Устройство для прогнозирования разрушения режущего инструмента

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения и контроля износа режущего инструмента. Целью изобретения является повьппение достоверности за счет статистической обработки и прослеживания динамики трещинообразования. Сигнал акустической эмиссии (АЭ) с выхода электроакустического преобразователя 1 через предварительный усилитель 2, усилитель 3 и блок 4 фильтрации и вьщеления огибающей поступает на вычислительные блоки 5,8 и 13 и блок 7 определения максимальной амплитуды и с их выходов через блоки 9, 12 и 14 сравнения на входы блока 15 принятия решения. 1 ил. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (111 (51)4 GО NЗ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3950164/25-28 (22) 04.09.85 (46) 15.01.88. Бюл. № 2 (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Буревестник " (72) Г.А.Сенкевич, В.N.Лазовский, М.Н.Дриацкий и Д.P.Øànèðî (53} 620.179.54(088.8} (56) Авторское свидетельство СССР № 561121, кл. G 01 N 3/58, 1976.

Авторское свидетельство СССР ,.№ 641315, кл. G 01 N 3/58, 1977.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1180756, кл. G 01 N 3/58, 1984. (54) УСТРОЙСТВО;ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

РАЗРУШЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА (57} Изобретение относится к измери-, тельной технике и может быть использовано для определения и контроля износа режущего инструмента, Целью изобретения является повышение достоверности за счет статистической обработки и прослеживания динамики трещинообразования. Сигнал акустической эмиссии (A3) с выхода электроакустического преобразователя 1 через предварительный усилитель 2, усилитель 3 и блок 4 фильтрации и выделения огибающей поступает на вычислительные блоки 5,8 и 13 и блок 7 определения максимальной амплитуды и с их выходов через блоки 9, 12 и 14 сравнения на входы блока 15 принятия решения. 1 ил.

1366917

Изобретение относится к технике определения и контроля износа режущего инструмента и металлоконструкций и может быть использовано на автоматических линиях и станках с числовым программным управлением для непрерывного и дискретного контроля работоспособности инструмента и прогнозирования условий резания, а также 10 при-выполнении других операций прогнозирования разрушения деталей и конструкций.

Целью изобретения является повышение достоверности определения сос- 15 тояния инструмента за счет статистической обработки и прослеживания динамики трещинообразования.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. 20

Устройство содержит последовательно соединенные электроакустический преобразователь 1, предварительный усилитель 2, усилитель 3, блок 4 фильтрации и выделения огибающей и 25 первый вычислительный блок 5, таймер 6, соединенные с первым входом первого вычислительного блока 5 блок 7 определения максимальной амплитуды и второй вычислительный блок 8, ч0 вторые входы которых соединены с выходом таймера 6 и вторым входом первого вычислительного блока 5, первый блок 9 сравнения, входы которого соединены с выходами блока 7 определе- ния максимальной амплитуды и второго вычислительного блока 8, и последовательно соединенные многоканальный счетчик 10 импульсов, входы которого соединены с выходами первого вычисли- „ тельного блока 5, делитель 11, второй блок 12 сравнения, третий вычислительный блок 13, третий блок 14 сравнения и блок 15 принятия решений, ВТОрОи ВхОд котОрОгО соединен с ВтО 45 рым выходом второго блока 12 сравнения, третий и четвертый — с первым и вторым выходами первого блока 9 сравнения, а выходы — с управляющими

50 входами блоков 9, 12 и 14 сравнения.

Первый вычислительный блок 5 предназначен для измерения площади импульсов акустической эмиссии (АЭ) под огибающей и их сортировки по площади, второй вычислительный блок 8— для определения максимального отношения длительностей переднего и заднего фронтов импульсов АЭ, третий вычислительный блок 13 — для опреде- ления среднего количества импульсов (n), среднего квадратического отклонения (б ), момента третьего порядка л (p>) и асимметрии функции распрел деления импульсов (A ) .

Устройство работает следующим образом.

После начала работы режущего инструмента электроакустический преобразователь 1 принимает волны напряжений из зоны резания и преобразует их в электрический сигнал. Этот сигнал усиливается предварительным и основным усилителями 2 и 3 и поступает на блок 4 фильтрации и выделения огибающей, где осуществляется селекция сигналов АЭ по частоте и формирование огибающей сигналов АЭ.

Далее сигнал поступает одновременно на первые входы блока 7 определения максимальной амплитуды и первого и второго вычислительных блоков 5 и 8.

С выхода вычислительного блока 5 сигналы поступают на многоканальный счетчик 10 импульсов, с помощью которого подсчитывается как полное число импульсов АЭ, так и число импульсов АЭ, прошедших сортировку.

Затем с ломощью целителя 11 определяются доли импульсов, прошедших сортировку, к общему числу импульсов.

Затем эти доли сравниваются с уставками, которые эмпирически выбираются в зависимости от исследуемого материала, во втором блоке 12 сравнения.

В случае, если будет. превышение значения хотя бы одной из уставок, соответствующий сигнал поступает на блок 15 принятия решений и одновременно подключается третий вычислительный блок 13, с выхода которого сигнал, пропорциональный асимметрии функции распределения, поступает на третий блок 14 сравнения. В случае превышения этим сигналом уставки соответствующий сигнал поступает на блок 15 принятия решений; на который поступает также сигнал от блока ? определения максимальной амплитуды и второго вычислительного блока 8 через первый блок 9 сравнения в случае превьппения уставок.

Наличие четырех видов информации о характере трещинообразования позволяет с высокой достоверностью су. дить о динамике трещинообразования

1366917

В!!(ЫП!! Заказ 6833/43 Тираж 847

Подписное!!роизи.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и прогнозировать ее на ранних стадиях, а также уточнять уставки, для чего с блока 15 принятия решений могут поступать соответствующие сигна- 5 лы на блоки 9, 12 и 14 сравнения.

Использование предлагаемого устройства в условиях испытания инструментальных материалов или эксплуатации режущих инструментов в отличие от прототипа позволяет с высокой достоверностью предопределять момент наступления критического износа инструмента, подбирать оптимальные технологические условия механообра — 15 ботки конструкционных материалов, а в случае испытаний конструкций на разрушение предсказать моменты времени, соответствующие времени образования, подрастания и начала крити — 2п ческого развития разрушающих трещин.

Измерение площадей под огибающей импульсов АЭ, сортировка их на разные группы по площадям огибающей импульсов АЭ, разбиение времени работы ре- 25 жущего инструмента для каждой группы импульсов на фиксированные интервалы времени в зависимости от количества импульсов АЭ, подсчет в каждом фиксированном интервале времени коли- Зп чества импульсов ЛЭ, определение среднего значения количества импульсов во временных интервалах, их среднеквадратического отклонения, момента третьего порядка и асимметрии функции рас35 пределения N=f (n), где N — частость импульсов АЭ, n — количество импульсов в фиксировачных временных интервалах, определение максимальной амплитуды импульсов АЭ, приведенной к 4п входу предварительного усилителя, а также определение наименьшего отношения длительностей переднего и заднего фронтов импульсов АЭ и соответствующего этому отношению длитель- 45 ности переднего фронта и далее сравнения количества импульсов АЭ, прошедших сортировку, полученных значений асимметрии, максимальной амплитуды импульсов АЭ, приведенной к входу предусилителя, наименьшего отношения длительностей переднего и заднего фронтов импульсов АЭ и соответствующего этому отношению длительности переднего фронта с допустимыми позволяет наблюдать динамику износа инструмента и на ранних стадиях трещинообразования прогнозировать разрушение материала, что исключает поломку дорогостоящего инструмента и разрушение металлоконструкций.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для прогнозирования разру!Дения режущего инструмента, содержащее последовательно соединенные электроакустический преобразователь с предварительным усилителем, усилитель и блок фильтрации и выделения огибающей, вычислительный блок, счетчик импульсов и блок принятия решений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности, оно снабжено таймером, соединенными с выходом блока фильтрации и выделения огибающей б оком определения максимальной амлитуды и вторым вычислительным блоком, вторые входы которых соединены с выходом таймера и вторым входом первого вычислительного блока, первый вход которого .соединен с выходом блока фильтрации и выделения огибающей, п выход — со счетчиком импульсов, выполненным многоканальным, блоком сравнения, входы которого соединены с блоком определения максимальной амплитуды и вторым вычислительным блоком, выходы — с третьим и четвертым входами блока принятия решений, а управляющий вход — с третьим выходом последнего, и последовательно соединенными делителем, вторым блоком сравнения, третьим вычислитель-. ным блоком и третьим блоком сравнения, выход и второй вход которого соединены соответственно с первыми входом и выходом блока принятия решений, вторые вход и выход которого соединены соответственно с вторым выходом и управляющим входом второго блока сравнения.