автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка методов и измерительно-управляющей системы непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников

На правах рукописи

БОБАКОВ Дмитрий Александрович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНО-УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ НЕПРЕРЫВНОГО АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ КОМПЛЕКСА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВКЛАДЫШЕЙ ПОДШИПНИКОВ

Специальность 05 11 13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□ ОЗ17Ь4 1 I

Тамбов 2007

003176417

Работа выполнена на кафедре «Радиоэлектронные средства бытового назначения» ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»

Научный руководитель Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Пудовкин Анатолий Петрович

доктор технических наук, профессор Мордасов Михаил Михайлович

кандидат технических наук, доцент Суслин Михаил Алексеевич

ОАО НИИ «Электромера», г Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится 28 ноября 2007 г в /Учасов на заседании диссертационного совета Д 212 260 01 Тамбовского государственного технического университета по адресу 392000, г Тамбов, ул Советская, 106, Большой актовый зал

Отзывы в двух экземплярах, скрепленные гербовой печатью, просим направлять по адресу 392000, г Тамбов, ул Советская, 106, ТГТУ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тамбовского государственного технического университета, а с авторефератом дополнительно - на сайте www tstu ru

Автореферат разослан « <Рб> » D/crcsS?^ 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ' А.А. Чуриков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Повышение уровня надежности и увеличения ресурса машин и других объектов техники возможно только при условии выпуска продукции высокого качества во всех отраслях машиностроения Это требует непрерывного совершенствования технологии производства и методов контроля качества Вследствие того, что выборочный контроль готовых изделий ответственного назначения не гарантирует высокое качество, все более широкое распространение получает контроль в период изготовления на отдельных этапах производства

В связи с возрастающим объемом производства биметаллических вкладышей, повышением требований к их эксплутационным характеристикам становятся актуальными задачи повышения их точности изготовления.

Решение этих задач связано как с совершенствованием технологического оборудования для производства вкладышей, так и автоматических средств измерения и контроля Внедрение средств непрерывного активного контроля позволяет обеспечить профилактику дефектов, повысить качество изготовления деталей благодаря автоматическому поддержанию оптимальных режимов обработки и производительность изготовления вследствие сокращения вспомогательного времени на контроль, облегчить работу станочников и обеспечить безопасность их труда

Технологический процесс производства вкладышей подшипников как при массовом, так и при мелкосерийном производстве, должен гарантировать высокую точность изготовления биметаллических вкладышей для обеспечения их взаимозаменяемости.

Перечисленные обстоятельства подтверждают актуальность решаемых в диссертационной работе задач, определяют цель и основное направление исследования

Цель работы. Цель настоящей диссертационной работы заключается в разработке и внедрении новых методов и измерительно-управляющей системы непрерывного активного контроля геометрических показателей вкладышей подшипников и износа режущего инструмента в процессе изготовления, внедрение которых позволит повысить производительность контроля, точность изготовления и обеспечить предупреждение появления дефектов

Для достижения поставленной цели необходимо:

- провести обзор и сравнительный анализ методов и средств активного контроля геометрических показателей вкладышей и износа режущего инструмента с позиции обеспечения достаточной для технологии точности, удобства и оперативности контроля,

- разработать и исследовать метод и измерительно-управляющую систему (ИУС) непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников и износа режущего инструмента в процессе их изготовления,

- разработать математическое, алгоритмическое, схемотехническое, программное обеспечения разработанной ИУС,

- провести анализ возможных источников погрешностей измерений геометрических показателей вкладышей, износа режущего инструмента и оценить их величину,

- осуществить экспериментальную проверку действующей ИУС и внедрить в производство

Методы исследования базируются на использовании математического моделирования, математической статистики, компьютерном моделировании и метрологии

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие научные результаты

- разработан новый метод для непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей в процессе их обработки на вертикально-протяжном и алмазно-расточном станках, позволяющий осуществить контроль высоты, непараллельности торцевых поверхностей разъема вкладыша относительно наружной образующей цилиндрической поверхности, прилегания наружной цилиндрической поверхности вкладыша к поверхности гнезда контрольного приспособления и радиальной толщины стенки вкладыша, а также износ режущего инструмента в процессе тонкой расточки внутренней поверхности вкладыша на алмазно-расточном станке,

- разработаны методы автоматической подналадки режущего инструмента малыми перемещениями по результатам контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников,

- математическое и алгоритмическое обеспечения ИУС контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников, позволяющие автоматизировать процесс, повысить производительность контроля не менее чем в два раза, а также его точность и точность обработки вкладышей, что обеспечивает предупреждение появления дефектных деталей

Практическая ценность полученных результатов состоит в разработке и внедрении ИУС непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников скольжения

Применение разработанной ИУС позволит повысить производительность, точность контроля и точность обработки

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы приняты к использованию в ОАО «Завод подшипников скольжения» г Тамбов и в учебном процессе ТГТУ

Апробация работы. Основные научные результаты работы обсуждались и получили положительную оценку на следующих конференциях на IX, XI, XII научных конференциях ТГТУ (г Тамбов 2004, 2006, 2007 гг) и на IV международной заочной научно-практической конференции «Наука на рубеже тысячелетий» (г Тамбов 2007 г)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, из которых 3 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, 1 патент на изобретение

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, трех приложений, изложена на 149 страницах машинописного текста и содержит 24 рисунка, 18 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи работы, раскрыты научная новизна и практическая ценность

Первая глава посвящена исследованию современного состояния техники измерения линейных размеров изделий и износа режущего инструмента Отмечена важность решения проблемы контроля качественных показателей вкладышей подшипников, изготовленных из биметаллов, создания и внедрения методов и средств непрерывного активного контроля их геометрических показателей

В главе формируются требования, предъявляемые к функциям современных средств измерения геометрических размеров изделий и износа инструмента, проводится обзор и сравнительный анализ существующих методов и средств указанного назначения, определяются задачи исследования

Показано, что существующие методы и средства контроля геометрических параметров изделий не удовлетворяют современным требованиям практики непрерывного активного контроля геометрических показателей вкладышей с позиции обеспечения высокой производительности и оперативности контроля

