МЕТОДИКА ЭКСПРЕСС_ДИГНОСТИКИ ШУ (1261623)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МЕТОДИКА ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКИ ШПИНДЕЛЬНЫХ УЗЛОВПО ТРАЕКТОРИИ ВРАЩЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ ОПРАВКИВ отличие от роторов других машин, к шпиндельным узлам станковпредъявляются в первую очередь требования по точности и точностнойнадежности. В связи с этимшпиндельный узел можно рассматривать нахолостом ходу как черный ящик, на входе которого динамические процессы вопорах, биение оправки и т.д., а на выходе траектория вращения контрольнойоправки (рис. 1).Рис. 1. Диагностическая модель ШУ на холостом ходуПотребность в интеллектуальнойтехнологии экспресс-диагностикишпиндельных узлов резонно приводит к необходимости анализа и повозможности максимального использования отечественного опыта, а эторазработки в первую очередь ЭНИМСа.

По своей сути, идея описанноговыше подхода и была реализована в методике экспресс-диагностики ЭНИМСа( Фигатнер [ 1 ]).Авторами были приняты следующие допущения: Ось шпинделя – это геометрическая прямая, проходящая через центрыдвух окружностей, заменяющих реальные контуры в среднем (по длине)сечении дорожек качения. Окружности проведены так, чтобы среднееарифметическоедействительногоконтурадорожеккачениявнутреннего кольца подшипника от проведенных окружностей быломинимальным. Поворотшпинделясовершаетсянеотносительноегооси,аотносительно мгновенной оси вращения (далее ось вращения). Точность вращения шпинделя характеризуется изменением положенияоси вращения шпинделя во времени- биением оси вращения шпинделя(траектория вращения). На точность вращения шпинделей существенное воздействие оказываюткак погрешности подшипников, так и отклонения от заданных размерови формы деталей шпиндельных узлов, сопряженных с подшипникамикачения и самим шпинделем. Главными источниками биения шпинделей и оси вращения шпинделей,смонтированных на подшипниках качения, являются:- эксцентричность отверстия внутреннего кольца подшипника поотношению к дорожке качения и к измеренной поверхности(центрирующий поясок под патрон, коническое отверстие шпинделя,цилиндрическая поверхность оправки и т.п.); некруглость дорожек качения; волнистость дорожек качения; боковое биение по дорожкам качения; некруглость и разноразмерность тел качения.Траектория вращения шпинделя определяется совместным действиемуказанных выше погрешностей.В биении шпинделя эти погрешностипроявляются с разной частотой, амплитудой и фазой.Сложноевзаимодействие деталей подшипника во времени его вращения и неизбежноепроскальзывание тел качения относительно дорожек качения - все это даетоснование рассматривать биение шпинделя как стационарный случайныйпроцесс.На величину погрешности формы (некруглость) изделий типа телвращения и на чистоту их поверхности решающее влияние оказываетсовокупное воздействие всех составляющих биения шпинделя, частотакоторых не равна частоте вращения шпинделя (оборотная частота) =60Гц,где: –число оборотов шпинделя в минуту.Составляющаяопределяющеебиениязначениешпинделядлясточностичастотой = обработкиимеетизделийназубошлифовальных (бабка изделия), фрезерных и других станках.

Крометого, амплитуда биений с частотой = , как правило составляет 80-90%всей величины биения и поэтому имеет решающее значение при контролейстанка по проверкам,как биение центрирующего пояска шпинделя,конического отверстия шпинделя и т.п.Предложено при измерении биения шпинделя проводить анализ,позволяющий дать раздельную оценку составляющим биения (траекториивращения), различно влияющим на формирование погрешностей формы имикропрофиля поверхности изделия.Техниказаписибиенияшпинделя.Измерениебиенияшпинделяпредлагается производить с помощью устанавливаемых в инструментальныйконус шпинделя контрольных оправок путем последовательного повороташпинделя.

Используются две оправки: у торца шпинделя короткой на вылете- длинной. Измерительные поверхности оправок аттестуют на приборе дляизмерения некруглости. Некруглость измерительной поверхности не должнапревышать 0,1-0,3 мкм при диаметре шпинделя до 100 мм и 0,3-0,5 мкм придиаметре шпинделя свыше 100 мм (меньшие значения – при контролеточности вращения шпинделей станков классов точности А и С).Установкаоправкившпиндельпроизводитсяпоследовательнонесколько раз до получения повторяемых результатов измерения размахабиения шпинделя.Это создает уверенность в отсутствии случайныхперекосов оправки или попадания в посадочные отверстия загрязнения. Дляотсчета угла поворота на шпинделе укрепляют лимб, разделенный взависимости от выбранного числа измерения на 8 или 12 частей.

Погрешностьделения и отсчета при повороте шпинделя не должна превышать ±30′ .Обработка записи биения шпинделя.В методике предполагается, чтозапись биения шпинделя это таблично или графически заданная разверткатраектории биения на отрезке от 0 до Т функция у(t) (где независимаяпеременная t - время или угол поворота), может рассматриваться как суммаполигармонического процесса () и некоторой реализации стационарногослучайного процесса ℎ().() = () + ℎ(),где ℎ() - ординаты записи биения шпинделя. Запись биения шпинделяпонимается как запись проекции биения шпинделя в плоскости XOY на ось Хили Y. Ось Z по направлению совпадает с осью шпинделя.Выделение периодических составляющих случайной функции ()осуществляетсяспомощьюееспектральногоразложения.Частотыгармонических составляющих определяются визуально, путем поисканаибольших пиков в спектральном разложении, например по оценкеспектральной плотности стационарного случайного процесса.

