pronikov_a_s_1994_t_1 (830969), страница 122
Текст из файла (страница 122)
При диагностировании поворотных столов агрегатных станков в качестве диагностических параметров используют, в частности, давление насоса и угловую скорость планшайбы 14] . При создании СТД автоматических линий наиболее часто применяют метод временных интервалов, а в качестве диагностического параметра — длительность цикла. Для станков, предназначенных для финишной обработки с ЧПУ, применяется диагностирование по результатам обработки, так как информация, получаемая при измерении деталей после чистовых операций, несет в себе ряд диагностических признаков, функционально связанных с работоспособностью станка в целом или отдельных его узлов.
Для узла станка, имеющего возвратно- поступательное перемещение, в качестве диагностического параметра принима1от, например, износ, деформацию, степень коррозии трущихся поверхностей. При испытаниях шпиндельных узлов станков установлена корреляция между характеристиками его технического состояния и радиальной податливостью, температурной деформацией шпинделя и его опор, смещениями оси шпинделя и т. д. Широкое применение получило внброднагностнрованне станков.
Одним из распространенных способов выявления источников повышенной виброактивности является сопоставление частот дискретных составляющих спектра вибрации, действующих в рабочих узлах станка, с расчетными частотами возбуждений. Спектры вибраций измеряют на нескольких частотных режимах работы станка, сопоставляя расчетные частоты с реальным частотным спектром вибраций, и определяя резонансные зоны, вызванные функционированием определенного кинематического звена или узла. Для локализации источника повышенной виброакти- вности в станках в ряде случаев удается использовать метод последовательного отключения. Метод дает надежную информацию, если при выключении одного узла не изменяются условия работы остальных.
Обнаружение в спектре вибросигнала составляющих с повышенным уровнем является основанием для поиска дефекта лишь при наличии установленной корреляционной связи между развитием дефекта и ростом амплитуды колебаний на частоте этого дефекта. Известны локальные (для отдельных узлов станка), общие (для станка в целом) системы вибродиагностирования, использующие как бесконтактные средства измерения (индуктивные, емкостные и т. д.), так и контактные системы (пьезоэлектрические) . При диагностировании применяют методы, основанные на выделении и анализе дискретных составляющих колебаний на вынужденных частотах и частотах возбуждения, возникающих вследствие появления различных дефектов элементов конструкции.
На рис. 17.7 приведена структурная схема алгоритма вибродиагностирования станка по параметрам относительной круговой траектории. В блоке 1 формируется диагностический банк данных на основе результатов исследований в области вибродиагностирования станков. Банк данных представляется в виде диагностической карты (см. табл.
17.4) неисправностей (блок 4), в которой приведены аналитические формулы расчета частот механических колебаний основных узлов станка и указаны причины (или источники), вызывающие колебания на этих частотах. Такая таблица, содержащая данные многочисленных испытаний, облегчает задачу локализации и идентификации источников колебаний. Используя сборочные чертежи формообразующих.узлов станка, по формулам, приведенным в диагностической карте, можно рассчитать значения большинства частот колебаний, которые могут появиться в процессе работы или испытания станка, Массив этих частот формирует блок 7.
Таких заранее спрогнозированных частот- может быть больше, чем обнаруженных при экспериментах, так как не все возможные неисправности проявятся на конкретном станке или конкретном режиме испытания. С другой стороны, их может быть и меньше, так как дополнительно проявятся собственные и кратные собственным частоты, а также модуляционные частоты, которые трудно предсказать заранее, и, наконец, в конкретном оборудовании могут возникнуть колебания на непредсказуемых частотах. Блок 2 формирует параметры круговой 1 Иорочные чероки ущод шпинделя и суппорта Априорные данные Испытание б Норнцоо данные значения аяплитуд коледаний 5 Реалилация кругодой траектории диородиагности ческая таблица 9 10 .8 А»-~~~..., А» 7 1;"=4п-..4 17=~,-.,1 А; А»-., Нет 11 г» г;=Ф;- Да да 1г» А А1 Нет 15 Диагностичес- кая карта еиспрадностей 15 Дополнительные испытания 1Ф сточник и причи- а пойкиенного родня анплитуды Рис. 17.7.