Во второй главе дано описание предлагаемого метода непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей в технологическом процессе их изготовления, а также методов повышения точности обработки вкладышей

Разработан метод непрерывного активного контроля геометрических показателей вкладышей в процессе протягивания плоскостей разъема, позволяющий повысить точность обработки, производительность контроля, обеспечить предупреждение дефектов

Реализация метода состоит в следующем В режиме наладки настраивают индуктивные измерительные преобразователи 1, 2, 3 и 4 по эталонному вкладышу 5, для чего укладывают в контрольном гнезде эталонный вкладыш, который выравнивается двумя толкателями, зажимается прижимом неподвижно в контрольном гнезде и регистрируются перемещения индуктивных преобразователей 1 и 2 (рис 1, 2) Далее устанавливаются преобразователи 3 и 4 на фиксированном расстоянии И0 относительно базового гнезда б и регистрируется расстояние АН между датчиками 3, 4 и плоскостью разъема эталонного вкладыша (рис 2, а) Затем освобождают эталонный вкладыш, снимают его из контрольного гнезда, производят обработку и контроль геометрических параметров вкладышей подшипников

Но Ло

Рис. 1 Контрольное гнездо:

1,2- контактные индуктивные преобразователи перемещений, 3,бесконтактные индуктивные преобразователи перемещений, 5 — эталонный образец, б — контрольное гнездо, 7,8- режущий инструмент, 9 - прижим

В режиме измерения вкладыш с помощью механизма загрузки автоматически подается в зону обработки, выравнивается двумя толкателями и зажимается прижимом неподвижно в контрольном гнезде, при этом с помощью индуктивных преобразователей перемещений 1 и 2 (рис 1), установленных в контрольном гнезде по образующей на расстоянии 2,5 мм от каждого торца вкладыша, контролируется прилегание образующей поверхности вкладыша к рабочей поверхности контрольного гнезда по образующей

Разница

81 ~1\ и 62 =/] -12 =-('2 ~к)< (1)

где /,, /2 - перемещения соответственно первого и второго индуктивных преобразователей перемещений, указывает на неполное прилегание образующей поверхности вкладыша к рабочей поверхности контрольного гнезда (рис. 2, бив)

Бесконтактные индуктивные преобразователи 3 и 4, установленные выше режущего инструмента на рабочих салазках вертикально-протяжного станка на фиксированном расстоянии И0 относительно базового гнезда, при их перемещении относительно плоскостей разъема в процессе протягивания фиксируют расстояния (АЯ1, АН2) и (АН3, АН*) соответственно между датчиками 3 и 4 и плоскостями разъема вкладыша

А-А А-А

1 I 1

Рис. 2. Схема расположения индуктивных преобразователей в процессе протягивания плоскости разъема вкладыша

Расстояния АЯ1 и АН3 фиксируются соответственно преобразователями 3 и 4 в крайнем верхнем положении на расстоянии 2,5 мм от верхнего торца вкладыша, а расстояния АЯ2 и АН4 — в крайнем нижнем положении датчиков 3 и 4 на расстоянии 2,5 мм от нижнего торца вкладыша Высота обработанного вкладыша Я определяется как

Я = (Я0+ЛЬ)-(ДЯ,+АЯ2)/2, (2)

где Н0 = (О/2 - 1), О - диаметр контрольного гнезда, /г0 - расстояние между бесконтактным датчиком и гнездом, Д#1 = (АЯ1 + ДН2)/2, ЛЯ2 = (ЛЯ3 + ДЯ')/2

Изменение расстояния АЯ= (ДЯ1 + АЯ2)/2 между преобразователями 3, 4 и плоскостями разъема вкладыша указывает на отклонение высоты вкладыша Отклонение высоты обработанного вкладыша возможно и за счет неравномерного износа режущего инструмента (рис 2)

53=АЯЭ-АЯ1,54=АЯЭ-АЯ2, (3)

где АЯэ - расстояние между преобразователями 3,4 и плоскостью разъема эталонного вкладыша, ЛЯ[ и ДЯ2 - расстояния соответственно между преобразователями 3,4 и плоскостями разъема обработанного вкладыша

Непараллельность каждой плоскости разъема вкладыша относительно образующей наружной цилиндрической поверхности определяется как разница расстояний между плоскостями разъема вкладыша и преобразователями 3 и 4 в крайнем верхнем и крайнем нижнем положениях относительно разъема вкладыша, т е

85=АЯ1-АЯ2 и 56=АЯ3-АЯ4, (4)

где 65, 56 - непараллельности плоскостей разъема вкладыша

Таким образом, по информации, снимаемой с помощью двух индуктивных преобразователей перемещений, установленных в контрольном гнезде по образующей на расстоянии 2,5 мм от каждого торца вкладыша, судят о прилегании образующей поверхности вкладыша к рабочей поверхности гнезда, а отклонения высоты вкладышей и непараллельность плоскостей разъема вкладышей относительно образующей наружной цилиндрической поверхности контролируется двумя бесконтактными индуктивными датчиками, установленными на рабочих салазках вертикально-протяжного станка

Реализация метода контроля радиальной толщины вкладыша и износа режущего инструмента в процессе тонкой расточки его внутренней поверхности на алмазно-расточном станке состоит в следующем

Обработка вкладышей 10 на станке производится режущим инструментом 11, установленным в расточной оправке 12 (рис 3, а), при продольном перемещении стола 4 Загрузка, зажим, выгрузка и укладка обработанных вкладышей выполняется вручную На шпиндельную головку 6 установлен кожух 13 (рис 3, б) расточной оправки, в котором под углом 75° друг к другу на расстоянии 5-8 мм от боковых торцов по дуге окружности вкладыша установлены три индуктивных преобразователя перемещения 14 В сквозных продольных пазах 15 кожуха 13 установлены с возможностью поворота относительно своей оси рычаги 16 Для этого в рычагах 16 по обе стороны выполнены конические гнезда, в которых своей полусферой установлены шарики 17 Другой своей полусферой они установлены в конических гнездах, выполненных на торцах винтов 18, ввинченных в кожух 13 Одно плечо рычага 16 предназначено для взаимодействия с индуктивным преобразователем перемещений 14, а на другом его плече закреплен измерительный наконечник 19 со сферическим торцом, предназначенный для взаимодействия с внутренней поверхностью измеряемого вкладыша 10

