Влияние качества поверхностей функциональных деталей пьезоэлектрических датчиков вибрации на их эксплуатационные характеристики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.14, кандидат наук Исаев Расим Мирмагмудович

• Исаев Расим Мирмагмудович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Исаев Расим Мирмагмудович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1 Способы измерения вибрации двигателей

1.2 Датчики вибрации

1.2.1 Пьезоэлектрические акселерометры

1.2.2 Факторы, влияющие на технические характеристики пьезоэлектрических датчиков вибрации

1.3 Шероховатость поверхностей деталей приборов и их эксплуатационные характеристики

1.4 Обзор методов описания и контроля шероховатости поверхности

1.4.1 Параметры оценки микрогеометрии профиля

1.4.2 Трехмерные параметры, используемые для оценки микрогеометрии поверхности

1.4.3 Графические критерии оценки и контроля микрогеометрии поверхности

Выводы по главе

ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ МИКРОГЕОМЕТРИИ ПОВЕРХНОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДЕТАЛИ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА ВИБРАЦИИ

2.1 Методика определения рациональной микрогеометрии функциональной поверхности детали пьезоэлектрического датчика вибрации

2.2 Определение рациональной микрогеометрии функциональной поверхности детали «Основание» датчика вибрации, обеспечивающей минимальное значение ОКПП

2.2.1 Используемое оборудование и программное обеспечение

2.2.2 Исследование влияния микрогеометрии функциональной поверхности детали «Основание» датчика вибрации на ОК1111

2.2.3 Определение режимов обработки при изготовлении контактной поверхности детали датчика вибрации с применением метода Тагути

2.2.4 Определение микрогеометрии поверхности детали «Основание» датчика вибрации, обеспечивающей минимальное значение ОК1111

Выводы по главе

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИИ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА НА ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

3.1 Методы анализа пьезоэлектрических датчиков

3.2 Методика расчета предельного допуска на взаимное расположение функциональных поверхностей детали вибродатчика с использованием системы инженерного анализа

3.3 Определение предельного допуска на взаимное расположение функциональных поверхностей детали «Основание» вибродатчика

3.3.1 Экспериментальное определение эксплуатационных характеристик пьезоэлектрического датчика вибрации

3.3.2 Компьютерное моделирование пьезоэлектрического вибро датчика

Выводы по главе

ГЛАВА 4. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ «ОСНОВАНИЕ» ДАТЧИКА ВИБРАЦИИ

4.1 Управление данными проекта и выбор РОМ-системы

4.2 Организация информации в системе БтагТеат

4.3 Методика интегрированного процесса разработки, моделирования и изготовления функциональных деталей пьезоэлектрического вибродатчика

4.4 Применение разработанных методик с целью снижения трудоемкости изготовления детали «Основание» датчика вибрации

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1 - Формы для внесения результатов реализации отдельных пунктов предложенных в работе методик

Приложение 2 - Технологический процесс изготовления детали «Основание»

Приложение 3 - Справка о внедрении результатов диссертационного исследования в производственный процесс ПАО «Техприбор»

Приложение 4 - Справка о внедрении в учебный процесс Университета ИТМО результатов диссертационного исследования

Приложение 5 - Режимы обработки при изготовлении экспериментальных образцов детали «Основание»

Приложение 6 - Протоколы измерения шероховатости и точности формы деталей «Основание» пьезоэлектрического датчика вибрации

Приложение 7 - Отношение сигнал/шум для факторов, влияющих на параметры шероховатости Rmax, Rpk, Rvk, Rku, Rdq, Pf

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние качества поверхностей функциональных деталей пьезоэлектрических датчиков вибрации на их эксплуатационные характеристики»

Актуальность работы

Пьезоэлектрический датчик вибрации (вибродатчик) является универсальным прецизионным прибором, он широко применяется практически во всех областях измерения и анализа механических колебаний, в частности, в таких отраслях промышленности, как авиастроение, судостроение, энергетика, двигателестроение. Работа пьезоэлектрических датчиков вибрации связана с экстремальными условиями, включая предельно высокие и предельно низкие температуры. В связи с этим к ним предъявляются достаточно жесткие требования по надежности и стабильности метрологических характеристик при эксплуатации, а также по сохранению работоспособности при воздействии внешних дестабилизирующих факторов.

В настоящее время задача создания высокоэффективных датчиков вибрации с требуемыми эксплуатационными характеристиками решается в основном за счет разработки новых конструкций пьезоэлектрических преобразователей [1-3]. Использование классических методов для улучшения характеристик зачастую сопровождается завышением требований к точности размеров, формы и взаимного расположения функциональных поверхностей деталей, а также к состоянию их поверхностного слоя. Эти факторы могут привести к существенному увеличению трудоемкости и издержек производства изделия. К примеру, повышение точности изготавливаемых деталей, как правило, требует специального технологического оснащения, прецизионного оборудования и высококвалифицированных специалистов. Нередко приходится усложнять технологический процесс изготовления деталей, вводить дополнительные финишные операции (шлифование, притирка, операции на доводочном оборудовании и т.п.), занижать режимы резания и т.д. В результате увеличивается время изготовления, а значит - повышается себестоимость изделий, что, несомненно, негативно сказывается на конкурентоспособности предприятия.

Качество выпускаемой продукции можно повысить, в частности, за счет рациональной (наилучшей из возможных в конкретных производственных условиях) шероховатости функциональной поверхности детали прибора. Профессором В.А. Валетовым предложено использовать в качестве критериев оценки и контроля шероховатости поверхностей графические изображения функций, характеризующих отклонения неровностей реальной поверхности от идеальной, как содержащие максимально возможную информацию о шероховатости поверхности [4, 5]. Однако работы по определению рациональной шероховатости функциональных поверхностей деталей пьезоэлектрических датчиков вибрации с использованием графических критериев до сих пор не проводились, а обеспечение заданного значения параметров шероховатости не гарантирует получения необходимых свойств поверхностей. Большое влияние на эксплуатационные свойства датчиков вибрации оказывают и некоторые показатели геометрической точности функциональных деталей. Потому исследование влияния этих показателей качества поверхностей функциональных деталей пьезоэлектрических датчиков вибрации на их эксплуатационные характеристики является актуальной задачей.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования являются функциональные поверхности деталей пьезоэлектрических датчиков вибрации; предметом исследования -технологические факторы при механической обработке поверхностей, влияющие на относительный коэффициент поперечного преобразования пьезоэлектрического датчика вибрации.

Цель работы

Целью диссертационной работы является исследование влияния шероховатости и геометрической точности поверхностей функциональных деталей пьезоэлектрических датчиков вибрации на их эксплуатационные характеристики.

Методы исследования

Теоретической и методологической базой диссертационного исследования являются основные положения технологии приборостроения, теории планирования эксперимента, математического и имитационного моделирования. Эксперименты проводились в современных лабораториях с использованием высокоточных измерительных средств и промышленного оборудования. Компьютерное моделирование работы датчика вибрации выполнялось в САЕ-системе OOFELIE::Multiphysics. Полученные результаты обрабатывались при помощи методов математической статистики в программной среде Excel, а также в оригинальной программе построения кривых плотностей распределения ординат профилей поверхностей «Лемминг».

