Реальная оценка технического состояния станков

25 Июля 2011

У вас некачественно работает станок или другое механическое оборудование, значит необходимо поставить точный диагноз неисправности.

Современная вибродиагностика [1, 2, 3] позволит определить дефекты без разборки станка и оборудования, при этом поможет снизить стоимость обслуживания оборудования на 40-50%. Метод защищен патентом [4].
На примере испытываемого станка мод. ФП-17МН (рис. 1), красным цветом обозначены детали, имеющие критический износ, которые нужно заменить.

1. Метод вибрационной диагностики.

По результатам вибродиагностических испытаний оценивается техническое состояние (без разборки станка) деталей каждого подшипника, шестерни или ременной передачи, шарико-винтовых пар и т.д.
Время для проведения диагностики одного станка в цехе - 2-3 часа. Предварительно, перед испытаниями, создаётся управляющая программа, в которую вводятся параметры подшипников, шестерён, шариково-винтовых пар, устанавливается частотный диапазон для измерения вибрационных характеристик и показатели, характеризующие динамику работы узлов и деталей станка, выбираются опорные точки для установки акселерометра.
При выполнении работы используется всего один акселерометр, поочерёдно устанавливаемый в выбранные точки (рис. 2).
Была произведена вибродиагностика шпиндельного узла (без разборки токарного станка с ЧПУ). Из диаграммы видны частотные характеристики, по которым определяются дефекты (рис. 3). Результаты диагностики показали дефект в виде раковины на наружном кольце двухрядного роликового подшипника (рис. 4).
Разборка шпиндельного узла подтвердила обнаруженный дефект на 100%.
Затем, в течение одного часа, выполняются измерения и расшифровка данных. Суммарно, в течение четырёх часов, выполняются все измерения и диагностика станка, с выдачей экспертного заключения.
Вибродиагностический метод позволяет продиагностировать до 23 параметров станка. Определяются дефекты каждого подшипника, в том числе износ наружного или внутреннего кольца, перекос наружного кольца, износ шариков или роликов, биение или перекос валов и шпинделей, износ каждой шестерни, погрешность зацепления каждой передачи, износ гаек или винта ШВП, износ шариков ШВП, перекос винта ШВП. Метод основан на том, что вибрационный сигнал содержит значительную информацию о состоянии каждого элемента любой детали, которая выполняет вращательное или поступательное движение. Кроме того, вибрационный сигнал распространяется по корпусам механизмов и машин по всем направлениям. Задача состоит в том, чтобы из полученного сигнала получить частотные характеристики конкретных деталей и сравнить их с показателями вышеприведённых деталей, не имеющих дефектов и повреждений, и на основании имеющейся базы данных точно идентифицировать как начинающие дефекты, так и развитые, предсказать возможный ресурс каждой детали.

2. Метод оценки согласованности работы приводов (для станков с ЧПУ).

Диагностика станка с ЧПУ производится при помощи электронно-механического прибора точностью 0,5 мкм и программы для расшифровки и анализа полученных данных. В процессе испытаний проводится контроль круговой траектории, выполняемой согласованными действиями приводов станка. Метод позволяет определить неисправности станка по 17 параметрам (рис. 5). Среди них - люфты по каждой координате, боковые люфты, рассогласование скорости приводов, неперпендикулярность осей, непрямолинейность по каждой оси. Результаты диагностики предоставляются в форме отчёта, включающего графики, таблицы расшифровки, анализ неисправностей и рекомендации по их устранению. Время проведения испытаний одного станка, обработки информации и выдача рекомендаций - 2-3 часа.

КОМПЛЕКСНАЯ БЕЗРАЗБОРНАЯ ДИАГНОСТИКА СТАНОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ:

• Безразборная диагностика точности станков методом оценки согласованности работы приводов (для станков с ЧПУ);
• Безразборная вибрационная диагностика механического износа, дефектов узлов и деталей станков (для всех типов станков);
• Комплексная безразборная диагностика станочного оборудования;
• Внедрение методов безразборной диагностики на предприятии (оборудование, программное обеспечение, обучение, техническое сопровождение).

Применение безразборных методов диагностики позволяет:

В период эксплуатации и технического обслуживания оборудования

• проводить экспресс-анализ технического состояния станка;
• определять и при необходимости повышать технологическую точность станка;
• определять дефекты, в том числе скрытые, и устранять их на этапе возникновения;
• прогнозировать износ узлов и деталей станка;
• планировать сроки проведения ремонта, заказ комплектующих и запчастей для ремонта.

При проведении ремонтных работ

• планировать объём ремонтных работ;
• повысить качество ремонта;
• снизить стоимость ремонта в 1,5 - 2 раза;
• сократить сроки выполнения ремонтных работ в 1,5 раза;
• контролировать качество ремонта, выполненного сторонними организациями.

При закупке оборудования

• планировать закупку нового оборудования;
• осуществлять входной контроль поставляемого оборудования для определения его соответствия заявленным техническим характеристикам;
• контролировать техническое состояние оборудования перед завершением срока действия гарантии.

При проведении организационно-технических мероприятий

• осуществить внедрение на предприятии системы обслуживания и ремонта станков по их фактическому техническому состоянию (взамен ППР);
• проводить аттестацию оборудования.

Ю.И. Савинов, к.т.н.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Ю.И. Савинов. Современная комплексная безразборная диагностика технического состояния станков. Станки и инструмент, № 9, 2008 г., стр. 5-11.

2. А.В. Барков, Н.А. Баркова, А.Ю. Азовцев. Мониторинг и диагностика роторных машин по вибрации: Изд. Центр СПбГМТУ, 2000 г. 159 стр.

3. Ю.И. Савинов. Отладка и регулировка станков с ЧПУ с использованием методов безразборной диагностики. Инструмент, технологии, оборудование. № 10, 2008 г., стр. 50 - 52.

4. Положительное решение от 5.05.2010 г. по заявке на изобретение «Способ определения люфтов в приводе станка», № 2009103084/28 от 2.02.2009 г., Савинов Ю.И., Шаронов С.В