В режиме наладки настраивают индуктивные преобразователи перемещений 14 по эталонному вкладышу, для чего эталонный вкладыш укладывают в приспособлении 7 для обработки, зажимают неподвижно прижимом 20, и регистрируют перемещения индуктивных преобразователей. Затем освобождают эталонный вкладыш, снимают его из приспособления, устанавливают обрабатываемый вкладыш в приспособление 7, производят растачивание внутренней поверхности вкладыша и контроль его толщины в процессе растачивания При этом вкладыш 10 зажимается прижимом 20 неподвижно в приспособлении 7 для обработки вкладыша и с помощью стола 4 подается в зону обработки С помощью трех индуктивных преобразователей 14, расположенных под углом 75° друг к другу и установленных на расстоянии 5 - 8 мм от боковых торцов по дуге окружности вкладыша в кожухе 13, контролируют отклонение радиальной толщины вкладыша от эталона Информация с индуктивных преобразователей перемещений 14 поступает в микропроцессорное устройство для последующей обработки результатов измерений

A-A

Принимая во внимание, что внутренняя поверхность вкладыша должна иметь форму «лимона», получаемую смещением относительно друг друга осей наружной и внутренней поверхностей на величину е (рис 4), выражение для определения радиальной толщины вкладыша имеет вид

£>51па+2е с/ „ /-<-4

ТТ7—¡ПГ1

2зт агсэд tgaч--I

^ Лсоэ а))

где £> — диаметр наружной цилиндрической поверхности вкладыша, с? -диаметр внутренней цилиндрической поверхности вкладыша, е - величина смещения осей наружной и внутренней поверхностей вкладыша относительно друг друга, а - угол расположения преобразователей перемещения, % - износ режущего инструмента

Рис. 4. Эксцентриситет вкладыша

Далее измеренная по трем образующим цилиндрической поверхности радиальная толщина стенки обработанного вкладыша Б, сравнивается с толщиной стенки эталонного вкладыша 5ЭТ,

ЛЯ.^-З, (6)

Полученные значения отклонений толщины Д5, сравниваются с допуском 5 При отклонении толщины вкладышей на величину более чем 0,8§ производится останов станка

Для того чтобы уменьшить погрешности обработки, обусловленные размерным износом инструмента, предлагается в том же измерительном цикле производить непрерывный контроль размерного износа ^ режущего инструмента 11 (рис 3)

Состояние режущего инструмента контролируют по величине плотности оптического потока Е Оптический сигнал, направленный на кромку режущего инструмента, формируется источником монохроматического излучения 27 и принимается фотоприемником 28 Об износе режущего

инструмента судят по измеренному фотоприемником 28 значению величины плотности оптического потока

Таким образом, по информации, получаемой с помощью трех индуктивных преобразователей, установленных в кожухе шпиндельной головки станка по дуге окружности вкладыша под углом 15° друг к другу на расстоянии 5-8 мм от боковых торцов и фотоприемника, с>дят об отклонении радиальной толщины вкладышей в процессе растачивания его внутренней поверхности, а также контролируется величина износа режущего инструмента

В работе рассматриваются вопросы повышения точности обработки вкладышей на вертикально-протяжном и алмазно-расточном станках Для вертикально-протяжного станка повышение точности обработки обеспечивается использованием автоматической подналадки режущего инструмента соответствующей величиной сигнала Автоматическая подналадка заключается в корректировании положения инструмента на величину ожидаемого отклонения размера в корректируемом цикле обработки Корректирующий или подналадочный сигнал вычисляется по результатам измерений размеров ранее обработанных деталей с запаздыванием на один цикл обработки

Вычисления величины подналадочного сигнала и„ (перемещение режущего инструмента вертикально-протяжного станка) можно записать в следующей форме

I

ип=^ЬкУп-к> У\ = У\ > (7)

*=Т

где Ьк - коэффициент пропорциональности, у'п-к- отклонение размера детали, обработанной с подналадкой в (и - к)-м цикле, у\ - первая деталь в партии (обработанная без подналадки), у - число циклов запаздывания, обычно при подналадке у = 1

При у = 1 подналадочный сигнал и„ в каждом п-м цикле обработки вычисляется путем умножения измеренного отклонения размера последней, обработанной в (« - 1)-м цикле детали, на постоянный коэффициент Ъ Способу подналадки пропорциональным сигналом соответствует вычисление перемещения режущего инструмента

"« = ьУп-\,У\ =>'| (8) Вычисляя значения уп для одного и того же набора измерений у„, п = 1, 2 N , но для разных Ь (Ь =- 0,1, 0,2, , 0,9), и для каждого из них среднее отклонение размера по формуле

и дисперсию по формуле

строят графики зависимостей у = и о^. = /(б]), находят оптимальное ¿>1, при котором минимальна

Метод автоматической подналадки режущего инструмента алмазно-расточного станка состоит в том, что в процессе измерения суммируются возникающие при обработке отклонения размеров и осуществляется под-наладка по выборке 250 - 500 штук (в зависимости от типоразмера вкладыша), используя методы статистического прогнозирования Для выборки определяется смещение центров группирования отклонения размеров (уровень настройки) При смещении центра группирования отклонений размеров в выборке более чем на удвоенное среднеквадратическое отклонение производится сравнение смещения с величиной размерного износа режущего инструмента и определяется величина подналадочного сигнала для осуществления подналадки инструмента

Для реализации предложенного метода автоматической подналадки режущего инструмента алмазно-расточного станка малыми перемещениями необходимо построить по результатам контроля точечную диаграмму отклонения размеров Х„ Далее ее аппроксимируют прямой у = с0 + сп методом наименьших квадратов и оценивают параметры с и с«, а также значения центрированных отклонений размеров

Х„=Хй-у = Х„-с0-сп (11)

и определяют среднеквадратическое отклонение

(12)

Оцененное стандартное отклонение а0 сравнивается с истинным

х

стандартным отклонением о При этом оцененные стандартные значения отклонений должны быть сопоставимы с истинными

При смещении центра группирования отклонений размеров в выборке более чем на удвоенное среднеквадратическое отклонение 2а определяет-

ся величина подналадочного сигнала для осуществления подналадки инструмента по зависимости

и„=к(с0+сп)$, (13)

где к = (0,6 0,8) - коэффициент пропорциональности, £ - износ режущего инструмента

В работе проведена экспериментальная проверка разработанных методов, которая показала корректность теоретических положений и их работоспособность

Таким образом, во второй главе показано, что разработанные методы по степени автоматизации, по быстродействию и точности контроля показателей качества выгодно отличаются от существующих и дают возможность использовать их для непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников скольжения

В третьей главе дано описание разработанной ИУС контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников непосредственно в процессе их изготовления (протягивания плоскости разъема вкладыша на вертикально-протяжном станке и тонкого растачивания внутренней поверхности вкладыша на алмазно-расточном станке) Приведены результаты экспериментального исследования измерительных каналов и проведен анализ точности обработки вкладышей в процессе их расточки на алмазно-расточном станке

ИУС (рис 5) содержит пять измерительных каналов

- первый предназначен для контроля высоты вкладышей и отклонения от плоскопараллельности поверхностей разъема вкладыша относительно образующей наружной цилиндрической поверхности,

- второй - для контроля прилегания наружной цилиндрической поверхности вкладыша к поверхности постели гнезда контрольного приспособления,

- третий - для измерения температуры поверхности вкладыша в процессе обработки,

- четвертый - для контроля радиальной толщины вкладыша,

- пятый - для контроля износа режущего инструмента алмазно-расточного станка,

ИУС содержит также датчик положения, определяющий наличие вкладыша в зоне обработки, два микроконтроллерных модуля, в которых происходит обработка измеренных показателей по заложенной программе и модуль аналогового вывода, использующегося для управления станками и автоподналадчиками режущих инструментов

Работа ИУС состоит в следующем С клавиатуры вводятся исходные

данные Нтр,О,е],е2,е3,1,Т0,ад>6* и данные настройки

И0,Н0,АН,81,81,8^Т1 вертикально-протяжного и алмазно-расточного станков по эталонному' вкладышу Включают станки на обработку, а ИУС на контроль геометрических показателей вкладышей

После подачи вкладыша на обработку, выравнивания и зажима его в контрольном гнезде вертикально-протяжного станка, индуктивными датчикам измеряются перемещения 1Х и вычисляются 51 = (/2 -1\) и 52 = -(¡2 {к характеризующие величину прилегания образующей поверхности вкладыша к рабочей поверхности контрольного гнезда и сравнивается с заданными значениями 8* и б2, и, если выполняются условия

|б1 — 1 > е1 и |§2 — 52| > £5, то станок автоматически остановится В случае невыполнения условий |§г - > е, и |б2 - 52| > е,, производится контроль температуры поверхности вкладыша в зоне резания

Рис. 5 Измерительно-управляющая система активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей

После протягивания плоскости разъема включаются бесконтактные индуктивные преобразователи Измерение осуществляется в верхнем и в нижнем положениях преобразователей на расстояниях 2,5 мм от торцов вкладыша По измеренным значениям в двух крайних точках высоты вкладыша определяется среднее значение высоты относительно каждого разъема, те Я = (я0 +И0)-(аН1 +АН2)/2, где Я0 = (£>/2 - 1), В - диаметр контрольного гнезда, И0 - расстояние между бесконтактным датчиком и гнездом, ДЯ, = (ДЯ1 + ДЯ2)/2, ДЯ2 = (АЯ3 + АН*)/2, (АН\ АН2) и (АНЪ,АН*) расстояния соответственно между бесконтактными датчиками и плоскостями разъема вкладыша Далее осуществляется расчет высоты вкладыша с учетом температурной деформации по зависимости Я - Н - А1д и

сравнение с требуемым значением Я^ При выполнении |я* - Н^ > е2

производится выключение вертикально-протяжного станка и останавливается таймер первого модуля микроконтроллера В случае невыполнения

условия |Я* - > е2 производится расчет отклонения от параллельности поверхностей разъема вкладыша относительно образующей наружной цилиндрической поверхности

Непараллельность каждой плоскости разъема вкладыша определяется как разница расстояний между плоскостями разъема вкладыша и бесконтактными датчиками в крайнем верхнем и крайнем нижнем положениях датчиков относительно разъема вкладыша, те 65 = АЯ1 -ДЯ2 и 56 = ЛЯ3 - АН4 Полученные значения непараллельности 55 и 56 сравниваются с заданным значением 5* и в случае выполнения условия |б5 - 5*| > е3,|5б -5*| > е3 также происходит отключение станка и таймера

При невыполнении этого условия производится обработка и активный контроль геометрических показателей следующего вкладыша, а результаты контроля используются для подналадки режущего инструмента пропорциональным импульсом

Далее обработанный на вертикально-протяжном станке вкладыш передается на обработку на алмазно-расточной станок В процессе тонкой расточки производят контроль радиальной толщины стенки вкладыша в трех точках по его образующей посредством трех контактных индуктивных преобразователей Результаты измерения передаются во второй модуль микроконтроллера по срабатыванию таймера Полученные в каждой из трех точек значения толщины вкладыша сравниваются с соответствующими значениями толщины эталонного вкладыша А5, = 5'эт, - Полу-

ченное значение отклонения сравнивается с допуском 6, в случае, если АБ, > 0,85, - производится отключение алмазно-расточного станка При невыполнении этого условия производится обработка и активный контроль толщины стенки следующего вкладыша, а результаты контроля используются для подналадки режущего инструмента

В работе также приведены результаты контроля радиальной толщины стенки вкладышей подшипников, изготовленных без подналадки и с под-наладкой режущего инструмента Контроль без подналадки проводился с использованием методики МИ 207 04-93 ОАО «Завод подшипников скольжения» г Тамбов Контроль с подналадкой проводился с использованием разработанной ИУС Анализ показал, что за счет применения разработанной ИУС разброс отклонений размеров партии вкладышей уменьшился более чем на 60 %, при этом относительная погрешность измерения канала контроля радиальной толщины составила 3,0 %, канала контроля температуры - 10 %, канала износа режущего инструмента алмазно-расгочного станка — 4,1 %

