Введение к работе
Актуальность темы заключается в том, что производство элементов трения качения требует повышения качества изготавливаемых изделий; существующие в настоящее время на производстве методы не могут заметно улучшить качество изготавливаемой продукции. Предлагаемый метод позволяет без существенных экономических затрат, используя существующее оборудование, заметно повысить качество изготавливаемых подшипников. Основанием дж этого явжется происходящий в наше время бурный рост и развитие информационных технологий, что открывает широчайшие возможности дж исследователей в области диагностики и контроля качества различных устройств.
Известную сложность представжет выбор технологии, позволяющей наиболее точно распознать принадлежность изготавливаемой детали к классу по уровню качества. При обширном предложении систем диагностики, практически отсутствуют методы оценки качества исходя из текущих диагностических данных: В таком случае задачу нельзя считать полностью решённой, так как именно совокупность системы сбора данных о текущем состоянии объекта исследования и системы диагностирования даст выдающиеся технологические и экономические преимущества.
В настоящей диссертации задача отнесения изготавливаемой детали к заранее определённому классу решена при помощи вибродиагностирования как способа оценки её качества. В настоящей работе разработаны методы контрож, основанные на алгоритмах решающих правил с возможностью обучения и самоподстройки, которые могут быть использованы в производственной системе контрож качества, на различных этапах изготовления подшипников и их деталей. В диссертации проведена разработка и обоснование системы вибродиагностирования на базе ЭВМ и специализированного программного обеспечения, дж вибродиагностирования изготавливаемых деталей подшипников и которая позволила включить её в процесс контрож качества деталей систем трения качения в процессе их механической обработки. Одной из задач, решённых в рамках работ над настоящей диссертацией, явилось построение прибора для контрож качества деталей подшипника в процессе их изготовления.
Цель работы: создание методов и средств для осуществления вибродиагностирования с целью классификации уровня качества элементов трения качения в технологических процессах их изготовления.
Дж достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- провести анализ вибрационных свойств изготавливаемых деталей
Г. і :
подшипников в процессе производства г рад* НДЦЙОІ
даггетттгхаТШИшые диагно-
стические признаки;
обосновать методы преобразования диагностических данных без потери информационных признаков в вид, пригодный для проведения анализа;
обосновать применение методов контроля, основанных на алгоритмах решающих правил с возможностью обучения и самоподстройки для решения задач классификации диагностируемой вибродиагностической информации в преобразованном виде и теоретически обосновать их применение;
разработать алгоритм диагностирования на основе рассмотренных методов;
создать прибор на базе ЭВМ и специализированного программного обеспечения для вибродиагностирования деталей подшипника и включить его в процесс контроля качества и диагностики деталей трибомеханических систем в процессе их изготовления;
провести тестирование сформулированных алгоритмов при помощи созданного прибора.
В данной работе на защиту выносятся следующие новые положения, которые подробно рассмотрены в данной работе и подтверждены практически:
В научном плане:
-
Теоретическое обоснование метода вибродиагностики с применением технологий основанных на алгоритмах решающих правил с возможностью обучения и самоподстройки для решения задач классификации вибродиагностической информации в трибомеханических системах.
-
Обоснование применимости математических моделей вибрационных процессов в процессе обработки элементов трибосистем, позволяющие оценивать их качественные характеристики, которые составляют математическое обеспечение методов контроля качества и диагностирования состояния подшипников.
-
Методика применения прикладных программ, основанных на математических моделях основанных на алгоритмах решающих правил с возможностью обучения и самоподстройки, необходимых для реализации теоретической части разработанных методов анализа вибрационной информации и диагностирования качества подшипников и их элементов.
В практическом плане:
1. Разработано и обосновано применение решающих правил с возмож
ностью обучения и самоподстройки определённых типов для решения
задач поиска необходимых диагностических признаков и классификации по
уровню качества изготавливаемых деталей подшипников.