Научная значимость результатов и исследований

1. Выявлена и исследована зависимость относительного коэффициента

поперечного преобразования пьезоэлектрического датчика вибрации от

шероховатости функциональной поверхности детали «Основание» с использованием графических критериев ее оценки и контроля.

2. Разработана методика определения и получения шероховатости поверхности детали, обеспечивающей требуемое значение относительного коэффициента поперечного преобразования пьезоэлектрического датчика вибрации, на основе применения графических критериев ее оценки и теории планирования эксперимента по методу Тагути.

3. Разработана расчетная модель, позволяющая определять коэффициент преобразования пьезоэлектрического датчика вибрации и устанавливать допуск на взаимное расположение поверхностей его деталей с помощью средств компьютерного моделирования.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1. Методика экспериментального определения рациональной шероховатости функциональной поверхности детали пьезоэлектрического датчика вибрации, обеспечивающая значение относительного коэффициента поперечного преобразования не более 5 %.

2. Метод компьютерного моделирования, позволяющий рассчитывать эксплуатационные характеристики пьезоэлектрического датчика вибрации и увеличить на 67 % допуски на взаимное расположение функциональных поверхностей его деталей.

3. Результаты исследований по определению режимов резания, обеспечивающих профиль поверхности с рациональной шероховатостью, при механической обработке функциональной поверхности детали пьезоэлектрического датчика вибрации с применением метода Тагути для планирования экспериментов.

Практическая значимость работы

1. Проверена и подтверждена методика определения влияния шероховатости поверхностей на эксплуатационные характеристики деталей приборов и машин, основанная на непараметрическом подходе к оценке и контролю шероховатости поверхности.

2. Разработана и апробирована методика оценки влияния отклонения расположения функциональной поверхности от базовой поверхности детали пьезоэлектрического вибродатчика на его относительный коэффициент поперечного преобразования.

3. Разработан технологический процесс изготовления детали «Основание» датчика вибрации, применение которого позволяет снизить трудоемкость производства и себестоимость выпускаемых изделий на 18 %.

4. Предложена методика интегрированного процесса разработки, моделирования и изготовления деталей пьезоэлектрического датчика вибрации с учетом влияния технологических факторов на его эксплуатационные характеристики.

Достоверность результатов работы

Достоверность результатов работы подтверждается корректным использованием основных положений теории технологии приборостроения, а также апробацией полученных методик. Эксперименты проводились в соответствии с основными положениями теории планирования экспериментов. Полученные в ходе исследования результаты и выводы подтверждены и соответствуют экспериментальным данным.

Реализация результатов работы

Результаты работы используются в: 1) учебном процессе Университета ИТМО на кафедре интегрированных систем технической подготовки производства (приложение 4);

2) НИР «Исследование влияния технологических факторов на качество авиационного датчика вибрации с использованием систем компьютерного моделирования» (работа выполнена при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований № 16-38-00847);

3) НИР Университета ИТМО № 116021950008 от 19.02.2016 «Научные основы создания цифрового производства в приборостроении»;

4) технологическом подразделении ПАО «Техприбор» (Санкт-Петербург) при технологической подготовке производства (приложение 3).

Апробация работы

Результаты диссертационной работы обсуждались на следующих российских и международных конференциях: Третья Международная научно-техническая конференция «Динамика и виброакустика машин» (Самара, 29 июня-1 июля

2016 г.); II, III, IV, V и VI Всероссийский конгресс молодых ученых (Санкт-Петербург, 2013-2017 гг.); XLII, XLIII, XLIV, XLV и XLVI Научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО (Санкт-Петербург, 2013-

2017 гг.); Международная конференция «Восьмые Окуневские чтения» (Санкт-Петербург, 25-28 июня 2013 г.).

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 12 печатных работ в виде научных статей и тезисов докладов, из которых 4 статьи - в журналах из перечня ВАК, 1 статья - в журнале базы цитирования Scopus.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 114 наименований и 7 приложений. Основной текст работы (без приложений) изложен на 111 страницах и включает в себя 28 рисунков и 19 таблиц.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Работа соответствует п. 3 «Разработка и исследование методов и средств повышения точности и надежности приборов и технологических процессов их производства» паспорта специальности 05.11.14 - «Технология приборостроения».

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ПОС ТАНОВКА

ЗАДАЧИ

1.1 Способы измерения вибрации двигателей

В настоящее время в различных отраслях промышленности (авиастроение, судостроение, энергетика и т.д.) находят широкое применение газотурбинные двигатели (ГТД), поэтому высока значимость всех технико-экономических показателей качества двигателя. Тяжелые условия и режимы эксплуатации ГТД (включая предельно высокие и предельно низкие температуры) определяют предъявляемые к ним особые требования по надежности - одному из главных факторов качества. Надежность двигателя, определяющаяся безотказностью и долговечностью, в значительной мере зависит от его вибрационного состояния.

Вибрация является одним из параметров, изменение которого отражает изменение технического состояния двигателя. Стремление к улучшению показателей двигателей, таких как мощность, температура газа на выходе, КПД, приводит к применению легких и тонкостенных конструктивных элементов, увеличению скоростей вращения турбинных лопаток, усложнению рабочих процессов и конструктивных схем двигателей. В результате возрастает интенсивность износа за счет увеличения вибрационных нагрузок на детали двигателей.

Комплекс мероприятий по снижению уровня вибрации становится неотъемлемой частью обеспечения высокого качества двигателей. Он ведется как на этапах проектирования и доводки конструкции двигателей, так и на этапах их серийного производства и эксплуатации. Существует множество причин возникновения вибрации авиационных двигателей, например:

- круговая неравномерность потока воздуха на входе в двигатель [6];

- неравномерность процессов в проточной части двигателя [6];

- овальность подшипников опор роторов [6];

- несбалансированность роторов двигателя [6];

- неисправность последовательно соединенных роторов [6];

- тепловой дисбаланс роторов [6];

- недостаточная эффективность антивибрационных полок;

- ударные нагрузки, возникающие при разгоне и пробеге воздушного судна по взлетно-посадочной полосе.

Наиболее весомой причиной, по которой на двигателях устанавливаются датчики вибрации (как часть измерительной системы), является возможность раннего обнаружения выхода из строя силовых установок. Отказу в работе большинства двигателей обычно предшествует ряд характерных явлений, указывающих на возможность возникновения дефектов или аварии. Среди них можно выделить механические колебания, которые почти всегда возрастают при неисправной работе двигателей. Следовательно, использование вибрации в качестве показателя состояния двигателей является удобным и эффективным способом диагностики.

На рисунке 1.1 приведена качественная зависимость уровня механических колебаний от времени эксплуатации двигателя [7]. В период начальной эксплуатации двигателя происходит прирабатывание узлов оборудования, уровень вибрации снижается. По начальному уровню вибрации и характеру его изменения в начальный период эксплуатации возможно:

- сделать вывод о качестве изготовления двигателя и проведения пуско-наладочных работ;

- провести замену неисправных подшипников; выполнить балансировку ротора и др.

