Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование динамического качества тяжелых токарных станков методами функциональной диагностики Зелик, Виталий Павлович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Зелик, Виталий Павлович. Совершенствование динамического качества тяжелых токарных станков методами функциональной диагностики : автореферат дис. ... доктора технических наук : 05.03.01.- Москва, 1990.- 33 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность работы. Пэрод к&пдаовтроятеяь-ныы коішлєксоц поставлена задача резкого повышения технике -экономического уровня выпускаемого оборудования я иашан. Это предопределяет необходимость увеличения выпуска кеталлореаущих станков, а также позызенкя их технико-зкснсшческнх покозате -лей, прежде всего точности и технологической надежности.

Определяющее- влияние на показателя технического уровня ка-
таяяорзкущих станков оказкзаят привода. Достигавши уровень
качества приводов не. обеспгчиввет выполнения предъявляемое к''
станкам позшянн'шс требований по точности обработки я сохране
ния ее во время эксплуатации., что-обуславливает необходимость
разработки ыетодсз их совершенствования. . ":'

В ссяга с-изложенным в насптабах народного хозяйства воз -
шкает крупная проблема совершенствования конструкции к повн -
веняя надегноети кстаялорогтгрк станков на'всох, этапах астзнен-
ного цикла. Однии из путей ей ревеняя является пртеенение мощ
ных методов технической диагностики. К вагкэйпнУ видам дкапно-
стики станков относится диагностика их динамического качества
или виброакуст'кческаЯ; диагностика. При этой сцекгзаится вибра
ции элементов, являкцихся одним из осноенкх факторов, опреде
лявших точность, производительность,;технологическую надежность
станков.;' ,.. _ < .'."..- .,'''.> 4--,- '

Шкроксцу внедрение катодов и средств,' а частности, вибро -акустического функщюіїальногр диагностирования, ориентирован -ных на применение в условиях производства препятствуют ряд факторов. Во-первых, недостаточно развитая теория динамики станков при кинематической возбузденги, в качестве.источников которого выступают паз дефекти изготовления и сборки, так в .зарождавшиеся дефекты; во-вторых, недостаточная контролепригодность станков, особенно тяжелых; в-трзтьях, отсутствие, применительно к станкам, методов'кдеиткфикецйи эацукясвныг аддтяЕНыки и культя-пликативны&я помахаїзі источников эяораций а с^ука, определяющих техническое состояние приводов} в-четвэрткх, отсутствие обоб -ценных методов технической диагностики, позволяемая обрабатн -вать диагностическув информации различной*физической природы.

Такое положение объясняется, в перзуо очередь, кедостаточ-

нам развитием теории колебаний кэтаяаореядщпх станков при кя -

* некатическом возбуадешш к отсутствием средств виброакустиче -

ского функционального диагностирования, ориентированных на применение в условиях производства.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с заданием 06.07 "Создать и ввести в эксплуатацию систему.диагностики металлообрабатывающего оборудования с ЧПУ" научно-технической программы 0.Ц.047, утвержденной Постановлением ГКНГ СССР, Президиума АН СССР, Госплана СССР от. 30.12.1983 г. »766/164/333.

В этой связи возникает актуальная научная проблема, реваемая а диссертации: совершенствование качества станков на всех этапах жизненного цикла на базе методов функциональной диагностики.

Целью работы является дальнейшее развитие теории динамики металлорежущих станков и на ее базе разработкам внедрение методов и алгоритмов технической диагностики, ориентированной ка совершенствование конструкций станков и повышение надежности металлорежущих станков на всех этапах жизненного цикла.

Анализ проблемы с позиций системного подхода позволяет
представить достижение указанной цели как взаимосвязанное реше
ние следующих задач: "

обобщение,, с позиций информационного подхода, существующих функциональных моделей технического состояния, отражающих разнообразие и специфиху диагностируемых подсистем металлорежущих станков; ', -. . .

развитие теории динамика станков при стационарном и ка -стационарной кинематическом возбуждении;

- разработка методологии сиброакустической диагностики на .
базе анализа нестационарных процессов для выявления как техноло
гических, так и зарождающихся дефектов, ориентированной ка при
менение в производственных условиях; .

