Berns V.A. et al. 2018 Vol. 20 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 2 2018 8 ТЕХНОЛОГИЯ няемых поверхностей [20, 21]. Контроль люфтов производится по искажениям фигу- ры Лиссажу, которые происходят из-за со- ударения элементов проводки управ- ления. Ставится задача поиска такого единого идентификационного признака (в данном случае портрета колебаний), который отвечал бы как за ударные про- цессы, так и за сухое трение. Для построения фигуры Лиссажу вертикальная развертка производится пропорционально сигналу датчика уско- рений n , а горизонтальная – гармонике возбуждающей силы U (сигнал управля- ющего генератора). Такая фигура на резонансе линейной системы является эллипсом. Харак- терные нелинейные искажения фигуры Лис- сажу происходят из-за соударения элементов проводки управления (рис. 1). Для численной оценки искажений применительно к фигуре Лиссажу используется преобразование Фурье. Затем в рядах Фурье выделяется первая гар- моника и вычитается из полного сигнала, а в остатке определяется абсолютный максимум искажений за период. Этот максимум относит- ся к амплитуде первой гармоники, величина отношения обозначается как ξ. Определение дефектного соединения основано на том, что значение ξ в соединении с дефектом значитель- но превышает его значения в других соедине- ниях. Следствием смещения опор отклоняемых по- верхностей является появление сухого трения в этих опорах. Идентификационным признаком трения являются искажения фазовых портретов колебаний поверхности (рис. 2, w , v – перемеще- а б Рис. 1 . Фигура Лиссажу до появления люфта ( а ) и после ( б ) Fig. 1. The Lissajous figure before ( а ) and after ( б ) back- lash advent Рис. 2 . Фазовые портреты системы с сухим трением Fig. 2. Coulomb friction system phase-plane portraits а б ние и скорость колебаний контрольной точки по- верхности; е – смещение опоры). Фазовый пор- трет линейной системы – эллипс. а б Рис. 3 . Портрет колебаний до появления люфта ( а ) и после ( б ) Fig. 3. The vibration portrait before ( а ) and after ( б ) backlash advent В [22] изложены результаты эксперименталь- ных исследований нескольких видов портретов колебаний. На основании полученных результа- тов сделан вывод о том, что в качестве иденти- фикационного признака люфта и сухого трения может быть принят следующий портрет коле- баний: вертикальная развертка пропорциональ- на сигналу датчика ускорений n , а горизонталь- ная – первой гармонике этого сигнала n 1 . Вывод базируется на том, что нелинейные искажения портрета колебаний отслеживают изменения как величин ударного импульса, так и сухого трения. Это позволяет выявить и локализовать дефект. Для линейной системы такой портрет колебаний является окружностью. На рис. 3 показаны портреты колебаний ди- намической системы с люфтом, а на рис. 4 – с сухим трением. Степень искажения портрета колебаний оце- нивается тем же параметром ξ, что и степень ис- кажения фигуры Лиссажу. На основании проведенных исследований раз- работана методика вибрационной диагностики