Производительность контроля при этом равнялась производительности алмазно-расточного станка, которая составляет 1200 1350 деталей/час, что более чем в два раза превышает производительность контроля на измерительном приспособлении СТП 365-73 ИУС практически полностью исключает появление дефектных вкладышей

В четвертой главе проведен анализ влияния различных компонент составляющих погрешностей на точность контроля геометрических показателей вкладышей Выявлены доминирующие погрешности обработки вкладышей подшипников Предусмотрена компенсация погрешностей измерения, вызванных колебаниями температуры при протягивании плоскостей разъемов вкладышей и колебаниями твердости заготовки и неравномерностью припуска на обработку во время тонкой расточки их внутренней поверхности

В приложениях приведены описания и основные технические характеристики вертикально-протяжного и алмазно-расточного станков, а также результаты экспериментальных исследований ИУС

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 Разработан метод непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей в процессе их обработки на вертикально-протяжном и алмазно-расточном станках Метод позволяет осуществить контроль высоты, непараллельности торцевых поверхностей разъема вкладыша относительно наружной образующей цилиндрической поверхности, прилегания наружной цилиндрической поверхности вкла-14

дыша к поверхности «постели» гнезда контрольного приспособления и радиальной толщины стенки вкладыша, а также износ режущего инструмента в процессе тонкой расточки внутренней поверхности вкладыша на алмазно-расточном станке

2 Разработаны методы повышения точности обработки вкладышей на вертикально-протяжных и алмазно-расточных станках с использованием подналадки инструмента малыми перемещениями Для их реализации разработаны алгоритмы процессов автоматической подналадки режущего инструмента вертикально-протяжных и алмазно-расточных станков для реализации ИУС

3 Разработана ИУС контроля комплекса геометрических показателей вкладышей в процессе протягивания плоскостей разъема на вертикально-протяжном станке и расточки внутренней поверхности вкладышей на алмазно-расточном станке Разработанные алгоритмы, математическое, схемотехническое и программное обеспечения ИУС позволяют осуществлять автоматические измерения и подналадку режущего инструмента, выявлять дефекты по геометрическим размерам, износ инструмента за один цикл обработки и сравнивать накопленный износ с допускаемым, осуществлять автоматическую компенсацию погрешностей обработки от колебаний твердости заготовки, неравномерности припуска на обработку вкладышей во время тонкой расточки их внутренней поверхности, тепловых деформаций и износа инструмента ИУС позволила не менее чем в 2 раза повысить производительность контроля, а также не менее чем на 60 % уменьшить разброс отклонений размеров обрабатываемых вкладышей Погрешность измерения при этом не превысила 5 %

4 Выявлены доминирующие погрешности обработки вкладышей, к которым относятся погрешности, вызванные колебаниями температуры при протягивании плоскостей разъемов вкладышей и колебаниями твердости заготовки и неравномерностью припуска на обработку во время тонкой расточки их внутренней поверхности

По теме диссертации опубликованы следующие работы

1 С2 2006121847 1Ш В23В35/00(2006 01) Способ контроля толщины вкладышей подшипников /ДА Бобаков, А П Пудовкин, А В Колма-ков, ВН Чернышов -№ 2006121847/02(023717), Заявл 19 06 2006//Изобретения (Заявки и патенты) - 2007

2 Пудовкин, А П Микропроцессорная система активного контроля геометрических параметров вкладышей / А П Пудовкин, В Н Чернышов, А В Колмаков, Д А Бобаков // Проектирование и технология радиоэлектронных средств -2003 -№4 - С 38-44

3 Бобаков, ДА Активный контроль толщины стенки вкладышей подшипников /ДА Бобаков, А Г1 Пудовкин, С П Москвитин // Проектирование и технология электронных средств - 2006 - № 2 - С 20-23

4 Бобаков, Д А Контроль комплекса геометрических параметров вкладышей подшипников в процессе их производства / ДА Бобаков, А.П Пудовкин // Вестник Тамбовского государственного технического университета -2006 -Т 12, №4Б -С 1137-1141

5 Бобаков, Д А Метод повышения обработки вкладышей подшипников скольжения /ДА Бобаков, А В Челноков // Труды ТГТУ сборник статей молодых ученых и студентов — Тамбов Изд-во Тамб гос техн ун-та, 2004 -Вып 15 -С 266-269

6 Лаврентьев, А П Метод и оценка эффективности повышения точности обработки вкладышей подшипников скольжения / А П Лаврентьев, Д А Бобаков // ТГТУ сборник статей молодых ученых и студентов -Тамбов Изд-во Тамб гос техн. ун-та, 2005 -Вып 17 - С 168-171

7 Бобаков, Д А Метод и измерительная система контроля толщины вкладышей подшипников /ДА Бобаков // Труды ТГТУ сборник научных статей молодых ученых и студентов — Тамбов Изд-во Тамб гос техн ун-та,2006 -Вып 19 -С 122-124

8 Бобаков, Д А Метод подналадки инструмента малыми перемещениями / Д.А. Бобаков, АП Пудовкин // IX научная конференция ТГТУ тезисы докладов — Тамбов Изд-во Тамб гос техн ун-та, 2004 -С.284 - 285

9 Бобаков, ДА Повышение точности обработки вкладышей подшипников скольжения / ДА Бобаков // Фундаментальные и прикладные исследования, инновационные технологии, профессиональное образование сб трудов XI науч конф ТГТУ — Тамбов Изд-во Тамб гос техн ун-та,

2006 -С 116-119

10 Бобаков, ДА Компенсация погрешностей измерения, вызванных колебаниями твердости заготовки и неравномерностью припуска на обработку вкладышей подшипников /ДА Бобаков, А П Пудовкин // Фундаментальные и прикладные исследования, инновационные технологии, профессиональное образование сб трудов XII науч конф ТГТУ / Тамбов Изд-во Тамб гос техн ун-та, 2007 - С 77-81

11 Бобаков, ДА Микропроцессорная система активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей / ДА Бобаков, А П Пудовкин // Наука на рубеже тысячелетий сб материалов IV международной заочной научно-практической конференции 30-31 октября

2007 - Тамбов Изд-во ТАМБОВПРИНТ, 2007 - С 216-222

Подписано в печать 25 10 2007 60 х 84/16 0,93 уел -печ л 1ираж 100 экз Заказ №

Издательско-полиграфический центр ПТУ 392000, Тамбов, Советская, 106, к 14

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ИЗДЕЛИЙ

1.1 Электроконтактные измерители размеров.

