Заголовок статьи«Диагностические методы и модели шпиндельных узлов станков»
АвторыА.М. Шитов
АннотацияВ статье приводятся методы диагностирования шпиндельных узлов (ШУ) станков, которые основаны на использовании математических моделей разного вида. Описаны модели отказов, которые позволяют оценить техническое состояние ШУ по характеристикам рабочих параметров. Модель – дерево отказов содержит разного вида события – отказы, связанные причинно-следственными связями, и позволяет определить первопричину (базовое событие) функционального отказа, провести функциональный и количественный анализ вероятности каждого представленного в модели отказа. Модель для расчета радиальной податливости ШУ представлена в виде системы уравнений для балки на упругих опорах. На основе этой модели проводится диагностирование ШУ разной конструкции, рассчитываются предельные значения радиальной податливости, определяется остаточный ресурс и проводится прогнозирование состояния ШУ. Для расчета собственных частот ШУ используется двухмассовая модель, в которой учитывается упругость опор. Модель позволяет определить основные частоты ШУ, которые используются при диагностировании и расчете высокоскоростных ШУ для определения предельного значения дисбаланса. Кроме собственных частот приводится модель для расчета диагностических подшипниковых частот, которые содержат информацию о состоянии подшипников в опорах ШУ. Для определения остаточного ресурса, прогнозирования состояния и срока службы ШУ предложена модель в виде степенного многочлена, которая предполагает ускорение (деградацию) какого-либо рабочего показателя по мере увеличения срока эксплуатации. Представленные методы и модели успешно применялись для диагностирования ШУ станков в условиях эксплуатации в цехах машиностроительных предприятий.
Ключевые словадиагностика, шпиндельный узел, функциональный и параметрические отказы, диагностические модели и методы, рабочие параметры, дерево отказов, головное событие, базовое событие, функциональный и количественный анализ, вероятность, радиальная жесткость, податливость опор, система уравнений, двухмассовая система, собственная частота, пороговое значение, прогнозирование, остаточный ресурс, работоспособность, надежность
УДК081.518
Выпуск«Проблемы машиностроения и автоматизации» №1 за 2016 год

 

Сведения об авторах

Шитов Аркадий Михайлович — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, лаборатория “Управление технологическими процессами и системами”, Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Малый Харитоньевский переулок, д. 4, Москва, 101990, Россия

 

Article title«Diagnosing methods and models of spindles of machine tools»
AuthorsА.M. Shitov
AbstractDiagnosing methods of spindle knots (ShU) of machines, which are based on use of mathematical models of a different look, are given. Models of refusals, which allow to estimate technical condition of ShU according to characteristics of working parameters, are described. The model – a tree of refusals contains a different type of an event – the refusals connected by relationships of cause and effect, and allows to define the prime cause (a basic event) of functional refusal, to carry out the functional and quantitative analysis of probability of each refusal presented in model. The model for calculation of a radial pliability of ShU is presented in the form of system of the equations for a beam on elastic support. On the basis of this model diagnosing of ShU of a different design is carried out, limit values of a radial pliability pay off, the residual resource is defined and forecasting of a condition of ShU is carried out. For calculation of own frequencies of ShU two mass model, in which elasticity of support is considered, is used. The model allows to determine the main frequencies of ShU, which are used during the diagnosing and calculation of highspeed ShU for determination of limit value of an imbalance. Except own frequencies the model for calculation of diagnostic bearing frequencies, which contain information on a condition of bearings in the ShU support, is given. For definition of a residual resource and forecasting of a state and service life of ShU the model in the form of a sedate polynomial, which assumes acceleration (degradation) of any working indicator in process of increase in term of operation, is offered. The presented methods and models were successfully applied to diagnosing of ShU of machines under operating conditions in shops of machine-building enterprises.
Keywordsdiagnostics, spindle knot, functional and parametrical refusals, diagnostic models and methods, working parameters, tree of refusals, head event, basic event, functional and quantitative analysis, probability, radial rigidity, pliability of support, system of the equations, two-mass system, own frequency, threshold value, forecasting, residual resource, working capacity, reliability
UDC081.518
Issue«ENGINEERING AND AUTOMATION PROBLEMS» №1, 2016

 

Information about authors

Shitov Arkadiy Mikhailovich — PhD, Senior Research Assistant of Laboratory of Management of Technological Processes and Systems, Blagonravov Mechanical Engineering Research Institute of the RAS,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , 4, M. Khariton’evsky Lane, Moscow, 101990, Russia