pronikov_a_s_2000_t_3 (830968), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Механические: плотность, удельный объем, удельный вес, коэффициент растяжения; модуль продольной упругости, коэффициент всестороннего сжатия, твердость, ударная вязкость, коэффициент поверхностного нажатия. Т е пл о в ы е: температура, количество теплоты, температурный градиент, тепловой поток, поверхностная плотность теплового потока, энтропия, объемная и удельная теплоемкости, коэффициент теплопроводности, коэффициент теплопередачи, коэффициент температуропроводности.
Акустические: звуковое давление, объемная скорость, звуковая энергия, плотность звуковой энергии, интенсивность звука, акустическое сопротивление, удельное акустическое сопротивление, высота звука, тембр звука, громкость звука, акустический коэффициент отражения, акустический коэффициент поглощения. Электрические и магнитные: сила тока, плотность тока, электрическое сопротивление, электрическая проводимость, удельное электрическое сопротивление, удельная проводимость, магнитная индук- ция, магнитный поток, напряженность магнитного поля, магнитный момент, магнитодвижущая сила, магнитное сопротивление, индуктивность, напряжение, емкость, потенциал, электрический момент диполя, диэлектрическая проницаемость., Временные: время, временные интервалы, фаза, частота периодического процесса. С усложнением современного оборудования, повышением требований к его точности и надежности увеличивается число контролируемых параметров и, следовательно, необходимых измерительных средств.
Диагностическими признаками (параметрами технического состояния) по которым можно судить о станочных системах и их составляющих и которые контролируют в процессе диагностирования, могут быть приведенные ниже: а) параметры технологического оборудования, непосредственно характеризующие его работоспособность (точность вращения шпинделя станка в опорах, точность перемещения суппорта по направляющим, точность позиционирования суппорта или стола и т.п.); б) повреждения, которые возникают в процессе эксплуатации и приводят или могут привести к отказу, например, износ, деформация. Это те диагностические признаки, по которым можно сделать вывод о техническом состоянии станка, так как они являются первопричиной отказа и связаны с выходными параметрами некоторой функциональной зависимостью.
Число этих признаков в станках велико, и их одновременное диагностирование затруднено, поэтому следует контролировать параметры тех элементов оборудования, у которых заранее известно, что их повреждения являются основными причинами потери работоспособности, например, изнашивание направляющих, ходовых винтов, шпиндельных подшипников, коробление станины и корпусных деталей; в) Косвенные признаки, функционально или стохастически связанные с выходными параметрами: виброакустические и тепловые характеристики, наличие в смазочных материалах продуктов изнашивания и др. Существенным преимуществом использования косвенных признаков является возможность их оценки непосредственно в процессе работы станка; недостатками — наличие стахостической связи между косвенными признаками и выходными параметрами станка и влияние на диагностический сигнал посторонних факторов и шумов, не связанных с работоспособностью оборудования. Тем не менее, косвенные признаки работоспособности широко применяют для диагностики.
Выбор номенклатуры диагностических параметров узла представляется наиболее ответственным этапом. Необходимо установить оптимальное число диагностических параметров как компромиссное между сложностью диагностирования и достоверностью оценки характеристик работоспособности оборудования, входящей в состав станочной системы. Чем выше требования к точности обработки, тем большим числом диагностических параметров должно оцениваться состояние оборудования. Диагностическими параметрами для оценки состояния узлов станков и их систем служат нижеследующие. Диагностирование точностных и кинематических характеристик включает оценку точности движения формообразующих узлов станков и исполнительных органов транспортных систем и роботов, точности их 416 позиционирования и точности взаимного расположения формообразующих узлов.
Одни параметры точности оценивают при испытаниях или при профилактике станков, роботов и транспортных систем, другие — непосредственно в процессе работы. В последнем случае весьма удобным и информативным методом является оценка точности по траекториям движения ' (рис. 13.1) опорных точек формообразующих узлов (см.
т. 1, гл. 6 и т. 2, гл. 3). Для круговых траекторий это — смещение центра траектории, эксцентриситет вращения, овальность, гранность, волнистость, шероховатость, координаты начала и конца траектории; для линейных траекторий— размах траектории, наклон траектории, волнистость, шероховатость, координаты начала и конца траектории. Рис. 13.1. Круговые траектории движения опорных точек формообразующего узла станка (цереднего конца шпинделя): 1 — на холостом ходу; 2 — под нагрузкой; А — смещение центра траектории под действием силы резания; х „— биение по оси Х; у — биение по оси У Точность взаимного расположения формообразующих узлов оценивают по отклонениям от заданного взаимного положения и по отклонениям от заданного передаточного отношения. Для диагностирования используют также результаты активного контроля деталей, получаемые непосредственно в процессе обработки.