2. Разработан комплексный контрольно-диагностический прибор,
включающий в себя: ЭВМ; специализированное программное обеспечение для анализа вибродиагностической информации; средства измерения вибродиагностической информации; специализированное программное обеспечение, основанное на принципах решающих правил с возможностью обучения и самоподстройки, для контроля качества деталей подшипников в процессе их производства.
Научная новизна данной диссертационной работы заключается в том, что разработаны методы для решения задач повышения качества в производстве подшипников, за счёт использования на этапах их изготовления методов и алгоритмов решающих правил с возможностью обучения и самоподстройки для классификации элементов трения качения и их деталей по принадлежности к разным классам качества. Решён следующий комплекс задач информационного, математического, технического и программного обеспечения предполагаемого метода контроля:
-
Сжатия информации и понижения размерности данных без потери информативности;
-
Выбора наиболее оперативного метода проведения кластеризации с использованием технологий решающих правил с возможностью обучения и самоподстройки;
-
Обоснование алгоритма диагностирования в режиме реального времени;
-
Теоретического обоснования структуры и функциональных свойств разработанного прибора.
Практическая ценность диссертационной работы заключается в том, что на основе выполненных исследований получены следующие практические результаты:
-
Разработана методика построения системы сбора и обработки данных;
-
Создан оригинальный алгоритм диагностирования, позволяющий построить систему диагностики;
-
Создан комплексный контрольный прибор, реализующий классификатор для оценки качества элементов трения качения в процессе их производства;
-
Повышена конкурентоспособность изделий, в процессе изготовления подшипников;
-
Разработана система вибродиагностики для контроля качества изготавливаемых деталей.
В ходе работы над диссертацией были использованы следующие методы исследований:
методы и алгоритмы исследования нечётких множеств,
методов классификации, реализованных в модулях прикладных про-
грамм для ЭВМ,
- методы теории вибродиагностики.
Для проверки теоретических положений проводились измерения и анализ вибропараметров образцов подшипников разного уровня качества с использованием теоретически обоснованных методик и при помощи разработанного прибора.
Реализация и внедрение результатов работы.
Материалы экспериментов и теоретические положения данной диссертации были использованы при проведении практических и лекционных занятий на кафедре «Электротехника» СПб ГУАП по специальности 190200 «Организация экспериментальных исследований в системе контроля качества и диагностики» в ходе обучения студентов.
Данная система (поэтапно) была внедрена в качестве эксперимента на ЗАО «ВИЗ» г. Вологда.
Также, теоретические и практические материалы диссертации были получены при работе в соответствии с грантом конкурса 2002г. Министерства образования и науки РФ но фундаментальным исследованиям в области технических наук №ТО2-06.1-3613 «Разработка методов и алгоритмов вибродиагностики деталей машин и механизмов с использованием технологии нейронных сетей», по гранту Правительства Санкт-Петербурга № М02-3.2К-297 «Применение технологии нейронных сетей при диагностике электротехнических устройств».
Апробация работы. Результаты работы обсуждались на следующих научно-технических конференциях (НТК):
Седьмая научная сессия аспирантов и соискателей ГУАП доклад «Разработка метода диагностических имитационных испытаний электротехнических устройств» - 2004г.
Шестая научная сессия аспирантов и соискателей ГУАП «Моделирование искусственных нейронных сетей в пакете Matlab для решения задач контроля технического состояния», 2003 г.
международная конференция Mathtools 2003, июнь 2003 г. "Математическое моделирование реодинамики электромеханических систем"
международная конференция "Schwingungen in Anlagen und Mashi-nen", Германия, Апрель 2001 «Vibrodiagnosing ofTribosystems»
Материалы экспериментов и теоретические положения данной диссертации были использованы при проведении практических и лекционных занятий на кафедре 33 СПб ГУАП по специальности 190200 "Приборы и методы контроля качества и диагностики" в ходе обучения студентов.
Публикации по теме диссертационной работы.
По теме диссертационной работы опубликовано 7 работ: материалы 4 докладов, 3 статьи.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы.
