ВЫБОР  ПАРАМЕТРОВ,  ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ  ИЗМЕНЕНИЕ  СОСТОЯНИЯ  ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ  СИСТЕМЫ  ВО  ВРЕМЕНИ

Свендровская  Александра  Филипповна

канд.  тех.  наук,  доцент  кафедры  ЕНОТД  филиала  Тюменского  государственного  нефтегазового  университета,  РФ,  Ямало-Ненецкий  автономный  округ,  г.  Новый  Уренгой

E-mail: 

Койшина  Екатерина  Алимовна

ассистент  кафедры  ГСЭД  филиала  Тюменского  государственного  нефтегазового  университета,  РФ,  Ямало-Ненецкий  автономном  округ,  г.  Новый  Уренгой

E -mail:  602873@mail.ru

Свендровский  Сергей  Александрович

инженер-программист  “Axhive   solutions”,  РФ,  Алтайский  край,  г.  Барнаул

CHOICE  OF  PARAMETERS  DEFINING  STATE  CHANGE  OF  TECHNOLOGICAL  SYSTEM  IN  TIME

Aleksandra  Svendrovskaya

Candidate  of  Science,  associate  professor  of  Department  of  Natural  Science  and  General  Technical  Disciplines,  Yamal  Oil  and  Gas  Institute,  affiliate  of  Tyumen  State  Oil  and  Gas  University  ,  Yamalo-Nenets  Autonomous  Okrug,  Russia,  Novy  Urengoy

Ekaterina  Koyshina

Assistant  of  Department  of  Humanitarian  and  Social-Economic  Disciplines,  Yamal  Oil  and  Gas  Institute,  affiliate  of  Tyumen  State  Oil  and  Gas  University,  Russia,  Yamalo-Nenets  Autonomous  Okrug,  Novy  Urengoy

Sergey  Svendrovskiy

Software  Engineer  of  “Axhive  solutions”,  Russia,  Altai  Region,  Barnaul

АННОТАЦИЯ

Процесс  шлифования  носит  стохастический  характер  и  трудно  вписывается  в  автоматизированные  системы.  На  основании  многофакторного  эксперимента  шлифования  стали  марок  ХГТ  и  45  произведен  выбор  параметров  надежности  технологической  системы,  которые,  по  мнению  авторов,  характеризуют  состояние  системы  на  временной  оси.  Эти  параметры  позволяют  отфильтровать  действие  случайных  факторов  процесса  резания,  определить  его  производительность.

ABSTRACT

The  process  of  grinding  has  a  stochastic  nature  and  fits  badly  into  automated  systems.  On  the  basis  of  multi-factor  experiment  of  HGT  and  45  steel  grinding  reliability  parameter  choice  of  a  technological  system  has  been  made,  which  according  to  authors  characterize  a  system  condition  at  time  axis.  These  parameters  allow  to  filter  the  effect  of  random  factors  of  cutting  process  and  to  define  its  productivity. 

Ключевые  слова:  параметры  надежности;  технологическая  система;  шлифование.

Keywords:  reliability  parameters;  technological  system;  grinding. 

Процесс  шлифования  носит  стохастический  характер  и  трудно  вписывается  в  автоматизированные  системы.  Фирма  STUDER  выпускает  гибкие  инструментальные  шлифовальные  станки  WALTER  HELTTRONIK  DIAMOND,  имеющие  магазин  до  24  шлифовальных  кругов  [2].  Несколько  шлифовальных  шпинделей  могут  работать  одновременно,  но  операция  шлифования  встроена  в  общую  структуру  технологического  процесса  механической  обработки  деталей  гибкого  автоматизированного  производства  (ГАП).  Умение  управлять  стохастическим  процессом  позволило  бы  создать  новые  конструкции  шлифовальных  кругов,  адаптированных  для  работы  данной  технологической  системы,  а  также  разработать  мультифункциональные  шлифовальные  станки,  легко  встраиваемые  в  ГАП.

Анализ  публикаций  по  данной  тематике  [1],  [3]  позволяет  сделать  следующие  выводы:

1.  Функциональная  связь  стохастических  входных  и  выходных  параметров  технологической  системы  определена  в  узком  диапазоне  режимов  резания,  выражена  эмпирическими  зависимостями.

2.  Выбор  показателей  надежности  процесса  шлифования  носит  произвольный  характер,  нет  общих  критериев  их  оценки.

Целью  проведенных  исследований  является  выбор  показателей  надежности  технологической  системы,  определяющих  изменение  состояния  данной  системы  во  времени.

Математическое  ожидание  М  и  дисперсия  D  —  часто  применяемые  характеристики  случайной  величины.  Они  отражают  наиболее  важные  черты  закона,  которому  подчиняется  работа  всей  технологической  системы,  ее  изменение  во  времени  и  степень  разбросанности  отдельных  показателей.

М  —  это  первый  начальный  момент  случайной  величины,  D  —  второй  центральный  момент.  Если  этих  характеристик  для  описания  недостаточно,  в  этом  случае  применяют  моменты  высших  порядков.

Процесс  резания  —  это  функциональная  взаимосвязь  заготовки,  инст­румента,  станка,  образующих  технологическую  систему,  состояние  которой  зависит  от  времени  ее  работы.  Состояние  системы  в  разные  промежутки  времени  можно  описать  с  помощью  векторов,  характеризующих  суммарный  съем  ме­талла  [M(Qm),  D(Qm)]  и  износ  круга  [M(Qk),  D(Qk)].

С  целью  выбора  векторов,  определяющих  состояние  техно­логической  системы  на  временной  оси,  проведены  эксперименты  для  круг­лого  врезного  шлифования  стали  марок  ХВГ  и  45.  Графики,  построенные  по  результатам  статистической  выборки  шлифования  стали  марки  ХВГ  (рис.  1,  2),  показывают,  что  с  увеличением  времени  работы  системы  статистические  характеристики  возрастают,  но  при  этом  статистические  моменты  износа  круга  изменяются  плавно,  так  как  величина  износа  круга  по  сравнению  с  объемом  удаляемого  материала  изменяется  незначительно.

Статистические  оценки  суммарного  съема  металла  имеют  пульсирующий  харак­тер,  резко  изменяются  в  зависимости  от  времени  шлифования,  наблюдается  общая  тенденция  роста.  Эти  параметры  более  остро  реагируют  на  действие  возмущающих  факторов  технологической  системы.

Рисунок  1.  Изменение  статистических  характеристик  суммарного  съема  металла  в  зависимости  от  времени  шлифования  стали  ХВГ:  станок  модели  ЗЕ153;  режимы  резания:  V_K=33,2  м/с,  S_y=0,2  мм/мин,  V_и=O,33  м/с;  характеристика  круга:  ПП400х40х127  24А25НСМ₂7К6

Рисунок  2.  Изменение  статистических  характеристик  суммарного  износа  круга  в  зависимости  от  времени  шлифования  стали  ХВГ:  станок  модели  ЗЕ153;  режимы  резания:  V_K  =33,2  м/с,  S_y=0,2  мм/мин,  V_u=0,33  м/с;  характеристика  круга:  ПП4000х40к127  24А25НСМ₂7К6

Рисунок  3.  Изменение  статистических  характеристик  суммарного  съема  металла  в  зависимости  от  времени  шлифования  стали  45:  станок  модели  ЗЕ153;  1—8  точки  многофакторного  эксперимента

Рисунок  4.  Изменение  статистических  характеристик  суммарного  износа  круга  в  зависимости  от  времени  шлифования  стали  45:  станок  модели  ЗЕ153;  1—8  точки  многофакторного  эксперимента

При  сравнении  графиков  (рис.  3,  4)  изменения  статистических  моментов  съема  металла  и  износа  круга  (многофакторного  эксперимента  круглого  врезного  шлифования  стали  марки  45)  можно  отметить,  что  на  ве­личину  разброса  износа  круга  и  суммарного  съема  металла  оказывают  влияние  одни  и  те  же  случайные  факторы.

Например:  графики  под  номерами  1,  7,  8  имеют  максимальное  значение  среднеквадратичного  отклонения  износа  круга  и  съема  металла  в  одной  точке  временной  оси.  Следовательно,  нет  необходимости  в  дублировании  исследований.  Изменение  векторов  износа  круга  и  съема  металла  отражают  одинаковую  картину  влияния  возмущающих  факторов  системы.  Но  изменение  суммарного  съема  металла  в  разные  промежутки  времени  при  достаточной  статистической  выборке  позволяют  дать  более  точную  оценку  состояния  технологической  системы,  более  точно  отфильтровать  действие  случайных  факторов  процесса  резания.  Кроме  того,  суммарный  объем  удаленного  металла  характеризует  производительность  системы.  Поэтому  за  вектор,  определяющий  состояние  технологической  системы  на  временной  оси,  приняты  статистические  моменты  суммарного  съема  металла:  [M(Qm),  D(Qm)].

Список  литературы:

1.Зотова  С.А.  Исследование  особенностей  глубинного  шлифования  коническим  кругом  с  учетом  многоэтапности  процесса  [Текст]:  Автореф.  дис.  ...  канд.  тех.  наук  /  Зотова  Светлана  Александровна.  Волгоград:  Типография  ИУНЛ  ВГТУ.  —  18  с.

2.Оптимизация  производственных  процессов  //  MOTION.  Корпоративный  производственный  журнал  группы  Шляйфринг.  —  2010.  —  №  2.  —  С.  16.

3.Татаркин  Е.Ю.,  Фирсов  А.М.  Применение  метода  «отказов»  для  оценки  надежности  технологического  процесса  обработки  малогабаритных  корпусных  деталей  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://elib.altstu.ru/elib/books/Files/pa2012_1/pdf/125tatarkin.pdf  (дата  обращения  15.05.2014).