В период нормальной эксплуатации оборудования амплитуда вибрации медленно повышается. Планово-предупредительный ремонт осуществляется согласно технической документации через установленные интервалы времени, определенные на основе предполагаемого срока службы узлов и деталей. Однако ремонт можно отсрочить и выполнить, когда результаты измерения механических колебаний покажут его необходимость (точка «Начало необходимого ремонта» на

графике). Кроме того, контроль вибрации в период нормальной эксплуатации позволяет вовремя обнаружить наступление предаварийного состояния оборудования и провести внеплановый ремонт.

X ^^ Выход

из строя

Завершение ремонта

Начало планово-предупредительного ремонта

Время, с

Рисунок 1.1- Качественная зависимость амплитуды механических колебаний машин от времени, где I - период начальной эксплуатации, II - период нормальной эксплуатации, III - период предаварийной эксплуатации [7]

Период предаварийной эксплуатации характеризуется быстрым и зачастую скачкообразным ростом амплитуды вибрации, поэтому в этот период эксплуатации двигателя необходимо проведение его ремонта в кратчайшие сроки.

Проанализировав рисунок, можно сделать вывод, что тенденция перехода от технического обслуживания (ТО) двигателей по установленному ресурсу к ТО по фактическому состоянию обусловлена экономической выгодой, так как появляется возможность увеличения среднего интервала времени между отказами и одновременно исключается внезапный выход оборудования из строя. Такой подход к контролю позволяет определить необходимость внепланового ремонта, отсрочить планово-предупредительный ремонт, сократить простои в работе и уменьшить эксплуатационные расходы.

Увеличение механических колебаний при неисправной работе двигателей можно наблюдать даже на их внешних поверхностях. Следовательно, установив на эти поверхности датчики вибрации, возможно оперативно получать оценку технического состояния ГТД.

1.2 Датчики вибрации

Приборы, измеряющие величины, которые характеризуют вибрацию, называются акселерометрами (иначе - датчиками вибрации или вибродатчиками).

Большинство применяемых в настоящее время датчиков вибрации по виду выходной величины являются электрическими. По принципу преобразования входной (измеряемой) величины в электрический сигнал датчики разделяют на пьезоэлектрические, омические, индуктивные, емкостные, электромагнитные, магнитострикционные и др. [8].

Пьезоэлектрический акселерометр является универсальным вибродатчиком, применяемым при решении различных задач, в частности, при контроле механических колебаний [9-15]. Приборы данного типа основаны на явлении пьезоэффекта - возникновении разности потенциалов при механической деформации пьезоматериала. В работе [7] показано преимущество пьезоэлектрических датчиков вибрации (ПДВ) перед вибродатчиками, работа которых основана на других принципах.

При эксплуатации ПДВ нет необходимости в использовании дополнительных источников питания, так как они генерируют электрический сигнал, пропорциональный механическим колебаниям. Отсутствие движущихся элементов конструкции позволяет исключить возможность износа и гарантирует долговечность пьезоэлектрических акселерометров.

К достоинствам ПДВ также можно отнести [6, 7, 16-18]:

- высокую надежность;

- длительный срок службы;

- широкий рабочий частотный диапазон;

- высокую линейность характеристик;

- малые массу и габариты;

- большое значение отношения чувствительности к собственной массе;

- стабильность метрологических характеристик в неблагоприятных условиях эксплуатации и работоспособность при воздействии внешних дестабилизирующих факторов;

- изолированность выходного сигнала от корпуса датчика;

- относительно невысокую стоимость;

- относительную простоту устройства.

Генерируемый в результате прямого пьезоэффекта электрический заряд (}п [Кл] равен [19]:

где (¿зз - пьезомодуль, Кп/Н (описывает электрическое поле вдоль полярной оси 3 при механическом воздействии вдоль этой же оси) [20]; F - сила, Н;

ти - масса инерционного тела, кг; аа - амплитуда ускорения, м/с2; со - угловая частота колебаний, рад/с; ? - время, с.

Виброскорость V определяется как первая производная смещения по времени, виброускорение а - как вторая производная. Если:

п = dззF = (133тиаа81поХ

(1.1)

5 = 5а5т(о^ + ср),

(1.2)

то скорость при колебательном движении:

(1.3)

а ускорение:

(1.4)

где 8а - амплитуда смещения, м;

Ф - начальная фаза колебаний, рад.

Основным недостатком ПДВ является необходимость обеспечить соприкосновение чувствительной части с измеряемым объектом, что не всегда возможно в условиях производства и при эксплуатации машин.

В работе [18] сказано, что пьезоэлектрический акселерометр является одним из лучших датчиков для измерений параметров механических колебаний, он наравне с полупроводниковыми датчиками практически полностью вытеснил преобразователи, основанные на иных физических принципах.

1.2.1 Пьезоэлектрические акселерометры

Конструктивная схема практически всех ПДВ одинакова (рисунок 1.2) [19, 21, 22]. Основание корпуса предназначено для монтажа электромеханического преобразователя (ЭМП) и крепления датчика (тем или иным способом) на объекте измерения. Крышка корпуса служит для защиты ЭМП от механических повреждений и уменьшения наводок от внешних электромагнитных полей. Кабель предназначен для съема сигнала с ЭМП и коммутации датчика со вторичной измерительной аппаратурой. Соединение основания и крышки корпуса, а также ввод кабеля в основание датчика выполняются герметично.

4 2

Рисунок 1.2 - Конструктивная схема пьезоэлектрического акселерометра

(7 - основание корпуса; 2 - крышка корпуса; 3 - кабель; 4 - ЭМП) Основным элементом ПДВ является диск, изготовленный из пьезоэлектрического материала. На поверхностях пьезоэлемента генерируется пропорциональный воздействующей силе электрический заряд.

Конструкция пьезоэлектрического акселерометра определяется типом деформации пьезокерамики. Различают акселерометры с пьезоэлементами, работающими на растяжение-сжатие [23], изгиб [24] и сдвиг [25].

Развитие теории и практики пьезоэлектрических устройств связано с именами У. Кэди, Р. Тэрстона, У. Мэзона, JI. Бергмана, Г.В. Катца, М. Оное, Г. Тирстена и др. Среди отечественных ученых можно выделить H.H. Андреева, А. А. Харкевича, В. Домаркаса и Р. Кажиса, В.В. Малова, А.Н. Куценко, Л.Я. Гутина, A.M. Болкисева, В.В. Лавриненко, H.A. Глозмана, С.И. Пугачева, О.П. Крамарова, И.Г. Минаева, А.И. Трофимова, А.Е. Колесникова, М.В. Королева, И.Н. Ермолова, Р.Г. Джагупова, В. М. Плужникова, П.О. Грибовского, П.Г. Позднякова, М.В. Богуша и др. В своих работах ученые решают важные задачи по улучшению технических характеристик ПДВ за счет совершенствования существующих конструкций и разработки новых. Но, к сожалению, в этих работах недостаточно внимания уделено технологическим проблемам. В частности, мало изучено влияние технологических факторов при изготовлении деталей ПДВ на их эксплуатационные характеристики.

Десятки фирм за рубежом выпускают пьезоэлектрические преобразователи в промышленных масштабах, и лидерами в данной области техники являются: Bruel & Kjaer (Дания); Flopetron, C.F.V. LTD (Франция); PCB Piezotronik MG, Endevco Corporation, DYTRAN (США); Erich Broza, Rheometron (Германия); Hans List (Австрия); Mullard Ltd, Merles, Motoroia MG, AVL (Великобритания); ONO Sokki (Япония); Kistler Instrument AG, Vibro-meter (Швейцария) и др. [26]

Среди отечественных производителей пьезоэлектрических преобразователей и датчиков стоит отметить НИИ Физических измерений (Пенза), ЦН И ИМ ALLI (Королев), НКТБ «Пьезоприбор» (Ростов-на-Дону), ООО «Пьезоэлектрик» (Ростов-на-Дону), HI 111 «ТИК» (Пермь), ООО «Актив-Термокуб» (Екатеринбург), ОАО «Элпа» (Зеленоград), ОАО «Аврора-Элма» (Волгоград), ЗАО «Виброприбор» (Санкт-Петербург), ПАО «Техприбор» (Санкт-Петербург) [27].

1.2.2 Факторы, влияющие на технические характеристики пьезоэлектрических датчиков вибрации

Пьезоэлектрические акселерометры могут быть охарактеризованы более чем 40 параметрами, служащими для оценки их работоспособности, точности и применимости для конкретных измерительных целей [19]. Технические характеристики ПДВ зависят от конструктивной схемы ЭМП, пьезокерамического материала (ПКМ), условий закрепления и др.; эти характеристики определяют достоверность (точность) результатов измерений параметров виброускорения и ограничивают область их применения.

К важнейшим техническим характеристикам относятся [28]:

1 2

- коэффициенты преобразования по заряду (пКл м" с ) и напряжению

1 2

(мВ м~ с ), определяющие минимальный уровень измеряемого ускорения;

- частота установочного резонанса, определяющая верхнюю границу рабочего диапазона частот при заданной погрешности измерения (кГц);

- диапазон рабочих частот (Гц);

л

- предельное рабочее вибрационное ускорение (м-с");

- неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) в рабочем диапазоне частот (%);

- относительный коэффициент поперечного преобразования (ОКГШ), влияющий на основную погрешность измерения ускорения (%);

- нелинейность АЧХ в рабочем диапазоне ускорений (%);

- рабочий диапазон температур (°С).

- масса и габаритные размеры;

- способ крепления на контролируемом объекте;

- защищенность от воздействия окружающей среды и источников помех. ОКГШ определяется как отношение максимального значения сигнала,

возникающего при воздействии ускорения, направленного перпендикулярно рабочей оси акселерометра, к значению сигнала, измеренному при воздействии того же ускорения вдоль его рабочей оси и выражается в процентах.

Коэффициент преобразования определяется отношением выходного сигнала акселерометра к ускорению при синусоидальном воздействии, приложенном к установочной (посадочной) поверхности вдоль оси чувствительности датчика. В общем случае коэффициент преобразования включает в себя информацию как об амплитуде ускорения, так и о частоте и, следовательно, является комплексной величиной, зависящей от частоты.

В зависимости от условий и задач измерения существенную роль могут

играть коэффициенты влияния: акустического поля (м с"2/дБ); магнитного поля

2 1 2 1 (м-с /А •м"); деформации основания (м-с" /мкм-м"); а также дополнительная

температурная погрешность (% / °С).

Кроме того, в процессе изготовления акселерометра могут определяться электрическая емкость, электрическое сопротивление изоляции в нормальных условиях, резонансные частоты в продольном и поперечном направлениях и некоторые другие параметры [29].

Наиболее важным показателем работы акселерометра является стабильность его метрологических характеристик во времени и устойчивость к воздействию внешних факторов. В экстремальных условиях эксплуатации акселерометров возможны как обратимые, так и необратимые изменения их коэффициентов преобразования и других характеристик. Это естественным образом ограничивает возможность применения и является одним из самых серьезных недостатков пьезоэлектрических акселерометров.

В таблице 1.1 приведены факторы, от которых зависят основные технические характеристики пьезоэлектрических акселерометров. Проанализировав таблицу, можно сделать вывод, что на технические характеристики пьезоэлектрических акселерометров влияет множество факторов, большинство из которых относится к конструкторским. Это означает, что достичь требуемого значения той или иной характеристики прибора возможно лишь, внеся изменения в его конструкцию.

Таблица 1.1- Основные характеристики пьезоэлектрических акселерометров

№ Влияющий фактор Характеристика

1 Конструктивная схема ЭМП - Коэффициенты преобразования по заряду и напряжению - Частота установочного резонанса - Диапазон рабочих частот - Неравномерность АЧХ в рабочем диапазоне частот - Предельное рабочее вибрационное ускорение - Нелинейность АХ в рабочем диапазоне ускорений - Относительный коэффициент поперечного преобразования

2 Пьезомодуль ¿/у ПКМ Коэффициенты преобразования по заряду и напряжению

3 Электрическая емкость датчика Коэффициенты преобразования по напряжению

4 Условия крепления на объекте - Частота установочного резонанса - Диапазон рабочих частот - Неравномерность АЧХ в рабочем диапазоне частот

5 Свойства ПКМ Рабочий диапазон температур

6 Температура точки Кюри Рабочий диапазон температур

7 Качество изготовления пьезоэлемента, деталей и сборки ЭМП Относительный коэффициент поперечного преобразования

Стоит отметить, что на относительный коэффициент поперечного преобразования влияет качество изготовления пьезоэлемента, деталей и сборки ЭМП, т.е. указанная характеристика акселерометра зависит от технологии изготовления его элементов. Следовательно, при разработке технологического процесса изготовления деталей ПДВ необходимо учитывать требования к ОК1111.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Исаев Расим Мирмагмудович, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Богуш М.В. Анализ и синтез пьезоэлектрических датчиков для вихревых расходомеров на основе пространственных электротермоупругих моделей. Дис. ... докт. техн. наук. - Ростов-на-Дону, 2008. - 360 с.

2. Симчук А. А. Разработка пьезоэлектрических датчиков динамического давления с улучшенными метрологическими характеристиками и расширенной областью применения. Дис.... канд. техн. наук. -М., 2011. - 109 с.

3. Вускер В.Ю. Повышение чувствительности элементов датчиков вибрации и быстропеременного давления на основе совершенствования конструкций и пьезотехнологий. Дис. ... канд. техн. наук. -М., 2009. - 149 с.

4. Валетов В.А. Возможные критерии оценки шероховатости обработанных поверхностей // Труды ЛКИ. - 1976. - Вып. 108. - С. 135-140.

5. Валетов В.А. Проблемы оптимизации микрогеометрии поверхностей деталей для обеспечения их конкретных функциональных свойств // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2015. - Т. 58. - № 4. - С. 250-267.

6. Киселев Ю.В., Киселев Д.Ю., Тиц С.Н. Вибрационная диагностика систем и конструкций авиационной техники. - Самара: СГАУ, 2012. - 207 с.

7. Измерение и анализ механических колебаний. Технический Центр Компании Брюль и Къер. М., 2007. - 41 с.

8. Туричин A.M. Электрические измерения неэлектрических величин. JL: Энергия, 1975. - 576 с.

9. Rothemann L., Schretter Н. Active vibration damping of the alpine ski // Procedia Engineering. - Elsevier, 2010. - P. - 2895-2900.

10. Sharma A., Olszewski O.Z., Mathewson A. Fabrication, simulation and characterisation of MEMS piezoelectric vibration energy harvester for low frequency // Procedia Engineering. - Elsevier, 2015. - P. 645-650.

11. Las V., Kroupa Т., Bartosek J. Reconstruction of impact force on curved panel using piezoelectric sensors // Procedia Engineering. - Elsevier, 2012. - P. 367-374.

12. Jakoby В. Modeling of a piezoelectric fluid sensor excited by lateral fields using a spectral domain approach // Procedia Engineering. - Elsevier, 2010. - P. 82-86.

13. Ferrari M., Tonoli E., Ferrari V. Sensors and energy harvesters based on piezoelectric thick films // Procedia Engineering. - Elsevier, 2011. - P. 737-744.

14. Waldron F., Mathewson A., Jackson N. A MEMS silicon-based piezoelectric AC current sensor // Procedia Engineering. - Elsevier, 2014. - P. 1457-1460.

15. Бобцов A.A., Быстрое C.B., Бойков В.И. Исполнительные устройства и системы для микроперемещений. - СПб: Университет ИТМО, 2011. - 311 с.

16. Hazan A., Verleysen М., Lacaille J. Trajectory clustering for vibration detection in aircraft engines // Proc. 10th Industrial Conference, ICDM 2010, Advances in Data Mining. Applications and Theoretical Aspects. - Berlin, Germany, 2010. - P. 362-375.

17. Авиационные приборы и измерительно-вычислительные комплексы: Учеб. пособие. - Уфа: УЕАТУ, 2006. - 572 с.

18. Шарапов В.М., Мусиенко М.П., Шарапова Е.В. Пьезоэлектрические датчики. -М.: Техносфера, 2006.

19. Янчич В.В. Пьезоэлектрические датчики вибрационного и ударного ускорения. - Учеб. пособие. - Ростов-на-Дону: Юфу, 2008. - 77 с.

20. Головин В.А., Каплунов И.А., Малышкина О.В. Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов. - М.: Техносфера, 2016.-272 с.

21. Крамаров О.П. Пьезоэлектрический акселерометр / А. с. 361723 (СССР), МЕСИ G01P15/08. - 1975.

22. Янчич В.В., Крамаров О.П. Пьезоэлектрический акселерометр / А. с. 472587 (СССР), МКИ G01P15/08. - 1976.

23. Патент РФ 2150117, G01P15/09. Пьезоэлектрический акселерометр / Ю.А. Вусевкер, А.В. Горит, В.П. Дунаевский, А.Е. Панич. - Опубл. 27.05.2000.

24. Патент СССР 418800, G01P15/09. Пьезоэлектрический акселерометр / В.П. Дунаевский, И.Ф. Калюжная, Н.Т. Федорова. - Опубл. 05.03.1974.

25. Патент Украины 45704, GO IP 15/09. Пьезоэлектрический акселерометр / В.M. Шарапов, М.П. Мусиенко, C.B. Роттэ и др. - Опубл. 15.04.2002.

26. Walter P.L. The history of the accelerometer // Sound and vibration. - 2007. - P. 84-92.

27. Богуш M.B. Пьезоэлектрические датчики для экстремальных условий эксплуатации. - СКНЦ ВШ, 2006. - 346 с.

28. ГОСТ 30296-95. Аппаратура общего назначения для определения основных параметров вибрационных процессов. Общие технические требования.

29. Орехов B.C. Конструирование пьезоэлектрических датчиков ускорения. Учеб. пособие. - Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2008. - 38 с.

30. ТПр 147-92 Типовая программа государственных прием очных испытаний виброизмерительных преобразователей (вибродатчиков). - М. : Изд-во стандартов, 1990. - 100 с.

31. Денисов Ю.В., Волкова С.Л., Воробьева И.В. Разработка алгоритма информационной системы для оценки влияния внутреннего трения материала на функциональные характеристики вибрационного датчика // Фундаментальные исследования. - 2015. -№ 2-6. - С. 1166-1170.

32. Валетов В.А. О практической пригодности некоторых критериев для оценки шероховатости поверхности // Технология корпусостроения, судового машиностроения и сварки в судостроении. - JL: ЛЕСИ, 1978. - С. 62-65.

33. Валетов В.А., Андреев Ю.С., Цимбал И.Р. Исследование микрогеометрии трущихся поверхностей // Трибология и надежность. - СПб, 2010. - С. 85-92.

34. Валетов В.А., Юлъметова О.Ю. Микрогеометрия поверхности и ее функциональные свойства // Научно-технический вестник ИТМО. - 2008. - № 48 - С. 140-142.

35. JIuhhuk Ю.В., Хусу А.П. Математико-статистическое описание неровностей профиля поверхности при шлифовании. - М.: Академия наук СССР, 1954.

36. Маталин А. А. Шероховатость поверхности деталей в приборостроении. - М.: Машгиз, 1949.

37. Шлезингер Г. Качество поверхности. - М.: Машгиз, 1947. - 284 с.

38. Хусу А.П., Виттенберг Ю.Р., Палъмов В.А. Шероховатость поверхностей. -М.: Наука, 1975.-344 с.

39. Volkova S.L., Vorobeva I.V., Denisov Y.V. Basic provisions of the development of information system of dynamic analysis vibration sensors // Fundamental research. -2015. -№ 4. - P. 37-41.

40. Андреев Ю.С., Медунецкий B.B. Исследование изменения микрорельефа поверхностей в процессе их трения скольжения // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2012. - Т. 55. - № 9. - С. 30-34.

41. Шнейдер Ю.Г. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом. - JL: Машиностроение, 1982. -248 с.

42. Шнейдер Ю.Г. Назначение и технологическое обеспечение степени шероховатости поверхности деталей машин и приборов. - JL, 1959. - 87 с.

43. Валетов В.А., Иванов А.Ю. Непараметрический подход к оценке качества изделий // Металлообработка. - 2010. -№ 6. - С. 55-59.

44. Мусалимов В.М., Валетов В.А. Динамика фрикционного взаимодействия. -СПб: ПИМаш, 2006. - С. 99-115.

45. Войнов К.Н., Андреев Ю.С. О реальной шероховатости поверхности. Трибология: Международная энциклопедия. - 2015. - T. IX. - С. 232-240.

46. Greenwood J.A., Williamson J.В.P. Contact of Nominally Flat Surfaces // Proc. Roy. Soc. Ser. A. - 1966. - Vol. 295. -№ 1442. -P. 300.

47. Рыжов Э.В., Суслов А.Г., Федоров В.П. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин. -М.: Машиностроение, 1976. - 173 с.

48. Рыжов Э.В., Горленко O.A. Технологическое управление качеством и эксплуатационными свойствами поверхности. - Тула: ТПИ, 1980. - 96 с.

49. Суслов А.Г. Нормирование параметров шероховатости поверхности деталей машин по ГОСТ 2789-73 // Вестник машиностроения. - 1984. - № 8. - С. 3-5.