1.2 Фотоэлектрические измерители размеров.

1.3 Емкостные измерители размеров.

1.4 Индуктивные измерители размеров.

1.5 Пневматические измерители размеров.

1.6 Системы активного контроля размеров и повышения точности обработки изделий.

1.7 Системы контроля износа режущего инструмента.

1.8 Постановка задачи исследования.

ВЫВОДЫ.

Глава 2. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ ВКЛАДЫШЕЙ ПОДШИПНИКОВ

2.1 Метод контроля геометрических показателей вкладышей в процессе протягивания их плоскостей разъема.

2.2 Метод активного контроля радиальной толщины стенки вкладыша в процессе тонкого растачивания внутренней поверхности.

2.3 Повышение точности обработки вкладышей подшипников.

2.4 Методы автоматической подналадки режущего инструмента.

2.4.1 Метод повышения точности обработки вкладышей в процессе протягивания плоскостей разъема на вертикально-протяжных станках.

2.4.2 Метод повышения точности обработки вкладышей в процессе их тонкой расточки на алмазно-расточном станке.

ВЫВОДЫ.

Глава 3. ИЗМЕРИТЕЛЬНО-УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ КОМПЛЕКСА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВКЛАДЫШЕЙ ПОДШИПНИКОВ

3.1 Микропроцессорная система активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей.

3.2 Алгоритм работы микропроцессорной системы активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей.

3.3 Экспериментальное исследование каналов измерительно-управляющей системы.

3.3.1 Экспериментальная характеристика контактного индуктивного преобразователя.

3.3.2 Экспериментальное исследование канала контроля толщины вкладыша.

3.3.3 Экспериментальное исследование канала контроля температуры поверхности вкладыша.

3.3.4 Экспериментальное исследование канала контроля износа инструмента.

3.4 Анализ точности расточки внутренней поверхности вкладышей по экспериментальным данным.

ВЫВОДЫ.

Глава 4. АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ УСТРОЙСТВ КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВКЛАДЫШЕЙ ПОДШИПНИКОВ

4.1 Анализ источников погрешностей обработки при активном контроле.

4.2 Компенсация погрешности измерения, вызванные колебаниями твердости заготовки и неравномерностью припуска на обработку.

4.3 Компенсация погрешностей измерений, вызванных колебаниями температуры.

4.4 Метрологический расчет индуктивного измерительного устройства.

4.5 Погрешности преобразования индуктивных преобразователей.

4.6 Погрешности контактных преобразователей температуры.

ВЫВОДЫ.

Повышение уровня надежности и увеличения ресурса машин и других объектов техники возможно только при условии выпуска продукции высокого качества во всех отраслях машиностроения. Это требует непрерывного совершенствования технологии производства и методов контроля качества. Вследствие того, что выборочный контроль готовых изделий ответственного назначения не гарантирует высокое качество, все более широкое распространение получает контроль в период изготовления на отдельных этапах производства. [1,5,6].

Контроль обозначает проверку соответствия параметров объекта установленным техническим требованиям, а неразрушающие методы контроля не должны нарушать пригодность объекта к применению. Критериями высокого качества деталей машин являются физические, геометрические и функциональные показатели, а также технологические признаки качества, например, отсутствие недопустимых дефектов типа нарушения сплошности материала, соответствие физико-механических свойств и структуры основного материала и покрытия, геометрических размеров и чистоты обработки поверхности требуемым показателям технической документации [2].

В связи с возрастающим объемом производства биметаллических вкладышей, повышением требований к их эксплутационным характеристикам становятся актуальными задачи повышения их точности изготовления.

Решение этих задач связано как с совершенствованием технологического оборудования для производства вкладышей, так и автоматических средств измерении и активного контроля. Внедрение средств активного контроля позволяет обеспечить профилактику дефектов; повысить качество изготовления деталей благодаря автоматическому поддержанию оптимальных режимов обработки и производительность изготовления вследствие сокращения вспомогательного времени на контроль; облегчить работу станочников и обеспечить безопасность их труда; получить высокую точность.

Технологический процесс производства вкладышей подшипников как при массовом, так и при мелкосерийном производстве, должен гарантировать высокую точность изготовления биметаллических вкладышей для обеспечения их взаимозаменяемости [3].

Основными геометрическими показателями вкладышей [4] являются:

• высота вкладышей, например, Д-50Л в пределах шатунных 37^'^мм и л /л С +0,060 коренных 40,5±0||(1мм;

• отклонение от параллельности поверхностей разъема вкладыша относительно образующей наружной цилиндрической поверхности в пределах 0,020 мм;

• прилегание наружной цилиндрической поверхности вкладыша к поверхности постели гнезда контрольного приспособления у вкладышей автомобильных и тракторных двигателей должно быть не 90% площади поверхности, а у дизельных двигателей и компрессоров - 80%;

• толщина стенки вкладыша, при этом разностенность вкладышей не должна превышать 0,01 мм при его диаметре до 100 мм; 0,015 мм - при диаметре от 100 до 220 мм и 0,022 - при диаметре выше 220 мм;

• внутренняя поверхность вкладышей должна обрабатываться до чистоты не ниже 8-го класса.

Первые три показателя контролируются на устройстве пресс контрольный модели К9.2281800.000, содержащий станину, пневматический цилиндр в сборе, корпус, блок стабилизатора давления с фильтром, распределительный кран, контрольное гнездо, жесткий эталон, индикатор контроля высоты, индикатор контроля непараллельности плоскости разъема, прижимную неподвижную планку, держатель индикаторов, манометр по методикам контроля геометрических параметров вкладышей подшипников.

Контроль радиальной толщины стенки вкладышей подшипников осуществляется прибором, содержащим основание, на котором установлены стойка и корпус, причем на стойке неподвижно расположен столик и вращающийся на оси ролик, которые служат для опоры вкладыша подшипника и направления его перемещения при измерении радиальной толщины, кроме того, корпус предназначен для размещения с возможностью фиксированного поворота относительно своей оси вилки с двумя наконечниками, имеющими сферическую контактирующую поверхность, и стойки индикаторной, в которой установлен индикатор, а для обеспечения прижатия наконечников к наружной поверхности вкладыша с постоянным усилием служит пружина, установленная в корпусе.

Повышение производительности труда в машиностроении на современном этапе предъявляет соответствующие требования и к средствам контроля. В массовом производстве производительность средства контроля должна достигать нескольких десятков тысяч изделий в час. Так, продолжительность обработки плоскостей разъема вкладышей не превышает 3 секунд. За часть этого времени средство контроля должно произвести измерение обрабатываемой детали и износа инструмента и выдать команду в схему управления станком.

Таким образом, интенсификация и автоматизация технологических процессов, рост требований к качеству определили необходимость в разработке и созданию новых эффективных методов и автоматических средств измерения и активного контроля в современном производстве вкладышей подшипников, так как использование разработанного средства контроля предназначено не только для контроля геометрических показателей вкладышей и износа инструмента, но и для формирования сигналов по управлению качеством, обеспечивая повышение точности машин.

Цель диссертационной работы заключается в разработке и внедрении новых методов и измерительно-управляющей системы непрерывного активного контроля геометрических показателей вкладышей подшипников и износа режущего инструмента в процессе изготовления, внедрение которых позволит повысить производительность контроля, точность изготовления и обеспечить предупреждение появления дефектов.

Для достижения поставленной цели необходимо:

-провести обзор и сравнительный анализ методов и средств активного контроля геометрических показателей вкладышей и износа режущего инструмента с позиции обеспечения достаточной для технологии точности, удобства и оперативности контроля;

-разработать и исследовать метод и измерительно-управляющую систему (ИУС) непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников и износа режущего инструмента в процессе их изготовления;

-разработать математическое, алгоритмическое, схемотехническое, программное обеспечения разработанной ИУС;

-провести анализ возможных источников погрешностей измерений геометрических показателей вкладышей, износа режущего инструмента и оценить их величину;

-осуществить экспериментальную проверку действующей ИУС и внедрить в производство.

Методы исследования базируются па использовании математического моделирования, математической статистике, компьютерном моделировании и метрологии.

Для проверки теоретических положений использованы экспериментальные методы: физическое моделирование и макетирование.

Ожидаемые научные результаты диссертационной работы включают:

- новый метод для непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей в процессе их обработки на вертикально-протяжном и алмазно-расточном станках, позволяющий осуществить контроль высоты, непараллельности торцевых поверхностей разъема вкладыша относительно наружной образующей цилиндрической поверхности, прилегания наружной цилиндрической поверхности вкладыша к поверхности гнезда контрольного приспособления и радиальной толщины стенки вкладыша, а также износ режущего инструмента в процессе тонкой расточки внутренней поверхности вкладыша на алмазно-расточном станке;

- методы автоматической подналадки режущего инструмента малыми перемещениями по результатам контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников;

- математическое и алгоритмическое обеспечения ИУС контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников, позволяющие автоматизировать процесс, повысить производительность контроля не менее чем в два раза, а также его точность и точность обработки вкладышей, что обеспечивает предупреждение появления дефектных деталей.

Практическая ценность полученных результатов состоит в разработке и внедрении ИУС активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников скольжения.

Применение разработанной ИУС позволит повысить производительность, точность контроля и точность обработки.

Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, заключения, списка литературы и приложений.

Первая глава посвящена исследованию состояния техники измерения линейных размеров изделий, формированию требований, предъявляемых к современным средствам измерения геометрических размеров изделий, контроля износа режущего инструмента, повышения точности обработки деталей и постановке задачи исследования. Отмечена важность решения проблемы качества изделий из биметаллов, создания и внедрения методов и средств активного контроля показателей качества.

Исходя из требований высокой производительности и оперативности контроля, показано, что существующие методы и средства контроля не удовлетворяют современным требованиям практики измерений геометрических показателей вкладышей в процессе изготовления.

Во второй главе дано теоретическое обоснование новых методов активного контроля геометрических показателей вкладышей и непрерывного контроля износа режущего инструмента в процессе изготовления, а также методов повышения точности обработки вкладышей.

Разработанные методы, повышающие точность обработки, производительность контроля и обеспечивающие предупреждение появление дефектов, позволяют осуществить контроль геометрических показателей вкладышей в процессе протягивания плоскостей разъема, контроль радиальной толщины стенки вкладышей в процессе тонкой расточки внутренней поверхности и определить величину износа режущего инструмента алмазно-расточного станка.

В главе также рассматриваются задачи повышения точности обработки вкладышей на вертикально-протяжных и алмазно-расточных станках.

Третья глава посвящена созданию измерительно-управляющей системы (ИУС) активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников.

ИУС позволяет в едином технологическом цикле производства осуществлять контроль основных геометрических показателей и износ режущего инструмента алмазно-расточного станка, а также осуществлять поднадку инструмента вертикально-протяжного и алмазно-расточного станков. В главе приведено алгоритмическое обеспечение разработанной ИУС, а также приведены результаты исследования измерительных каналов системы и результаты исследования точности обработки вкладышей по экспериментальным данным.

В четвертой главе приводится анализ влияния различных составляющих погрешности на точность контроля геометрических показателей вкладышей. Выявлены доминирующие источники погрешностей в процессе расточки внутренней поверхности вкладышей с возможностью компенсации их ИУС, вызванные колебаниями твердости заготовки и неравномерностью величины припуска на обработку.

В главе приведен метрологический расчет измерительных каналов ИУС с оценкой погрешности измерения геометрических показателей вкладыша, погрешности измерения температуры вкладыша.

В приложения помещены описания вертикально-протяжного и алмазно-расточного станков, результаты исследований измерительных каналов ИУС и результаты внедрения ИУС в производство.

