Челябинские ученые по звуку инструмента смогли определить степень его износа

Исследователи разрабатывают методику прогнозирования износа шлифовального круга по характеру звука, который он издает в процессе работы. «До сих пор не существует научно обоснованной методики применения акустического метода прогнозирования периода работоспособности инструмента именно к шлифованию, – говорит профессор кафедры технологии автоматизированного машиностроения ЮУрГУ Дмитрий Ардашев. – Мы же решили не только “слушать” работу шлифовального круга‎, но и подвести под это некую научную, математическую, теоретическую базу; наша задача – обосновать связь качества шлифования с характером звучания работающего шлифовального круга. На основе науки мы разрабатываем наши новые математические модели».

Навострить ухо, чтобы уловить изменения в характере звука при работе шлифовального круга, работнику цеха не придется. Всю работу по четкому определению звукового давления будет выполнять компьютер со звукозаписывающей аппаратурой.

На машиностроительном производстве идея будет реализована следующим образом. Компактный микрофон, расположенный непосредственно вблизи работающего шлифовального круга, будет регистрировать исходящий от него звуковой сигнал. Полученные акустические данные будут передаваться в специализированную программу для ПК, задача которой интерпретировать их в соответствии со значениями разработанных карт. При достижении неприемлемого звучания шлифовального круга для заданных параметров обработки компьютер подаст сигнал. Мастеру останется лишь осуществить правку круга.

Главная новация здесь в том, что челябинские ученые занимаются созданием карт бездефектной работы шлифовального круга с учетом звукового давления при чистовой обработке. Исследование еще продолжается, однако уже созданы прототипы таких карт. Карта представляет собой таблицу, в которой отражены факторы шлифовального процесса: режим, время обработки и зависящие от их комбинаций параметры: звуковое давление, шероховатость, отклонение формы детали от нормы.

Эти инструкции могут применяться при планировании операций шлифования, чтобы понимать, в какой момент времени звуковое давление достигает значений, при которых повышается вероятность брака продукции. «Будет предложено несколько вариантов практического применения методики, разработанной на основе математических моделей влияния технологических условий шлифования на акустические параметры.

Вероятно, воплощена методика будет в формате компьютерного приложения, содержащего базу акустических данных, согласованных с базой данных параметров качества обработки. В ней сотрудник производства сможет выбирать тип шлифовального круга, обрабатываемый материал и прочее, – рассказывает аспирант кафедры технологии автоматизированного машиностроения ЮУрГУ Александр Жуков. – На экран будет выводиться график, по которому можно определять, в каком режиме и в течение какого времени нужно шлифовать заготовку, чтобы добиться нужного качества (пока круг работоспособен для заданных условий)».

Акустический метод – один из самых перспективных для прогнозирования износостойкости инструмента. Этот косвенный метод не требует остановки производственного процесса и может применяться для всех типов шлифовальных кругов, видов шлифования и материалов, из которых выполнены детали, требующие абразивной обработки.

Екатерина Больных

ЮУрГУ

48 статей

Южно-Уральский государственный университет — это центр цифровых трансформаций, где проводят инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития России, университет сфокусирован на продвижении крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет-2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).

Показать больше