Оценкаспектральной плотности получается путем непосредственного примененияпреобразования Фурье к реализации случайного процесса.Если реализация () задана в интервале времени (0, Т), то оценкаспектральной плотности вычисляется по формуле:11Ŝ() = ∙ |∫0 () ∙ | 2Добавлено примечание ([a1]):Формула для вычисления спектральной плотности по дискретно заданной (Nточками) функции у(t) имеет видŜ() =[ 2 () + 2 ()]4где−12() = ∑ ()=0−12() = ∑ ()=0Результат обработки записи биения шпинделя (далее сигнал) токарного станкаописанным способом показан на рис.

3. Для приближенного анализа процессабиения вместо интегрального преобразования Фурье можно воспользоватьсяразложением в ряд Фурье функции, заданной таблично с постоянным шагом.Коэффициенты ряда Фурье вычисляются по формулам:−110 ≈ ∑ ()=0−1 ≈2∑ ()2 =0−12 ≈ ∑ ()2 =02 + 2 = √где : N – общее число точек измерения; – номер измерения; – порядковый номер гармоники.Рис. 3. Результаты частотного анализа биения шпинделя с помощьюпреобразования Фурье [ ]Далеепроизводитсяпредусматривающаядекомпозициязаписивычисление ординат , , называемых восстановленных кривых.исигнала, + , такВосстановленные кривые биенийпредставляют собой сумму гармоник, полученных по следующему правилу: первая восстановленная кривая ( ), в дальнейшем называемая 1-ясоставляющая биения шпинделя, представляет собой сумму всехгармоник, частоты которых меньше частоты оборотов шпинделя;количественная характеристика этой составляющей - размах 1 ; вторая восстановленная кривая ( ), в дальнейшем называемая 2-ясоставляющая биения шпинделя, представляет собой гармонику счастотой равной частоте числа оборотов (количественнаяхарактеристика - размах 2 ); третья восстановленная кривая ( ), в дальнейшем называемая 3-ясоставляющая биения шпинделя, представляет собой сумму всехгармоник, частоты которых больше частоты оборотов шпинделя (количественная характеристика – размах 3 ).Восстановленная кривая биения оси вращения шпинделя (кривая биенияоси вращения шпинделя) представляет собой сумму всех гармоник спектрабиения шпинделя, частоты которых не равны частоте , оборотовшпинделя.

Ее ординаты - + = − .Предлагаетсяиспользоватьдлядиагностикиточностиследующиепараметры: Размах восстановленной кривой биения оси вращения шпинделя обобщенная характеристика точности вращения шпинделя. Размах 1 - обобщенная характеристика воздействия погрешностейкомплекта тел качения на точность вращения шпинделя, поскольку вэтой области частот смещения оси вращения шпинделя обусловлены попреимуществу вращением тел качения со скоростью сепаратора. Размах 2 - удвоенный приведенный эксцентриситет (векторная сумма). Размах 3 - обобщенная характеристика влияния погрешностей формыдорожек качения на точность вращения шпинделя, поскольку в этойобласти частот смещения оси вращения шпинделя обусловлены попреимуществу вращением внутреннего кольца подшипника.Дискретные спектры записей биения шпинделей и размахи восстановленныхкривых с достаточной полнотой характеризуют точность вращения ипозволяют выявлять возможные причины недостаточной точности вращения.Примеры анализа точности вращения шпинделей.

В методическихуказаниях ЭНИМС приведены примеры диагностики 5-и шпиндельных узловтокарных станков. Примечательно, что поставленные диагнозы былиподтверждены последующей разборкой узлов, что делает эту информациюособо ценной для тестирования разрабатываемых систем диагностикиточности шпиндельных узлов.В методикеЭНИМСаприведены следующие примеры анализаточности вращения шпинделей.Сигнал биения, а также 1-я, 2-я и 3-я составляющие биения шпинделяприведен на следующем рисунке 4.Рисунок 4. Сигнал биения шпинделя и его составляющиеНа рис.

5а представлен спектр сигнала биения, полученный в [ 1 ] , а нарис. 5б в сиcтемеMatlab. Спектры представлены в логарифмическоммасштабе.Рис. 5. Спектр биения шпинделя по методике ЭНИМС а) и б) спектр,полученный в системе Matlab.График биения был оцифрован (рис. 6а), а его спектр представлен на рис.на рис. 6б.абРис. 6. Оцифрованный сигнал биения шпинделяИспользование метода Прони для обработки сигнала биения. МетодикаЭНИМС предполагает следующее разбиение частотной области = ∪ ∪ Где: Ω1 - множество частот в диапазоне от 0 до оборотной, Ω2 - оборотнаячастота, Ω3 - множество всех частот больше оборотной, соответственно принормированном спектре это (0,1], [1], [1,∞]На рис. 7 представлен график экспериментального сигнала, а на рис. 8представлены результаты аппроксимации.Рис.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций