Высокоскоростная обработка (ВСО) материалов, является приоритетным направлением развития современной технологии машиностроения. Развитие промышленности предъявляет повышенные требования к технологическому оборудованию по производительности и точности. Исследования по оценке влияния различных факторов на точность обработки говорят, что её до 80 % определяет шпиндельный узел [1]. В связи с этим одной из главных проблем в оценке работы шпинделя является текущий контроль точности вращения шпинделя. Шпиндельные узлы на газовой смазке используют в высокоточной обработке, поэтому в данном случае очень важно диагностирование положение шпинделя во время работы и определение оптимальных условий работы. Существуют несколько методов определения величины зазора. Наиболее подходят для контроля бесконтактные методы, одним из доступных методов, является пьезоэлектрический метод. Достоинством контроля состояния по сигналам вибрации является не только возможность получения информации о предполагаемом отказе машины к определенному моменту времени и планирования мер по предотвращению этого отказа, но также поступление ценной информации для последующего планирования и выполнения операций по техническому обслуживанию. Вибрационные измерения осуществляют с помощью датчиков, производящих аналоговый электрический сигнал, пропорциональный мгновенному значению ускорения, скорости или перемещения. Сигнал может быть записан для последующего анализа или отображен, например, на осциллографе. Для получения действительного значения измеряемого параметра вибрации выходное напряжение умножают на коэффициент преобразования измерительной цепи, включающей датчик, усилитель и устройство записи. Наиболее распространен анализ вибрации в частотной области, но часто полезным является представление сигнала как функции времени. Наиболее сложно диагностирование точности вращения при регистрации сигнала на некотором удалении от места его возникновения. При удалении места регистрации, согласно принципу Аббе погрешность возрастает в квадратичной последовательности. Обзор применяемых в настоящее время систем показал, что использование традиционных методов для прецизионной обработки затруднено. При исследовании точности вращения шпинделя снимают сигнал датчика, закрепленного на корпусе подшипника шпинделя. Сигнал, регистрируемый с помощью пьезоэлектрических датчиков серии ВС110, поступает через анализатор спектра ZET017, включающий в себя блок аналоговой фильтрации, плату сбора данных, где происходит аналогово-цифровое преобразование, вычислительный центр. С помощью ЭВМ производится очистка сигнала с помощью вейвлет-преобразования и определяется амплитудная составляющая по разложению Фурье и/или вейвлет-преобразованию. Данные характеристики позволяют определить степень точности вращения шпинделя. При диагностике шпинделя на газостатической опоре невозможно установить датчик непосредственно на сам шпиндель. Наиболее близкое место - это корпус шпинделя. Место регистрации сигнала ВАЭ очень сильно влияет на достоверность принятого решения. Невозможность установки датчика в место возникновения сигнала обуславливает появление шумовой составляющей. Преобразование Фурье, с его бесконечно протяженным тригонометрическим базисом, хорошо подходит для анализа стационарных сигналов. Для нестационарного пьезоэлектрического сигнала необходимо определять момент времени, когда та или иная частотная характеристика внезапно изменилась. Поэтому базисные функции должны иметь конечную область определения. Как раз такими функциями и являются вейвлеты. Применение данного метода позволяет с точностью, сопоставимой с результатами лазерной интерферометрии, осуществлять непосредственно в процессе резания динамическую диагностику относительных перемещений инструмента и обрабатываемой детали, используя недорогие виброрегистрирующие датчики.
Список литературы
1. Пуш А. В. Шпиндельные узлы: Качество и надёжность. - М.: Машиностроение, 1992. - 228 с.:ил.
Библиографическая ссылка
Блинков С.С., Глазаткин С.С. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЧНОСТИ ВРАЩЕНИЯ ШПИНДЕЛЯ НА ГАЗОСТАТИЧЕСКИХ ОПОРАХ // Современные наукоемкие технологии. – 2012. – № 9. – С. 78-79;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=30934 (дата обращения: 23.11.2024).