КШО Бочаров (Ю.А. Бочаров - Кузнечно-штамповочное оборудование), страница 86

Например, для КГШП важным механизмом является муфт:;-':г Она передает энергию маховика ведомым частям и главному рй-,':;;~ бочему механизму крутящим моментом трения дисков (вкладьг':";;::!:: шей) ведущих частей в соответствии с уравнением давление в системе управления муфтой; Г„= Я„) р(г) бг — сила 0 сжатия дисков в муфте; г, „— время включения муфты; )гГ,— сила трения.

Отсюда можно наметить некоторые переменные для диагностирования работы муфты: дн рз, г .„р. Кроме того, из уравнения (39.2) слелует, что возможно диагностировать работу муфты по значению отклонения угловых скоростей а,, аь от эталонных значений. На основе статистической обработки результатов мониторинга в подсистеме диагностики прогнозируются возможности неполадок и вырабатываются рекомендации по своевременному (оперативному) их устранению. Актуальной является разработка прогнозных моделей: статистических, аналитических, экспертных лля важнейших, а затем и всех возможных механизмов и элементов конструкций КШМ. Основной принцип технической диагностики КШМ.

Основной принпип работы систем технической диагностики состоит в определении диагностического симптома: разности между фактическим и эталонным значением диагностических параметров, т.е. работа по принципу отклонений Солсбери. Разносты~ между фактическим измеренным Оф и эталонным О.„значениями диагностических параметров называется диагностическим симптомом (39.4) Эталонные значения параметров определяют для бездефектных машин экспериментально или расчетом с помогцью математической модели и имитационного моделирования.

Пороговое значение дефекта (395) [01 = О,, +2а, где О,„о — соответственно эталонное значение и среднее квадратическое отклонение параметра. Тренды диагностических симптомов и ресурсы КШМ. На основе определения диагностических симптомов строят диаграммы трендов — зависимости диагностических симптомов от времени. На рис. 39Л, а представлен тренд, характеризующий четыре этапа изменения характеристик симптома, что соответствует четырем этапам жизненного цикла КШМ: Т, — приработка; Т, — нормальная работа; Т, — развитие дефекта; Т4 — деградация (устойчивое развитие цепочки дефектов с момента„когда появляется потребносп в обслуживании или ремонте, до момента возникновения аварийной ситуации) Наиболее сложно определить третий этап. Применяют два метода: первый заключается в том, чтобы по тренду ретроспектив- 457 для йл з;я;я г„ т, н б Рис.

39,1. Тренды диагностических симптомов: а — типовая зависимость величины диагностического симптома от времени; б— тенденция развития диагностическою симптома во времени, построенная по ретроспективным данным е дальнейшей экстраполяцией аппроксимирующей зависимости экспериментально полученных данных ных данных диагностических симптомов с экстраполяцией аппроксимирующей функцией (рис. 39.1, б) установить предельное значение диагностического симптома Л„.

Остаточный ресурс определяют как интервал времени с момента последнего измерения до пересечения с линией предельного значения. По второму методу по заранее известному, построенному для однотипных КШМ треплу по всему жизненному циклу машины, определяют остаточный ресурс как разность времен гя, — г„„(предельного состояния и момента измерения диагностического симптома Ь„з„). Во многих практических случаях наблюдается тренд, вначале ' участка которого характерно появление одного дефекта, далее наблюдается стабилизация, и в конце участка появляется второй:.; дефект и производная тренда возрастает. В этом случае остаточный:::-", ресурс возможно определить только на последнем участке.

Разработка эталонных ннклограмм основных механизмов КШМ. '! Эталонные циклограммы получают на основе моделирования и расчетов или на основе испытаний хорошо налаженных новых ' механизмов, агрегатов и конструкций машин. При проектировании КШМ на стадии технического проекта .,':.

рекомендуется разработать эталонные циклограммы основных механизмов. Эталонные циклограммы получают на основе компьютерного моделирования„например по программам ПА9, РКЛП1$:-", (см. гл. 3). 39.3. Технические средства и принципы автоматизированного диагностирования КШМ Технические средства диагностирования подразделяются на две группы: встраиваемые в оборудование и внешние (универ- 458 сальные).

Основные требования к средствам диагностики — быстродействие, точность, надежность. Они зависят от параметров датчиков, регулирующей аппаратуры и исполнительных механизмов. В микропроцессорных системах предпочтительно применение цифровых исполнительных устройств и датчиков с цифровым выходом. Автоматизированное диагностирование оборудования с ЧПУ.

Диагностирование производится по траекториям движения исполнительных рабочих механизмов (ползуна, дисков муфты) путем сравнения эталонных и фактических траекторий, циклограмм и построения трендов. Для этого следует воспроизвести тестовую (эталонную) траекторию и зафиксировать ее в памяти процессора (компьютера) ЧПУ. Информация от датчиков положения и перемещения пересылается в память ЧПУ и сравнивается с эталонной.

Частота опроса задается программой. Анализ проводится на основе единой системы признаков, т.е. коэффициентов аналитического описания траекторий в виде однопараметрической задачи. Решение принимают на основе программ ЭВМ по следующим признакам: набора статистических данных об искажениях траектории (по реальным образцам); анализа влияния дефектов на траекторию с помощью сравнения имитационной модели объекта диагностирования с фактическими измерениями. Понятия акустического шума и вибрации. Акустический шум и вибрации широко применяют для выявления диагностических трещюв.

Акустический шум и вибрация представляют собой разновидность колебаний в упругих средах и структурах. Простейший сигнал акустического шума или вибраций — гармоническое колебание. Реальные сигналы акустического шума и вибраций КШМ содержат совокупность гармонических и случайных сигналов. Сведения о методах диагностирования на основе анализа шума и вибраций можно найти в работе [31. В технической диагностике машин и оборудования абсолютное большинство диагностических задач решается методами виброакустической диагностики, в которой вопросы контролеспособности машин и оборудования являются наиболее сложными, а необходимые для диагностики разделы знаний в большинстве случаев не входят в дисциплины, традиционно изучаемые инженерами-механиками в вузах.

Технические средства виброакустичеекой диагностики. Применяют два типа измерительных преобразователей — датчиков: генераторные и параметрические. Генераторные датчики под воздействием вибраций вырабатывают элекзрические сигналы тока, заряда или напряжения, например, микрофоны электромагнитные, электретные и пьезоэлектрические. 459 40.'. Особенности и пример программно-адаптивного управления гааогидравлическим молотом 460 Павметрические датчики под воздействием вибраций изменлют акой-либо параметр, сопротивление, индуктивность, ем"ост" (апример, микрофоны параметрические: угольные и конденсат'рные, Наиболее распространен электростатический конденсатрный микрофон. 6 По,азначению датчики делятся на датчики вибросмещеоия (паРаме'ические для низких частот), виброскорости (генераторные " паРа~етрические для средних и высоких частот), виброускоре~кселерометры (генераторного типа, для измерения в ши- 1 Роком гиапазоне от низких до ультразвуковых частот).

Аиа~изаторы. Для анализа виброакустических сигналов приме"Яют 'риборы-анализаторы (например, СД12-М), с помощью когор'х проводят анализ формы сигнала, его огибающей, частотны) и спектральный анализы. Применяют одноканальные анализато ы и двухканальные для параллельного анализа двух сигналов. В(ход у датчика может быть аналоговым и цифровым. Важное значен~е имеет программное обеспечение анализаторов. ГЛАВА 40. ПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ КУЗНЕЧНОШТФМПОВОЧНЫМИ МАШИНАМИ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ Все типы КШМ ударного действия (винтовые прессы и молоты) об~адают средней управляемостью (см. табл. 38.3). Для программизго дозирования кинетической энергии рабочих частей применяю' программное логическое, программно-адаптивное, энергетическое управление с обратными связями по скорости и вы-,;";,'';,' сотному размеру поковки (недоштамповки). Сис'емы дозирования эффективной энергии обеспечивают отключение привола по достижении рабочими частями заданного значеп1я управляемой переменной.

Для винтовых прессов и гидРавли'неких молотов применяется способ дозирования энергии по скорости [36[, а для паровоздушных молотов — по времени задержки РаспРетелительного золотника на периоде впуска свежего пара или ".,.;.';: воздУха (Ю.А. Бочаров, Н.Б. Бабин, Е.А. Юданов, 1982). С"с 'емы программного управления винтовыми прессами изложенгд в работе [36], приводными пневматическими молотами в Работе '5Ц, гидравлическими и газогидравлическими молотами в Р~б~~~' [10, 1Ц, горячештамповочными комплексами на базе КГШП в работе [5Ц. С помощью ЧПУ осуществляется синхронизирующее управление ло'истикой цикла, частотой циклов в режиме реального вре- мени, кинетической (эффективной) энергией рабочих частей с большой точностью.

При многоударной штамповке на гидравлических молотах применяется стратегия управления машиной с обратной связью по скорости рабочих частей и по высоте поковки. Необходимое значение энергии каждого удара вычисляется на основе информации о текущей высоте поковки и расстоянию между штампами в нижнем положении рабочих частей. Энергия завершающего удара должна быть достаточной для получения высотного размера поковки в пределах допуска, не вызывая соударения штампов (Ю.А.Бочаров, В.А. Антимонов, 2001). Для проектирования надежной системы ЧПУ требуется анализ динамических и математических моделей процесса н машины, разработка алгоритмов и программ, тестирование и отладка макетов систем ЧПУ на стендах 19!. Разработана и испытана система дозирования кинетической энергии рабочих частей электровинтового пресса с обратной связью по скорости ползуна (И. В.