50. Крагелъский И.В. Влияние шероховатости поверхности на трение (при отсутствии смазки). - М.: АН СССР, 1946. - 26 с.

51. Демкин Н.Б., Рыжов Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин. -М.: Машиностроение, 1981. -244 с.

52. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. - М.: Наука, 1970. - 227 с.

53. Рудзит Я. А. Качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей машин и приборов. - Рига: Риж. Политехи, ин-т, 1982. - 102 с.

54. Рудзит Я.А. Микрогеометрия и контактное взаимодействие поверхности. -Рига: Зинатне, 1975. -210 с.

55. Маталин А.А. Технология механической обработки. - Л.: Машиностроение, 1977.-460 с.

56. Маталин А.А. Точность механической обработки проектирования технологических процессов. - Л.: Машиностроение, 1970. -317 с.

57. Дьяченко П.Е., Якобсон М.О. Качество поверхности при обработке металлов резанием. -М.: Машгиз, 1951. -208 с.

58. Дьяченко П.Е. Исследование зависимости микрогеометрии от условий механической обработки. -М.: АН СССР, 1949. - 126 с.

59. Васильков Д.В., Горячев В.Н., Кочина Т.Б. Повышение надежности функциональных поверхностей ответственных деталей специального назначения при лезвийной механической обработке // Сб. трудов БГТУ. - СПб, 2010. -№31957. - С. 52-56.

60. Васильков Д.В. Обеспечение качества поверхностного слоя ответственных изделий специального назначения при высокопроизводительной обработке резанием // Сб. трудов БГТУ. - СПб, 2012. - № 32104. - С. 111-117.

61. Исаев А.И. Влияние износа резца на процесс образования поверхностного слоя // Труды ЦНИИТМАШ. - М, 1951. - № 44,- С. 20-33.

62. Исаев А.И. Процесс образования поверхностного слоя при обработке металлов резанием. - М.: Машгиз, 1950. - 357 с.

63. Ящерицын П.И., Скорынин Ю.В. Технологическая и эксплуатационная наследственность и ее влияние на долговечность машин. - Минск: Наука и техника, 1978. - 118 с.

64. Сандулова Е.С. Управление процессом точения с целью повышения износостойкости поверхностей деталей. Дис. ... канд. техн. наук. - Киев, 1985. -198 с.

65. Петров В.М., Безпалъчук С.Н., Буцанец A.A. Обобщенная модель состояния качества поверхности ответственных деталей судовых энергетических установок, выполненных из композиционных углепластиков // Вестник Государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. - СПб, 2015. - Вып. 1 (29). - С. 97-102.

66. Резников Н.И. Учение о резании металлов. - М.: Машгиз, 1947. - 586 с.

67. Андреев Ю.С., Валетов В.А. Анализ параметрических методов описания шероховатости поверхности // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. - 2011. - № 6. - С. 49-58.

68. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности: параметры, характеристики, обозначения.

69. Филимонова Е.А. Разработка методики и программы автоматизированного контроля микрогеометрии поверхностей деталей приборов с помощью графических критериев и их использование в технологических исследованиях. -Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - СПб, 2014. - 24 с.

70. Исаев P.M., Любивый A.B. Исследование влияния микрогеометрии поверхности деталей на функциональные свойства изделия // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2015. - Т. 58. - № 4. - С. 283-285.

71. Исаев P.M., Любивый A.B. Исследование возможностей улучшения функциональных свойств тормозных муфт // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2015. - Т. 58. - № 4. - С. 286-288.

72. Исаев P.M., Любивый A.B. Оптимизация микрогеометрии поверхностей деталей приборов как способ улучшения вибрационных характеристик // Сборник

тезисов докладов всероссийского конгресса молодых ученых. - СПб: Университет ИТМО, 2015. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа:

http: //openbooks. ifmo. ru/ru/file/2047/2047. pdf.

73. Леонов Д.Б. Повышение качества специальных изделий путем оптимизации характеристик их поверхностного слоя. - Автореф. дис. ... канд. тех. наук. - СПб, 2014. - 19 с.

74. Юлъметова О.С., Юлъметова P.P., Сисюков А.Н. Создание базы данных непараметрических критериев оценки микрогеометрии функциональных поверхностей // Известия вузов. Приборостроение. - 2010. Т. 53. № 8. - С. 15-19.

75. Ivanov A.Y., Leonov D.B. Methodology for optimization, evaluation and control of products surface roughness // Journal of the Technical University. "Fundamental Sciences and Applications". Sofia, Plovdiv branch, Bulgaria, 2012. - Vol. 17. -P. 19-23.

76. Gunay M., Emre Y. Application of Taguchi method for determining optimum surface roughness in turning of high-alloy white cast iron // Measurement. - 2013. -Vol. 46.-P. 913-919.

77. Kaladhar M., Subbaiah K.V. Application of Taguchi approach and Utility Concept in solving the Multi-objective Problem when turning AISI 202 Austenitic Stainless Steel // Journal of Engineering Science and Technology Review. - 2011. - Vol. 4 (1). -P. 55-61.

78. Адлер Ю.П., Грановский Ю.В., Маркова E.B. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М.: Наука, 1976. - 278 с.

79. Ефимов В.В. Методы Тагути: практика применения // Методы менеджмента качества. - 2005. - № 6. - С. 28-35.

80. Федосеев А.А., Логанина В.И. Инструменты качества продукции. - М.: КДУ, 2008. - 142 с.

81. LoW.С., Tsai К.М., Hsieh C.Y. Six Sigma approach to improve surface precision of optical lenses in the injection-molding process // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2009. - Vol. 41. - P. 885-896.

82. Montgomery D.C. Design and analysis of experiments. - 5th edition. John Wiley & Sons, 2001.-684 p.

83. Oktem H., Erzurumlu Т., IJzman I. Application of Taguchi optimization technique in determining plastic injection molding process parameters for a thin-shell part // Mater. Des. - 2007. - Vol. 28. - P. 1271-1278.

84. Berman В., de Mare J., Loren S., Svenson T. Robust design methodology for reliability: Exploring the effects of variation and uncertainty. - John Wiley & Sons, 2009. - 191 p.

85. Phadke M. S. Quality engineering using robust design. - Pearson, 2009.

86. Rodrigues L.L.R., Kantharaj A.N. Effect of Cutting Parameters on Surface Roughness and Cutting Force in Turning Mild Steel // Research Journal of Recent Sciences. -2012. - Vol. 1(10). - P. 19-26.

87. Горбани С. Повышение качества поверхности обрабатываемых деталей при точении резцами за счет улучшения демпфирующих свойств державок, заполненных композитным материалом. Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М., 2015. - 18 с.

88. Ali Riza Motorcu. The Optimization of Machining Parameters Using the Taguchi Method for Surface Roughness of AISI 8660 Roughness of AISI 8660 // Journal of Mechanical Engineering. - 2010. - Vol. 56 (6). - P. 391-401.

89. Каталог инструмента ARNO. Сменные пластины. [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.arnoru.ru/upload/media/Turning/INDEXABLE%20INSERTS.pdf, свободный. - Яз. рус. - (дата обращения: 04.05.2016).

90. Abdullah А.В., Chia L.Y., Samad Z. The Effect of Feed Rate and Cutting Speed to Surface Roughness // Asian Journal of scientific research. - 2008. - № 1. - P. 12-21.

91. Tammineni L., Reddy Yedula H.P.R. Investigation of influence of milling parameters on surface roughness and flatness // International Journal of Advances in Engineering & Technology. - 2014. - Vol. 6. - Is. 6. - P. 2416-2426.

92. Vakondiosv D. Influence of milling strategy on the surface roughness in ball end milling of the aluminum alloy A17075-T6. - Measurement. - 2012.

93. ГОСТ ISO 4287-2014. Геометрические характеристики изделий. Структура поверхности. Профильный метод. Термины, определения и параметры структуры поверхности.

94. Исаев P.M., Целищев А.А. Оптимизация режимов резания по методу Тагути для обеспечения требуемых показателей авиационного датчика вибрации // Сборник тезисов докладов всероссийского конгресса молодых ученых. СПб: Университет ИТМО, 2016. Электронное издание. - Режим доступа: http: //openbooks. ifmo. ru/ru/file/3349/3349. pdf

95. Wu V., Wu A., Taguchi G. Taguchi methods for robust design. ASME INTL., 2000. -336 p.

96. Jagtap K., Pawade R. Experimental investigation on the influence of cutting parameters on surface quality in SPDT of PMMA // International Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology. - 2014. - Vol. 7. - N 6. - P. 53-58.

97. Исаев P.M., Андреев Ю.С., Васильков С.Д. Определение микрогеометрии функциональной поверхности детали, обеспечивающей требуемые показатели авиационного датчика вибрации // Научно-технический вестник ИТМО. - 2016. -Т. 16.-№6.-С. 1103-1110.

98. Isaev R.M., Andreev Y.S., Vasilkov S.D. Effect of the method for treatment of the functional surface of a piezoelectric vibration sensor on its sensitivity // Procedia Engineering. - Elsevier, 2017. - Vol. 176. - P. 96-106.

99. Isaev R.M., Andreev Y.S., Vasilkov S.D. The influence of process factors on piezoelectric vibration sensor sensitivity // Материалы 3-й международной научно-технической конференции «Динамика и виброакустика машин». - Самара, 2016. -С. 53-54.

100. Богуш М.В. Проектирование пьезоэлектрических датчиков с использованием конечно-элементных математических моделей. - Ростов-на-Дону, 2014.

101. Bogush M., Abramenko T., Mitko V. Main characteristics analysis of the piezoelectric sensors under finite-element method // Proceeding of the 10th international congress on sound and vibration. - 2003. - Vol. 3. - P. 951-959.

102. Богуш M.B. Проектирование пьезоэлектрических датчиков на основе пространственных электротермоупругих моделей. - М.: Техносфера, 2014. - 312 с.

103. Open Engineering [Электронный ресурс]: http://www.open-engineering.com/. (дата обращения: 15.05.2017).

104. Пирогов А.В. Разработка и моделирование процессов технологической подготовки производства изделий из полимерных оптических материалов. Автореф. ... дис. канд. техн. наук. - СПб: Университет ИТМО, 2014. - 24 с.

105. ГОСТ ISO 16063-31-2013. Вибрация. Методы калибровки датчиков вибрации и удара. - Часть 31. Определение коэффициента поперечного преобразования.

106. ГОСТ ISO 16063-31-2013. Вибрация. Методы калибровки датчиков вибрации и удара. - Часть 1. Основные положения.

107. Бабичев А.П., Братковский A.M., Бабушкина Н.А. Физические величины: Справочник. -М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

108. ГОСТ Р 8.669-2009. Виброметры с пьезоэлектрическими, индукционными и вихретоковыми вибропреобразователями. Методика поверки.

109. Шиловицкий О. SmarTeam: реальные PLM-решения для реального использования // CAD/CAM/CAE Observer. - Рига, Латвия, 2007. - № 1. - С. 38 -41.

110. Яблочников Е.И. Методика применения информационного обеспечения интегрированной автоматизированной системы проектирования и производства изделий из термопластичных полимерных материалов: Отчет о НИР 4.2.62.7. -СПб: Университет ИТМО, 2013. - 121 с.

111. Dorfman J. Dassault Systèmes' PLM Solutions for the Mid-Market. - Ann Arbor: CIMdata, 2002. - P. 8.

112. Яблочников Е.И., Комисаренко А.Л. Деловая игра по применению бизнес-процессов ТПП. - СПб: Университет ИТМО, 2008. - 18 с.

113. Яблочников Е.И., Маслов Ю.В. Автоматизация ТПП в приборостроении. -СПб: Университет ИТМО, 2003. - 104 с.

114. Васильков Д.В., Кочина Т.Е. Упругое последействие в тонкостенных деталях при лезвийной высокоскоростной обработке // Сб. трудов БГТУ. - СПб, 2012. -№32104.-С. 107-110.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1 - Формы для внесения результатов реализации отдельных пунктов предложенных в работе методик

Таблица 1 - Технология изготовления экспериментальных образцов

Деталь Обрабатыва емый материал Операция Режимы резания Оборудование Режущий инструмент

Основ 12Х18Н10Т Точение Г=0Д мм/об; Токарный Проходной резец

ание У=80 м/мин; станок с ЧПУ с твердосплавной

№ 1 1=0,1 мм. HAAS SL10 пластиной.

Характеристики

С режущей

применением пластины: ромб

смазочно- 55°, радиус

охлаждающе скругления

й жидкости кромки 0,2 мм

Таблица 2 - Шероховатость и относительный коэффициент поперечного преобразования при точении с различными режимами резания

Образец Ra, мкм ОКПП, %

1

2

3

Примечание: параметр шероховатости Яа и ОКПП приведены для примера. Вместо них могут быть использованы и другие параметры.

Таблица 3 - Заключение об исследовании

Название исследования Заключение

Пример: Исследование степени влияния микрогеометрии функциональной поверхности детали основания датчика вибрации на ОКПП Пример: Микрогеометрия функциональной поверхности детали основания датчика вибрации не влияет на ОКПП и на другие эксплуатационные характеристики прибора. Необходимости в обеспечении и контроле шероховатости этой поверхности нет.

Таблица 4 - Факторы, влияющие на параметры шероховатости

Параметр шероховатости Оптимальный набор факторов-уровней Наиболее влияющий фактор

Таблица 5 - Параметрические критерии шероховатости поверхности образцов

№ образца Яа, мкм, для угла измерения,...0 мкм, для угла измерения,...0

0 120 240 0 120 240

1

2

3

Примечание: могут использоваться и другие параметры шероховатости (в работах Валетова В.А. при определении стационарности поверхности используются высотные параметры шероховатости Яа, Яд, Яш).