разработка методов' алгоритмов анализа к управления дина -миной среды распространения вкбросигналов; :

разработка катодов оценки параметрической надежности us -

таллореяущих станков на базе оценок виброакустической активності их механизмов;

соверпенствование конструкции станкоз на базе методов вибрсакустической диагностики; .

ра ^работка методов прогнозирования параметрической на -ге*ности .їсталлорежуаих станков;

- разработка обобщенного подхода к обработке диагностической информации на Сазе концептуальных моделей.

Методы исследования. Ознозные научные и практические результаты порчены путем теоретического обебце -имя современных -достижений в области динамики станков, теории колебаний, технической диагностики, виброакустической функциональной диагностики.

Решение поставленных задач базировалось- на использовании современных методов теории вероятностей, операционного ЙСЧИС -ления-тенхорного анализа, случайных процессов, математической статистики, теории распознавания образов, математического ап -парата теории графов, штодоз теорій цифровой обработки сигналов,' системного анализа и теории современного'спектрально-временного анализа.

Научная.новизна

1. Исследованы колебания апиндельных узлов тяжолых токарній
.. станков в процессе формообразования. Установлено, что 37*

+43» от общего уровня приходится на источники кинематического происхождения. В коробках скоростей - до 90%.

  1. Разработана теория динамики станков для стационарного и нестационарного кинематического возбуждения.

  2. Разработаны новые 'алгоритмы анализа динамических процессоа в узлах приводов станков на базе представления цепных крутилъ-но-колебательных схем цепными дробями. Для описания разветвленных цепных схем введено понятие разветвленных цепных дробей и разработана процедура их свертки.'

  3. Предложено использовать быстрые нестационарные процессы, ноз-никаэдие в узлах станков при разгонах и торможениях приводов для идентификации источников вынужденных колебаний. Сіорму -ли розаны теоретические положения и предложены, алгоритмы разделения источников колебаний, подавления адитивных ;; :.г/льти-пликатквкых помех, одно- и двухканальной идентификации слу -чайных линейных вибропрсцессов в узлах станков "о сглоканаль-кым заиумленнни коррелированным "цветным" пуком каблг>де:..!яі-:.

  4. Сформулирован я разработан метод стабилизации траектории движения суппорта т-ятелых станков на базе активных иотодса компенсации возмущений.

6. Установлено, что возбуждение корпуса коробок скоростей тяже
лых станкоз осуществляется акустическим полем,.возбуждаемым

в зубчатых передачах. При скоростях привода 600 об/мин и вше выявлен эффект насыщения, когда уровень колебаний корпуса стабилизируется.

7. Выявлена полоса "прозрачности" динамической системы приво -
доз для источников крутильных колебаний, которая для тяжелых
токарных станков составляет 2-8 Гц, эубофрезерных и фрезер -
ных 60+100 Гц. Полоса "прозрачности" существенно зависит от
локализации источников.

Автор защищает:

  1. Методологию совершенствования металлорежущих станков по оценкам Бибрсакуетической активности их элементов, полученных методам! вибродиагностики.

  2. Теоретические и экспериментальные результаты исследований ди намики станков при стационарном и нестационарном юшематнче ском возбуждении.

  3. Методологию виброакусгической диагностики механизмов металло реяущих станков в нестационарных режимах функционирования.

Практическая ценность. Разработанные новые методы анализа к синтеза "динамики приводов, ноаиз методы виброакусгической диагностики, базирусщие на теоретических ре -зультатах анализа диношки станков при стационарных и нестационарных кинематических воздействиях позволил.; проводить оценку конструкции на всех стадиях жизненного цикла, качества изготовления, сборки и регулировки механизмов, идентификацию источни ков псзьг.пзі:нсй виброактивности. Полученная «етапами в^бредкаг ностикк информация об элементах к причинах, оказква-сяих ссно&ш ал/янко на изменение выходных параметров станкоь, позволяла обоснованно принимать решения.'по соверИенгтвоБанив приводов с целью повышения технического уровня и качества выпускаемой ста; хоз.

Использование обобщенной модели станка к обобщенной метод ки технической диагностики позволило разраСотать мкогофункцио нальное устройство, охватывающее все подсистема станка, что по волило повысить надежность оборудования с ЧПУ, находящееся в эксплуатации на машностроительнкх и станкостроительных завода разработать систему технической диагностики для уникального оборудования.