Параметры качества обрабатываемых деталей, погрешность размера, отклонение взаимного расположения поверхностей, погрешность формы, волнистость и шероховатость поверхности. Кинематические характеристики оценивают по таким диагностическим параметрам, как частота вращения, перемещение, скорость и ускорение перемещения, передаточное отношение, отклонение от заданного передаточного отношения. Энергетические и силовые характеристики оценивают с помощью силы резания, моментов в приводах, тяговых усилий, силы трения, давления в гидро- и пневмосистемах, давления на направляющих и в стыках, напряжения в деталях, деформаций в характерных точках, статической и динамической жесткости, мощности, КПД, потерь на трение.
Статическая жесткость достаточно информативна. Форма кривых жесткости в координатах «сила — деформация», линейность характеристики, 14 — 42 характер петли гистерезиса, запаздывание деформации и другие являются диагностическими сигналами о состоянии упругой системы станка. Частотные и виброакустические характеристики, применяемые для диагностики, весьма разнообразны. Чаще других используют амплитуду, частоту, фазу, виброперемещения, виброскорости и виброускорения характерных точек станка. Современные диагностические установки, оснащенные ЭВМ, позволяют получать частотные характеристики в реальном масштабе времени.
По АЧХ, АФЧХ, спектрограммам оценивают динамическое состояние узла или системы. Для этих же целей используют общий уровень вибраций. Для оценки шума применяют многочисленные акустические характеристики, в том числе уровень вибраций, уровень шума, интенсивность звука, громкость звука, тембр звука. Весьма удобным и наглядным способом вероятностной оценки точности станка и его отдельных узлов является сравнение области состояний по АЧХ с соответствующей областью работос п о с о б н о ст и. Область работоспособности при этом всегда ограничена максимально допустимым значением амплитуды колебаний ~А~ (рис. 13.2, а).
0 Ь~ ~г бфб М ЬЬ а А~, мкм 0,3 Й7 Рис. 13.2. Примеры оценки динамического состояния станка по частотным характеристикам: а — области работоспособности 1 и состояний П по Ачх; б — динамическое качество различных типов приводов для прецизионного станка; в — области работоспособности 1 и состояний 11 по АФЧХ; г — опытные распределения амплитуд ЦА) и углов сдвига фаз Цд) в фик- сированном интервале частот Значение [А~ непосредственно связано с точностью изделий. Если при обработке частоты колебаний заготовки и инструмента совпадают с резонансными частотами отдельных узлов станка, то амплитуда колебаний 418 Чаще всего в качестве диагностического параметра используют температуры характерных тепловых точек или их разности, изменения значений которых преобразуют в конечном итоге либо в сигнал, управляющий положением узла, либо в поправку к программе, управляющей обработкой детали.
Тепловые характеристики оценивают также по температуре характерных тепловых точек, тепловым деформациям, тепловым полям, тепловым картинам, изотермам. Электрические и магнитные характеристики применяют для диагностирования приводов, усилителей, электрических систем, систем управления. В качестве диагностических параметров используют силу тока, электрическое сопротивление, электрическую проводимость, напряжение, магнитный момент, магнитодвижущую силу, магнитный поток. Ниже в качестве примеров перечислены параметры, применяемые для оценки качества и диагностирования соответственно электроприводов и систем управления станков с ЧПУ.
В электроприводах контролируют, например, соответствие направления вращения полярности задающего напряжения, отсутствие повреждений щеточных узлов и клеммника, сопротивление изоляции обмоток двигателей (обмотки якоря относительно корпуса и обмотки возбуждения, обмотки возбуждения относительно корпуса), сопротивление заземления между заземляющим зажимом и цеховой магистралью, прохождение управляющих сигналов, ток возбуждения, напряжение на якоре, характеристики силовых тиристоров, амплитуду пульсации напряжения тахогенератора, сигналы состояния, срабатывания защит, настройку токоограничения, частоты вращения, время торможения, работу термодатчиков, уровень шума.
В системах ЧПУ проверяют работу устройства ЧПУ по тест- программам: основной тест команд, тест таймера, тест ЭВМ высшего ранга, тест блока управления, тест памяти, тест ввода с пульта управления, тест ввода-вывода на кассетный накопитель на магнитной ленте, тест вывода на блок отображения символьной информации, установку ЦАП, сохранение информации при перезапуске УЧПУ, правильность выхода узлов в фиксированное положение, рассогласование при перемещениях узлов, цепи управления перемещением узлов, значения входных и выходных управляющих сигналов, работу узлов от ручных органов управления, перемещение в заданную координату, соответствие диапазонов и оборотной подачи, прохождение сигналов (например «толчок смазки», «стоп подачи», «стоп шпинделя», «зажать патрон», «разжать патрон», «зажать пиноль», «разжать пиноль») отработку технологической программы, поиск кадра и др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
