Мониторинг критериальных характеристик оценки технического состояния металлорежущих станков

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

САМ-модуль имеет CHM-файл помощи, в котором подробно поясняются все приёмы работы при выполнении проектов.
E. Fedin
AUTOMATION OF WORKING OUT OF OPERATING PROGRAMS FOR MULTI-PLANERS MULTI-SPINDLE OF NC BORING MACHINES
The results of the development of the computer program for syntheses controlling programs to positional NC-system special muchsupported, muchspindle drill-detachable tool of the company Kawasaki are presented.
Key words: multi-planers and multi-spindle machine tools, adjustment, the item system NC, the operating program, automation, CAM-MODULE
Получено 11. 11. 10
УДК 621: 65. 011. 56:681. 3
С. Ф. Золотых, канд. техн. наук, доц., (4872) 35−18−87 (Россия, Тула, ТулГУ)
МОНИТОРИНГ КРИТЕРИАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Проведен анализ критериев оценки технического состояния металлорежущих станков. Обоснована наибольшая информативность и эффективность спектральных критериев.
Ключевые слова: металлорежущие станки, диагностика технического состояния, спектрально-частотный анализ.
Анализ теоретических исследований по созданию систем обеспечения динамического качества станков определил область существования критериев динамического качества и показал направления исследований, обеспечивающих достижение заданных динамических параметров. Проблема обеспечения заданного динамического качества является далекой от решения, что объясняется, прежде всего, ее сложностью и недостаточной изученностью. Эффективными способами обеспечения качества работы станочного оборудования являются оптимизация динамических параметров на этапе синтеза, или проектирования, применение виброзащитных систем и конструкций на этапе эксплуатации, диагностика и мониторинг технического состояния станков.
Существующие подходы для решения задачи диагностики могут рассматриваться в следующих постановках.
В первом случае диагностика проводится с целью исследования соответствия станка техническим требованиям с выдачей рекомендаций по режимам обработки. Как правило, исследования касаются динамической устойчивости станка. Такой подход требует снятия амплитудно-фазовочастотных характеристик станков, что весьма трудоемко и не во всех случаях оправдано. Метод позволяет оценить виброустойчивость станка при критических режимах резания (ширина среза, глубина, подача) без выявления причин низкой виброустойчивости, т. е. без анализа технического
состояния узлов технологической системы операций и выдачи рекомендаций по их устранению. При дальнейшем использовании станка, не удовлетворяющего техническим нормам, технологи вынуждены занижать режимы обработки.
Во второй постановке используются спектрально-частотные методы. Производится выявление дефектных элементов механической системы станка (зубчатые зацепления, подшипниковые опоры валов, шариковинтовые пары и т. п.) с рекомендациями по их наладке или ремонту. В качестве диагностических признаков используются спектральные характеристики вибро- и акустических сигналов, снимаемых с датчиков. В такой постановке диагностика является наиболее эффективной. Однако представляет собой чрезвычайно сложную и трудоемкую задачу, требующую большого объема экспериментальных исследований и сложного оборудования.
Отдельной задачей в диагностировании станков является выбор критерия оценки технического состояния (ТС) узлов.
1. Измерение интегральных вибрационных характеристик позволяет определить общее техническое состояние машины. В основу нормирования абсолютной вибрации заложены рекомендации международного стандарта ИСО 2372−74, в котором в качестве критерия используется среднее квадратическое значение (СКЗ) виброскорости в диапазоне частот от 10Гц до 1кГц. Они основаны на допущении, что подобные по мощности, высоте оси вращения, частоте вращения, способам установки, условиям монтажа и эксплуатации агрегаты имеют примерно одинаковые допустимые значения вибрации при достижении предельного состояния. Базовым нормативным документом по вибрации в настоящее время является ГОСТ ИСО 10 816−197, введенным в действие на территории РФ в 1999 г., в котором указано, что при сосредоточении значительной части вибрационной энергии за пределами диапазона 10 1000Гц, дополнительному нормированию подвергается СКЗ виброперемещения и виброускорения в соответствующей полосе частот. Причем в качестве критериев оценки используют не только абсолютное значение вибрации, но и их изменение в процессе эксплуатации. Нормы вибрации на машины конкретных типов разработаны в 2 6 частях базового стандарта ГОСТ ИСО 10 816−1-97, атакже ГОСТ 25 364–97.
2. Различные дефекты узлов машин характеризуются различным распределением составляющих вибрации в ортогональных направлениях. Поэтому нормирование интенсивности вибрации корректно проводить раздельно по каждой пространственной составляющей вибросигнала в полосе частот, характерной для данного узла. Необходимость в различии оценки горизонтальной и вертикальной вибрации отмечается в стандартах VDI 2056, ГОСТ ИСО 10 816−3-99 и других.
3. Для оценки технического состояния составных частей применяются четыре критерия [1], как и в стандартах ИСО: хорошо (зона А) — приемлемо (зона В) — допустимо (зона С) — недопустимо (зона Д).
Неисправности и дефекты машин (связанные с износом кинематических пар и проточной части, с дефектами монтажа и сборки, с дисбалан-
сом движущихся частей, с неблагоприятными режимами работы и т. д.) определяются по изменениям вибрационных характеристик и показателей режима работы. Для этого используются диагностические словари и специально построенные графики (диаграммы), функциональные и регрессионные зависимости.
4. Металлорежущие станки должны проверяться на соответствие требованиям технического регламента, но пока такой документ не создан, проверяется выполнение положений стандартов или технических условий, если они относятся к безопасности станков. При этом проверяются электробезопасность, конструктивная безопасность и электромагнитная совместимость. Кроме того, установлены и проверяются показатели энергоэффективности, уровни шума, вибрации, содержания в воздухе вредных веществ и эргономические параметры.
5. Наиболее эффективным в этом смысле является «набор» эталонных спектров (образов) механических узлов в нормальном и дефектном состояниях, с которыми производится сравнение снятых спектров с действующего оборудования. Такой подход трудно реализуем, т. к. требует большого объема предварительных экспериментальных исследований, которые зачастую технически сложно реализуемы (спектральные характеристики подшипников с различными дефектами).
6. Другой подход в выборе критерия оценки ТС заключается в приме -нении обобщенного технологического критерия [2]. С поверхности обработанной на диагностируемом станке детали снимается профиллограмма с последующим определением спектра неровностей. Полученный спектр сравнивается с предварительно построенной картой допустимых уровней неровностей, которая определяет частотные границы и предельные значения амплитуд в спектре неровностей поверхности обработанной детали.
Обобщенный технологический критерий определяет частотные границы и предельные значения амплитуд в спектре неровностей поверхности обработанной детали. Спектр неровностей, в свою очередь формируется относительными колебаниями инструмента и детали в процессе обработки.
При этом диагностическим признаком, с помощью которого находят причину (источник) параметрического отказа, служит превышение уровня механических колебаний станка на определенной частоте по сравнению с нормированным уровнем.
Обобщенный технологический критерий и рассмотренная методика с позиций ранее выдвинутых требований к оперативной диагностике обладают следующими недостатками:
— спектр неровностей обработанной поверхности отражает не только ТС станка, но и влияние самого процесса резания — режимов обработки, материала заготовки, характеристик резца-
— для снятия профилограмм требуется применение профилографов-профилометров, что весьма трудоемко и снижает оперативность методики.
7. Для количественного сравнения некоторых опорных спектров, например полученных теоретически, и спектров, снятых с диагностируемого станка, предложено использовать дискриминантные функции [3].
Процесс принятия решения базируется на построении границ областей решений, разделяющих рассматриваемые М классов-состояний (М — число анализируемых состояний или классов). Границы этих областей определяются дискриминантными функциями gl (A), g2(A),…, gм (Л), которые представляют собой скалярные и однозначные функции образа A.
Если gi{Л)& gt- gj{Л), для всех і, 7 = 1,2,…, М, 7 ф і, то A є.
Евклидово расстояние между произвольным вектором, А и і -м опорным А0 определяется выражением
D,(Л)= A — A =-J (a — Aj j (л — Aj)
При построении векторов спектров вычисляются граничные частоты и частота дискретизации на основании теоремы Котельникова и частот Найквиста.
В приведенной методике требуются опорные (базовые) спектральные характеристики. Последнее предполагает отдельные как теоретические, так и экспериментальные исследования.
Список литературы
1. Применение автоматизированного комплекса оценки качества станочных систем: метод. рекомендации/сост. А. Л. Вильсон М.: ЭНИМС, 1988. 26с.
2. Юдашкин Г. Л. Экспериментальные исследования технического состояния станков по параметрам неровностей поверхности обработанных деталей: Тезисы докладов Всесоюзной науч. практ. конф. «Пробл. создания и внедрения гибких производственных роботехнических комплексов на предприятиях машиностроения. «Одесса: Машиностроение, 1989. 38с.
3. Золотых С. Ф., Тураносов С. М., Казимиров А. Н. К выбору метода исследования частотных характеристик технологической системы операций // Известия ТулГУ. Серия. Технологическая системотехника. 2003. Вып. 1. 353 с.
S. Zolotyh
THE MONITORING OF METALWORKING MACHINE TOOLS TECHNICAL CONDITION EVALUA TION CRITERIA
The metalworking machine tools technical condition evaluation criteria have been analyzed. It has been proved that the specter-based criteria are the most effective ones having the highest information value.
Key words: metalworking machine tools, technical condition diagnostics, frequency spectral analysis.
Получено 12. 11. 10

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой