ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 24 № 4 2022 70 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ деленный вклад в общую акустическую картину. Для того чтобы получить представление об этом вкладе, необходимо предварительное исследование акустических сигналов, сопровождающих холостую работу станка. При внедрении данного метода на реальное производство также будет необходимо исследовать вклад прочих источников шумовых сигналов. В рамках данной работы разнообразные акустические сигналы, не несущие в себе информации о свойствах и состоянии инструмента, будем называть шумовыми помехами, или шумами; сигнал, генерируемый упругими колебаниями ШК в процессе обработки и изменяющийся в зависимости от степени его износа, – информативным (полезным) акустическим сигналом [23]. Проведен анализ спектра акустических колебаний основных элементов технологической системы, работа которых сопровождается шумовым фоном. Рассмотрен спектральный состав при последовательном включении систем: 1 – электропитания, 2 – гидростанции, 3 – вращения шпинделя и 4 – продольной подачи стола Vs. Результаты и их обсуждение Раздел содержит описание полученных в ходе эксперимента результатов и их интерпретацию. Частоты собственных колебаний и звуковой индекс шлифовальных кругов разного профиля Частоты собственных колебаний. На рис. 5 и 6 показаны спектрограммы частот собственных колебаний для ШК 1 и ШК 2 соответственно. Прежде всего отметим, что несмотря на то, что материал, из которого состоят шлифовальные круги, и его физико-механические свойства идентичны, спектры распределения ЧСК имеют разный характер. Это позволяет утверждать, что форма круга оказывает серьезное влияние на характер возбуждаемых в нем упругих колебаний. В работах [22, 23, 24] шлифовальный круг рассматривается как твердое упругое изотропное тело в форме диска с центральным отверстием (иногда как кольцевая пластина). Предлагаемый диск – это пластина круглой формы, толщина которой (высота круга H, мм) мала по сравнению с диаметром (диаметр круга D, мм), имеющая центральное осевое отверстие (посадочный диаметр d, мм). Физически каждый эксцесс на спектрограммах (рис. 5 и 6) указывает частоту, с которой совершается колебание с определенной модой – пространственной конфигурацией колебаний точек шлифовального круга при ударном воздействии (ГОСТ Р ИСО 2041–2012). Из графиков видно, что для каждого круга характерно одновременное возникновение нескольких мод колебаний. Каждая из мод имеет свою форму, т. е. конфигурацию в пространстве, когда точки на его поверхностях находятся на максимальном расстоянии от положения равновесия (покоя). Доминирующие моды проявляются в высоких значениях уровня звука. Именно доминирующим модам за счет значительных отклонений микрообъемов тела от состояния равновесия характерен более мощный акустический сигнал, регистрируемый прибором неопределенной частоты. Моды, имеющие наименьшее значение частоты собственных колебаний, называются основной собственной модой. Так, для ШК 1 основная собственная мода вибрации fосн1 = 2062 Гц, для ШК 2 fосн2 = 2337 Гц. Звуковой индекс. Упругая акустическая волна, распространяющаяся в материале шлифовального круга, возбуждённая вследствие ударного воздействия, имеет ряд определенных характеристик. В рамках нашего исследования показательными характеристиками выступают приведенная скорость ее распространения CL и звуковой индекс. ЗИ является нормированным интегральным показателем, представляющим собой усредненное в определенном диапазоне значение CL, предусмотренный стандартом ГОСТ Р 52710-2007 и применяющийся при акустическом контроле [25, 26]. Связь ЗИ с коэффициентом формы объекта, модулем Юнга (Е-модулем) и плотностью материала делает его высокоинформативным параметром, позволяющим определять некоторые физико-механические свойства абразивных материалов, в частности, степень твердости. Согласно параметрам исследуемых объектов (см. табл. 1) в результате проведенных испытаний установлены значения ЗИ для каждого из них. Звуковые индексы для ШК 1 и ШК 2 приняли одинаковые значения и составили 47 единиц, что соответствует степени твердости K по ГОСТ Р 52587–2006 (или СМ1 по ГОСТ 2424–83). Значения степени твердости совпадают с маркиров-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1