Структурная схема алгоритма диагно- стирования «но результатам обработки» траектории оси шпинделя для блока 5, получаемые в результате эксперимента (или серии заранее спланированных экспериментов: при вспомогательном ходе на разных частотах вращения шпинделя; при программном нагружении для разных статистических и динамических составляющих силы резания; при резании на разных технологических режимах и т. д.).
При испытаниях следует дополнительно определять собственные частоты колебаний шпиндельного и суппортного узлов в направлениях измерения. Для повышения достоверности их распознавания спектры колебаний измеряют минимум при двух различных частотах вращения шпинделя. Найденные собственные и кратные им частоты пополняют массив блока 7. * Если по диагностической карте неисправностей определяют только частоты возможных механических колебаний, то в процессе эксперимента формируются два массива — массив обнаруженных частот (блок 9) и массив амплитуд на обнаруженных частотах (блок 10). Блок 3 формирует априорные данные, необходимые для нормирования значений амплитуды вибродиагностического сигнала.
Амплитуда на конкретной частоте нормируется, исходя, в первую очередь, из установленных требований к показателям качества обработанных на станке.17'1 изделий. В блоке б осуществляется нормирование амплитуд колебаний. Блок 8 формирует массив нормированных значений амплитуд колебаний для конкретных частотных диапазонов. А, амВ И0 010 а,) А,мог УмВ Х т 6 ,У 2 г 0 0 И О И !80 ЛР ф~ И0 О0 ГГи Рис. 17.8. Частотный спектр относительных колебаиий шпиидельиого узла при вспомогательном ходе: а — и=1400 мин '; б — и=2000 мин В основу параметрического вибродиагностирования положено сравнение уровней колебаний на конкретных частотах, полученных в процессе испытаний с нормированными уровнями. Сравнение параметров выявленных колебаний осуществляется в логических блоках 11 и 12. Блок 11 выполняет сравнение колебаний по частоте.
Если обнаруженная частота совпадает с предсказанной или близка к ней, то необходимо осуществить сравнение их амплитуд в блоке 12. Если амплитуда превышает пороговое (нормированное) значение на конкретной частоте, проводится идентификация частот источников повышенного возбуждения с помощью диагностической карты неисправностей в блоке 18.
В блоке 14 устанавливаются источник и причина неисправностей (повышенного уровня амплитуды на конкретной частоте). Если обнаруженная в процессе испытания частота колебаний не совпадает ни с одной из предсказанных, то следует вести диагностический поиск путем проведения дополнительных целенаправленных испытаний: измерений спектров на нескольких частотных режимах, множественных испытаний на нескольких нагрузочных режимах, последовательного отключения отдельных механизмов, измерения динамических сил и мощности колебаний и т. д.
На рис. 17.8 приведен пример замеренных спектров относительных колебаний на вспомогательном ходу шпиндельного узла станка МС 12-250М1 при различных частотах вращения. В результате диагностирования согласно представленному алгоритму близки к «опасным» уровням амплитуды колебаний на частотах, обусловленных изгибом вала шпинделя, на собственной частоте колебаний шпиндельного узла. Для повышения глубины поиска неисправности, а также восполнения потерянной при спектральном анализе информации можно воспользоваться кепстральным анализом. Кепстр мощности (преобразование Фурье лога.
рифма спектральной плотности) обладает высокой чувствительностью ко всяким (даже слабым) периодическим сигналам в спектре и может быть использован для их надежного обнаружения. В настоящее время отмечены лишь отдельные попытки применения кепстра при вибродиагностировании в основном коробок передач станков. 17.5. Конкурентоспособность станков Оценка технического уровня, достигнутого при проектировании и создании новой модели станка, является последней стадией разработки этой сложной продукции. Новый станок должен быть конкурентоспособным и найти возможно более широкий круг потребителей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