Реализация результатов работы.

Результаты исследований в виде рекомендаций по соверпенствева-,ша привсдоз использованы на КСПО им.В.Я.Чубаря при разработке и выпуске станков новых гамм ІА6.., ІК6.., КХ934ОД, КЗІ6.., на заводе Комсомолец" при выпуске станков 5К32, 5К324, 5М324.

Результаты исследования и диагностические устройства, позволивше повысить надежность станочного парка с ЧЗіУ внедрены на заводах: "Баррикады" (г.Волгоград), КСПО им.В.Я.Чубаря (г.Краматорск), ПО "НИШТНаш" (г. Краматорск-), ПО "Электрон -. маа" (г.Киев).

ОбциЯ годовой экономический эф^к? от внедрения результатов работы составляет 500,0 тыс.руб.

Апро бация работы. Основные результаты диссертации докладывались на: Всесоазиой научно-технической конфе -рекции "Жесткость кашшостро'итегьных конструкций" (г.Брянск, 1976 г.), ВсесоЕэной научно-технической конференции "Аотсма -тизация масиностроения на базе станков с ЧПУ и BJ" (г.Иваново, 19% г.), Уральской зональной научно-технической конференции "Актуальные проблемы проектирования и эксплуатации ыеталло -рзжутдих станков и их комплексов" (г.Уфа, 1980 г.), Всесоюз -ной научно-технической конференции "Проблег^ы соацаняя и эксплуатация гибких автоматизированных систем а мапмнострсеюпҐ (г.Вильнюс, І9&4 г.), П Всесоюзной научно-технической кон^е -ренции "Динамика станков", П Республиканской конференции по повьгазнио надежности и долговечности цагин а сооружений (г.Днепропетровск, 1965 г.), Всесоюзной научно-технической конференции ."Повышение надежности и долговечности сельхозкаетн" (г.Краснъярск, 195 ), Всесоюзной научно-технисрскоЯ конференции "Проблемы йибродиагкостики мзаян я приборов" г.Иваново, 1985 г.), УІ ВсесоязноЯ гколе "Расчзт я управление надежностью больсих систем" (г.Тернополь, I9&6 г.), Всесопзнсй научно-технической конференции "Прогрессивные технологлчесгаг процессы, механизация а автоматизация: ручных я трудоемких работ" (г. Устинов, I9&6 г.), Всесоюзной научно-технячзеной кои^еъс'-'цил "House ьатоды зибродиагностшп технического состояния мазкн* (г.Каукас, 1986 г.), Всессгзн'ой научно-техничаскей кенферен -ции "Разработка, а внедрение АСУ Ш в прокатном производстве" (г.Кривой Рог, 1987 г.), Республиканской научно-техкнчйсхой конференции! "Проблемы протаостз, ітадегнсстл, кзталлоег/хости

зубчатых передач к редукторов {г.Севастополь, 1956,1983 г.),
. . *

Ш Республиканской конференции "Поаытание надежности и долговечности машин и сооружения" (г.Запорожье, 1968г.), Республиканской научно-технической конференции "Обеспечение надежности и долговечности зубчатых передач на стадии проектирования и изготовления" (г.Харьков, 19Ь6 г.), Ш Зсесоазиой науч -не—технической конференции "Динамика станочных систем гибких автоматизированных производств" {г.Тольятти, 19Ъй г.), Рее -публикакской научно-технической конференции "шстодолсгкческие проблєлаї автоматизированного проектиреэ'ания и исследования систем" (г.Севастополь, 1987 г.), Всесоюзной научно-технической, конференции "Методы и средства виброакустической диагностики іадкн" (г.Ивано-5'ранковск, І98& г.), Всесоюзной научно-технической конференции "їіікропроцессорние системы" (г.Челя -бинск, 1983 г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Автоматизация средств технологического оснащения в макино -строении и приборостроении" (г.Рига, 1988 г.).

П у б я и к а ц и к. По материалам диссертации опубликовано более. 60 печатных работ и 10 НИР.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 29? страницах машинописного текста иллюстрируется таблицами и рисунками на 149 страницах и состоит иг введения, пяти глав и заключения, списка литературы из 303 наименований и.7 приложений.