Способ определения износа лопаток бетоносмесителя
Владельцы патента RU 2362661:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-технический университет при Федеральном агентстве специального строительства (RU)
Изобретение относится к области машин и оборудования, предназначенных для приготовления сыпучих и вязких смесей, например бетоносмесителей, и может использоваться для диагностики износа лопаток бетоносмесителей и для контроля технического состояния бетоносмесительных установок. В способе измеряют в процессе эксплуатации геометрические параметры лопатки по длине и ширине. При этом лопатку делят по длине и ширине на зоны контроля, определяют координаты этих зон, по этим координатам определяют толщину лопатки в каждой зоне методом сканирования, полученные данные заносят в координатную систему и методом группового учета аргументов определяют фактический износ и форму изношенной поверхности лопаток, с учетом которых выбирают метод восстановления лопаток. Изобретение позволяет обеспечить возможность бесконтактного диагностирования износа лопаток, которое обеспечит снижение трудозатрат, время диагностирования и технического обслуживания бетоносмесителей. 1 табл., 4 ил.
Изобретение относится к области машин и оборудования, предназначенных для приготовления сыпучих и вязких смесей, например бетоносмесителей, и может использоваться для диагностики износа лопаток бетоносмесителей, выбора метода их восстановления и для контроля технического состояния бетоносмесительных установок.
Известен способ диагностирования износа лопаток бетоносмесителя, включающий измерение ее толщины в процессе эксплуатации(см. RU 2190513 С1, В23Р 6/00, опубл. 10.10.2002).
Недостатком известного способа диагностирования износа лопаток является отсутствие автоматизации самого процесса диагностирования, а также отсутствие возможности прогнозирования отказов на период текущей наработки и выбора метода восстановления изношенных лопаток.
В основу изобретения поставлена задача обеспечить возможность бесконтактного диагностирования износа лопаток, а также прогнозирования отказов данных рабочих органов на период текущей наработки, которая будет обеспечивать снижение трудозатрат и времени процесса диагностирования и технического обслуживания бетоносмесителей.
Поставленная задача решается тем, что в способе определения износа лопаток бетоносмесителя измеряют в процессе эксплуатации геометрические параметры лопатки по длине и ширине, при этом лопатку делят по длине и ширине на зоны контроля, определяют координаты этих зон, по этим координатам определяют толщину лопатки в каждой зоне методом сканирования, полученные данные заносят в координатную систему и методом группового учета аргументов определяют фактический износ и форму изношенной поверхности лопаток, с учетом которой выбирают метод восстановления лопаток.
Поскольку замеряют геометрические параметры лопаток по их длине и ширине, делят лопатки по длине и ширине на зоны контроля, определяют координаты этих зон, по этим координатам определяют толщину лопатки в каждой зоне методом сканирования, полученные данные заносят в координатную систему и определяют фактический износ, используя метод группового учета аргументов, обеспечивается возможность бесконтактного диагностирования износа лопаток, а также прогнозирования отказов данных рабочих органов на период текущей наработки, которая будет обеспечивать снижение трудозатрат и времени процесса диагностирования и технического обслуживания бетоносмесителей и выбор метода восстановления изношенных лопаток.
На фиг.1 изображена диагностируемая лопатка в профиль с ее разбивкой на зоны и слои контроля по длине и ширине.
На фиг.2 - изображена диагностируемая лопатка с условно выбранными координатами измерения ее толщины.
Способ диагностирования износа лопаток бетоносмесителя осуществляют следующим образом.
Замеряют геометрические параметры лопаток по их длине и ширине, делят лопатки по длине и ширине. Делят лопатки по длине и ширине на зоны контроля. Определяют координаты этих зон. По этим координатам определяют толщину лопатки в каждой зоне методом сканиравания, используя бесконтактные средства измерения (толщиномер и др.). Полученные данные заносят в координатную систему X, Y, h, где длина лопатки будет координатой X, ширина Y, а толщина h (фиг.3). Определяют фактический износ, используя метод группового учета аргументов. Поскольку лопатки бетоносмесителей выполняются различной конфигурации, а также имеют различные геометрические параметры по длине, ширине и толщине каждой лопатки, использование данного способа диагностирования износа лопаток позволяет определять этот износ в зонах, наиболее подверженных абразивному воздействию. Поскольку при данном способе диагностирования определяется не только величина износа лопатки, но и форма изношенной поверхности, появляется возможность выбора метода восстановления изношенных лопаток, прогноза отказов и дальнейшая наработка этих лопаток.
Далее полученные данные перераспределяются в координатную систему, в виде таблицы, и обрабатывают введенные данные в программе Exel.
Полученные данные обрабатываются в программе NeuroShell с использованием одного из видов нейросетевого анализа - метода группового учета аргументов (МГУА).
МГУА работает путем построения последовательных слоев со сложными связями (или соединениями), представляющими собой отдельные члены полинома. Эти полиномиальные члены создаются с использованием линейной и нелинейной регрессии, также он использует несколько методов оценки, называемых критериями отбора. Один из них, называемый регулярностью, похож на калибровку в том смысле, что сеть выбирает конструкцию, которая работает лучше всех.
Сеть автоматически штрафует модели, становящиеся слишком сложными. Преимущество этого состоит в том, что можно использовать все имеющиеся данные. В них есть генераторы усложняющихся из ряда в ряд комбинаций и пороговые самоотборы лучших из них (так называемое «полное» описание объекта):
j=f(x1, x2, x3, l/4, xm),
где f - некоторая элементарная функция.
Исключая промежуточные переменные, можно получить «аналог» полного описания (например, по десяти узлам интерполяции можно получить в результате оценки коэффициентов полинома сотой степени и т.д.).
Например, на основе данных измерений лопаток бетоносмесителя марки БСМ 26.05 после 800 часов наработки МГУА позволил получить адекватное уравнение регрессии, описывающее изменение толщины изношенной лопатки от координаты ее поверхности (фиг.3):
Степенной полином заменяется несколькими рядами «частных» описаний:
где h - координата по толщине лопатки в заданной точке, мм;
х - координата по длине лопатки, мм.
Принимается в соответствии с полученными данными, указанными на рисунке П.5.11 (для 1-ой полулопасти Хо=0; для 2-ой Хо=710 мм, Хmax=3454 мм); у - координата по ширине лопатки, мм (уmax=120 мм); Eexp-(2,8).
Входными переменными в данной сети являются величины Х и Y, выходной - толщина h лопатки. Количество слоев в сети равно шести, причем в первом использовано десять нейронов. Результаты статистической проверки полученного уравнения представлены в таблице 1.
| Таблица 1 | |
| Статистическая проверка уравнения регрессии по результатам тестового набора | |
| Параметр | Значение |
| R квадрат | 0,3525 |
| г квадрат | 0,3631 |
| Средний квадрат ошибки | 2,4571 |
| Ср. квадратичная ошибка (СКО) | 1,568 |
| Относительная СКО, % | 19,948 |
| Средняя абсолютная ошибка | 1,1025 |
| Мин. абсолютная ошибка | 0,0038 |
| Макс. абсолютная ошибка | 5,2735 |
| Коэффициент корреляции г | 0,6026 |
| Доля с ошибкой менее 5% | 18,333 |
| Доля с ошибкой от 5% до 10% | 10,000 |
| Доля с ошибкой от 10% до 20% | 26,667 |
| Доля с ошибкой от 20% до 30% | 18,333 |
| Доля с ошибкой свыше 30% | 23,333 |
Исследование характера распределения величины износа лопатки смесителей на основании полученного регрессионного уравнения можно провести, графически, измеряя толщины лопатки по ее координатам с помощью программы MathCad (фиг.4).
Полученная математическая модель позволит в автоматизированном порядке получать информацию о величине и месте образования износа на плоскости лопаток смесителя.
Таким образом, данный способ определения износа лопаток бетоносмесителей позволяет своевременно получать информацию об износе, выбирать методы их восстановления, а также прогнозировать отказы.
Способ определения износа лопаток бетоносмесителя, включающий измерение в процессе эксплуатации геометрических параметров лопатки по длине и ширине, отличающийся тем, что лопатку делят по длине и ширине на зоны контроля, определяют координаты этих зон, по этим координатам определяют толщину лопатки в каждой зоне методом сканирования, полученные данные заносят в координатную систему и методом группового учета аргументов определяют фактический износ и форму изношенной поверхности лопаток, с учетом которых выбирают метод восстановления лопаток.
