ДИАГНОСТИКА СТАНКОВ - Испытания станков

За последние годы в станкостроении для оценки состояния станка, его работоспособности и выявления тех причин и элементов станка, которые оказывают основное влияние на изменение его выходных параметров, все шире начинают применять методы технической диагностики. Для развития диагностики станков, как и других машин, характерно два направления -- предэксплуатационная диагностика новых образцов машин и диагностика в процессе эксплуатации.

Эксплуатационная диагностика связана с тем, что имеется широкий диапазон условий и режимов эксплуатации, а также вариация начальных показателей качества станка, которые приводят к значительной дисперсии в скоростях потери станком работоспособности и, соответственно, времени достижения предельного состояния. Поэтому весьма важно иметь методы и средства для оценки технического состояния станка, выявления причин нарушения работоспособности, установления вида и места возникновения повреждений. Предэксплуатационная диагностика является элементом комплексных испытаний опытных образцов машин и призвана выявить слабые места конструкции, указать основные причины, вызывающие недопустимые отклонения выходных параметров. Выявленные взаимосвязи между функционированием отдельных элементов и механизмов станка и его выходными параметрами являются основой для создания систем диагностирования.

Система диагностирования, включающая объект и применяемые средства диагностики, относится к системам контроля. Однако специфика технической диагностики заключается в направленности ее методов на определение состояния изделий, когда проверка технического состояния сложного объекта строится как процесс управления этим объектом, выполняемый по определенной программе.

Объектом технического диагностирования может быть изделие в целом или его составные части. Однако в большинстве случаев для сложных машин контроль одного или нескольких элементов малоэффективен, так как остается неизвестным состояние остальных частей машины. Поэтому в последние годы разрабатываются системы диагностирования для оценки работоспособности всех основных элементов и машины в целом. Для этой цели, особенно для объектов с высокими требованиями к надежности, создаются сложные автоматизированные системы диагностики, которые при помощи датчиков измеряют большое число параметров, обрабатывают эти показания и делают заключение о работоспособности объекта.

Эти принципы начинают применяться и для предэксплуатационной диагностики станков.

Применение диагностики в процессе эксплуатации 1 станка накладывает свой отпечаток на методы и средства диагностики, которые должны быть удобны для применения в заводских условиях, обеспечивать осуществление процесса диагностирования в минимальное время, обладать достоверностью показаний, особенно при высоких требованиях к надежности изделия, осуществлять контроль без разборки, а в отдельных случаях и без нарушения работы механизма, быть экономически целесообразными. Конструкция станка должна быть приспособлена для нужд диагностики: либо иметь встроенные приборы, оценивающие его параметры (дав-ление в гидросистеме, температуру энергонапряженных узлов, точность движения, скорость и т. д.), либо периодически подключаться к специальному устройству, осуществляющему контроль основных параметров станка и дающему заключение о его состоянии.

Параметрами технического состояния (диагностическими признаками), по которым можно судить об объекте и которые контролируются в процессе диагностирования, могут быть:

    А) параметры станка, непосредственно характеризующие его работоспособность (биение шпинделя, точность перемещения суппорта по направляющим, точность позиционирования стола и др.); Б) повреждения, которые возникают в процессе эксплуатации и приводят или могут привести к отказу.

Величины износа, деформации являются теми диагностическими признаками, по которым также 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 станке весьма велико и их одновременное диагностирование обычно затруднительно. Поэтому следует контролировать те элементы, о которых заранее известно, что их повреждение является основной причиной потери станком работоспособности, например изнашивание направляющих, ходовых винтов, шпиндельных подшипников, коробление станины и корпусных деталей;

В) косвенные признаки, функционально или стохастически связанные с выходными параметрами. К их числу относятся виброакустические характеристики, тепловые поля станка, наличие в смазывающих материалах продуктов изнашивания и др. Существенным преимуществом использования косвенных признаков является возможность их оценки в процессе работы станка.

Недостаток этих методов заключается в наличии стохастической связи между косвенными признаками и выходными параметрами и влиянии на диагностический сигнал посторонних факторов (шумов), не связанных с работоспособностью станка. Тем не менее, косвенные признаки работоспособности изделия широко применяются для нужд диагностики.

Можно привести ряд примеров применения методов технической диагностики для оценки состояния металлорежущих станков. Так, при исследовании механизмов многошпиндельных токарных автоматов [31] диагностическим признаком служили значения крутящего момента на распределительном валу. Расшифровка осциллограмм крутящего момента позволяет выявить характерные нарушения работоспособности поворотно-фиксирующих и других механизмов, связанные с их некачественными сборкой и регулированием.

Используют виброакустическую диагностику привода станков с применением спектрального анализа частот диагностического сигнала, что позволяет оценить вклад каждой зубчатой пары привода и подшипников качения в формирование результирующей характеристики и выявить слабые места конструкции.

В ряде случаев в качестве диагностического сигнала о состоянии шпиндельного узла используют его АФЧХ [21].

Оценивая успехи технической диагностики и достигнутые результаты ее применения в станках, следует отметить, что диагностические методы еще не стали неотъемлемым элементом системы испытания станков, и в этом направлении имеются широкие возможности.

Похожие статьи




ДИАГНОСТИКА СТАНКОВ - Испытания станков

Предыдущая | Следующая