ности отклонений формы поперечного сече- лебаний между инструментом и заготовкой.

/

Изобретение относится к станкостроению и рен1ает задачу обеспочення возможности оценки динамическо1-о состояния элементов системы СПИД. Цель изобретения - снижение трудоемкости и ускорение нронес- са диагностики. Способ включает получение спектра относительных колебании между im- струментом и деталью в процессе резания, выявление доминируюши.х частот, определение частот собственных колебаний элементов системы СПИД и сравнение их с доминирующими частотами. При этом спектр относительных колебаний получают путем измерения круглограммы noBepxHocYn обработанной детали в поперечном сечеппи. 2 ил. SS (Л к со 05 со

Фиг.2