Таблица 6 - Характеристики конструкционных материалов

Материал, марка Параметр

модуль Юнга, ГПа коэффициент Пуассона -5 плотность, кг/м

Таблица 7 - Набор электроупругих модулей пьезокерамического материала

Материал Параметр

£зз/ £0 £1\/ £0 ю-12 м2/Н °33 °44 ю-12 Кл/Н ¿33 ¿15

Таблица 8 - Результаты экспериментального и расчетного определения частоты установочного резонанса датчика без обоймы

№ п/п Частота резонанса, определенная экспериментально, кГц Частота резонанса, определенная расчетным путем, кГц Расхождение расчетных и экспериментальных данных, %

1

2

3

Таблица 9 - ОК1111 датчика при различном отклонении от параллельности рабочих поверхностей

№ Отклонение от параллельности, мм ОКШ1, %

1

2

3

Таблица 10 - Экспериментально определенные характеристики датчиков вибрации

№ образца ОЮШ, % Коэффициент преобразования, пКл с2/м ЧУР, кГц

1

2

3

Дубл

Вэам

Пода

Инб № Подпись Лота

2%t

ГОСТ 3. ffl5-8i Форма 2

Иэн Лист № докум Подпись

Лота

tl2

2К1

ТЛ

Оснобание

СОГЛАСОВАНО

201 г.

СОГЛАСОВАНО

Гл

Начальник ОТК.

Гл нетролог

.201 г.

. Ребрий А А .201 г.

_ Пересторонина В А 201 г.

КОМПЛЕКТ ДОКУМЕНТОВ

на технологически процесс обработки резанием

На избелие

' УТВЕРЖДАЮ"

Глтехнолог

201 г.

Начальник цеха № 41

МеЭВеЭеб А В

201 г.

Процесс бнедрен 6 произбодстбо

201 г.

№ Эокумента

О

о К о

И

К

Си

Я

■а s

и

о

гь S Я

гь

ы

Н

съ

X

К

о

и

о

л

а>

о «

К Se

a

"О о и

гь

о о

К

со ч О

н о

И

и

Сй

к к ta

й П)

н

ГОСТ 11118-82 Форма!

Лубл

Взам

Подл.

2%1

Разраб

ПооВеоил

УтВеадил

ИсагВ Ptf

20 052017

Ф

ЮМ

:Ч.ЖП,

Н контпол

Основание

М01

М 02

Ж.

« I I р* I

ж_

ж.

Круг Í2-B ГОСТ 2590-88/12Х18Н10Т ГОСТ59Í9-75

100

Н вас*

31

JiíL

Код зогопоВии

npaéufíb и ппзмеоы

Ж.

Ж.

Кпд наименобание операции

СП I РппФ I Р I ЧТ \ КР I КЖ FH Т "оп I kim

ОЗрзкнт* докуке/

Квй ьрипеюйание воавцдайания

Joí.

Тщ,7!

А 03

I Г

1 7

005 i281 Ножойочно-отрезная

ИОТ 071,

BOU

í Ю355 Ленточно-отрезной ARG-2Í0

i I I I I г 1 81 1

0 05

1 Отрезать заоотоВкц. ВыдержиВач размер L-SOOtl

Т06

Полотно кожобочное 2800-002° ГОСТ bó¿5-3o, /¡инейка 0-20003 ГОСТ Í27-80 ——I-1-1-г~-----Г~

1-Г

П-1-г

П-г

0 7

-1-1-1-1-

1 3_0 10 0108 Слесарная

А08

ИОТ 250

-1-1-1-1-1-1-г

1 Í2 1

Б09

í '098¿ Рабочее vecmo спесоря РМС

О 10

1 Зачистить заусенцы после отрезной операции Уложить В тару

Т11

2820-0011 напильник. Внешний осмотр. Тара У-1-1 СТО o32100'b-200i

12

-1-1-1-

1 Л_ 0 15 ¿>237 Комплексная на обрабатывающих

А 13

1-Г

пг

Ш2 -

"1-г

и

центрах с ЧПУ

i-1-г

1 12

"1-Г

50

Б 15

410577 Обрабатывающий центр с ЧПУ WM 508MT-8F

1-1-г^—1--

"1-Г

мок

Маршрутнс-операиионная корта

йфп Взам Пода

ГОСТ 3.1118-82 Форма 15

2%1

42

ЮМ

I ^ I I I

Код. наи^внийншЕ аргааиии

01ш&1пени

двкуне^а

Кпд наименабание аЗорудвбания

СУ: I Пг.оа I I I кР

Ж.

Ж.

Кит

Тшт

МК.

| Нажервйание ¡?атия' с£ едмииы или натшаю

ОНазьучегте. мд

Гд ГН

И, вк*

А0 1

О и 0 04 % Стеллажиройание

Б02

160001 Складская КШ

0±_ 05 0 6 О 7 0 8 О о 10 11 12 13

и

15

16

МОК

Маршрутна-операиианная карта

ГОСТ 31118-82 Фарка1

Луб/i

Взам

Подл.

2U1 1 1

Разраб Игпрй РМ 26052017 il2 601Í2

Прпвррил

Утвердил

I Основание

Н контг юл

М01 Крцр 12-В ГОСТ 2590-88/12Х18НЮТ ГОСТ 59А9-75

М 02 Код F9 МЛ ЕН Н рпсх КИМ Кпд заготовки Профиль и ртмрры КО МЗ

Uex 1 Уч \ РМ \ Опер. Код наименование апеоаиии Обр чнпчрние дркумрнтр

Б Кпд нтмрнпппшр пппрудпГтшя СМ I ПпаЬ I Р I УТ I КР КОШ I ЕЙ I ОП I Кит I Тпз I Тшт

АОЗ 13 015 Í237 Комплексная на обрабатывающих ИОТ Ш

Oí i i i i II i i i i i i i i i центрах с ЧПУ

Б 05 II i i i i i i i i i 4Í7577 Обрабатывающий центр с ЧПУ WM 508MT-BF 1 Í2 50

006 1 Обработать заготовки согласно зскизц по программе

0 7 Внимание, наладчик1 Настроечнцв и пербцс деталь от партии проверить в ВТК до обработки всей партии.1

0 8

0 9 1 1 i 1 II 1 i 1 i 1 i 1 1 1

10 1 1 i 1 II 1 i 1 i 1 i 1 1 1

11 1 1 i 1 II 1 1 1 1 1 i 1 1 1

12 1 1 1 1 II 1 i 1 i 1 1 1 1 1

13 1 1 i 1 II 1 i 1 i 1 i 1 1 1

П 1 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1 1 1

15 1 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1 1 1

16 1 1 1 1 II 1 1 1 1 1 1 1 1 1

ОК Операционная карта 5

Приложение 3 - Справка о внедрении результатов диссертационного исследования в производственный процесс ГТАО «Техприбор»

ф 1/П^Т ' ПУБЛИЧНОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ♦ ♦ 1\г J I «ТЕХПРИБОР»

ТЕХПРИБОР • ♦ • . Г -* •

« * « »

• » ♦

ПАО t Texnpctop» 136С64 Росой*. г Самст-TtorecOrt* уп «паю» Л SA т«п («12) Mi «4-82 теплю«: 1&4е-85-ва»-metl rtogiedBrtcr пд ■ ».».«in 322157 .Строг». ИМИ 7810237177 КПП 7»1001001

«УТВЕРЖДАЮ» Заместитель генерального директора по производству ч<Техприбор» ков С.Л. \2017 г.

СПРАВКА