1 ОБЗОР И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ

Средства измерения, являясь неотъемлемой частью технологического процесса, повышают его экономическую эффективность за счет увеличения производительности труда и степени использования оборудования. Улучшение качества продукции, в том числе точности и надежности, что существенно влияет на ее цену и конкурентоспособность; уменьшение потерь от брака и допусков на размеры (экономия сырья), а также за счет затрат на рабочую силу.

Эти обстоятельства привели к широкому использованию и на рабочих местах в производственных условиях средств измерения и контроля, которые позволяют в любой момент по результатам измерения обработанных деталей оценить точность продукции и, в случае необходимости, принять меры к соответствующей корректировке технологического процесса (смена инструмента, заправка круга, изменение режима и т.д.). В настоящее время в цеховых условиях, на рабочих местах стали использовать приборы, основанные на тех же принципах действия и той же точности, что лабораторные приборы. Однако условия их эксплуатации крайне неблагоприятны (вибрации, изменение температуры, колебания напряжения питающей сети, магнитные поля, запыленность, влага и т.д.). От таких приборов, помимо виброустойчивости, требуется также повышенная надежность, максимально простое обслуживание и ремонт, при относительно невысокой стоимости, обеспечивающей экономическую эффективность от их внедрения.

Интенсификация и автоматизация технологических процессов, рост требований к качеству определили тенденцию к широкому использованию измерительных систем активного контроля в современном производстве.

Применение таких систем позволяет решить ряд важных технико-экономических задач: повысить производительность труда станочников, повысить качество изделий, автоматизировать процесс обработки, сократить объем последующих контрольных операций, осуществить профилактику брака, устранив причины его возникновения.

При измерении и контроле размеров деталей используются следующие принципы действия [7-12]: резистивный, пневматический, индуктивный, фотоэлектрический, оптический, емкостной. Во многих конструкциях средств измерения и контроля применяется сочетание перечисленных принципов.

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработаны методы активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей в процессе их обработки на вертикально-протяжном и алмазно-расточном станках. Методы позволяют осуществить контроль высоты, непараллельности торцевых поверхностей разъема вкладыша относительно наружной образующей цилиндрической поверхности, прилегания наружной цилиндрической поверхности вкладыша к поверхности постели гнезда контрольного приспособления и радиальной толщины стенки вкладыша, а также износ режущего инструмента в процессе тонкой расточки внутренней поверхности вкладыша на алмазно-расточном станке.

2. Разработаны методы повышения точности обработки вкладышей на вертикально-протяжных и алмазно-расточных станках с использованием подналадки инструмента малыми перемещениями, а также алгоритмы процессов автоматической подналадки режущего инструмента вертикально-протяжных и алмазно-расточных станков.

3. Разработана измерительно-управляющая система активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей в процессе протягивания плоскостей разъема на вертикально-протяжном станке и расточки внутренней поверхности вкладышей на алмазно-расточном станке. Система также позволяет производить контроль температуры поверхности вкладыша и износ режущего инструмента алмазно-расточного станка.

4. Разработаны математическое и алгоритмическое обеспечения ИУС, которые позволяют проводить автоматический контроль комплекса геометрических показателей вкладышей и подналадку режущего инструмента пропорциональным сигналом, выявлять износ режущего инструмента и сравнивать накопленный износ с допускаемым, осуществлять автоматическую компенсацию погрешностей обработки от тепловых деформаций и износа инструмента.

5. Проведена экспериментальная проверка измерительных каналов ИУС. Погрешность измерения измерительного канала контроля толщины составила 3,0%, канала контроля температуры - 10%, канала износа режущего инструмента алмазно-расточного станка - 4%.

6. Проведен контроль радиальной толщины стенки вкладышей подшипников, изготовленных без подналадки режущего инструмента и с подналадкой режущего инструмента. Контроль без подналадки проводился с использованием методики МИ 207.04-93 ОАО «Завод подшипников скольжения» г. Тамбов. Контроль с подналадкой проводился с использованием разработанной ИУС. Анализ показал, что за счет применения разработанной ИУС разброс отклонений размеров партии вкладышей уменьшился более чем на 60%.

7. Выявлены доминирующие погрешности обработки вкладышей, к которым относятся погрешности, вызванные колебаниями температуры при протягивании плоскостей разъемов вкладышей, а также колебаниями твердости заготовки и неравномерностью припуска на обработку во время тонкой расточки их внутренней поверхности.

8. Показано, что для индуктивных преобразователей основными являются погрешности от нелинейности характеристики и температурная погрешность.

9. Рассмотрены основные виды погрешности термопар. Выявлено, что наиболее существенное влияние на точность измерения температуры оказывают погрешности, вызванные теплооттоком по термоэлектродам термопары.

Теоретические и практические результаты диссертационной работы использовались в научно-исследовательских работах, выполняемых на кафедрах «Радиоэлектронные средства бытового назначения» и «Конструирование радиоэлектронных и микропроцессорных систем»

Тамбовского государственного технического университета, ОАО «Завод подшипников скольжения» г. Тамбов.

Основные научные результаты работы обсуждались и получили положительную оценку на следующих конференциях: на IX, XI, XII научных конференциях ТГТУ Тамбов 2004, 2006, 2007 г и на 4-й международной заочной научно-практической конференции «Наука на рубеже тысячелетий» Тамбов 2007 г.

По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, из которых 3 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и 1 патент на изобретение.

120

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Пудовкин А.П. Неразрушающий контроль качества биметаллов и изделий из них / А.П. Пудовкин, В.Н. Чернышов. М.: Машиностроение-1, 2003.- 156 с.

2. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, А.В.Ковалев и др.; Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 2003. - 656 с.

3. Подшипники из алюминиевых сплавов / Н.А. Буше и др. М.: Транспорт, 1974. - 256 с.

4. ГОСТ ИСО 12301-95. Подшипники скольжения. Методы контроля геометрических показателей и показатели качества материалов.

5. Пудовкин А.П. Методы и средства неразрушающего контроля характеристик качества многослойных материалов и изделий в процессе их производства: Дис. д-ра техн. наук. Тамбов, 2005.

6. Колмаков А.В. Разработка методов и средств активного контроля геометрических параметров вкладышей подшипников скольжения: Дис. канд. техн. наук. Тамбов, 2003.

7. Сорочкин Б.М. Автоматизация измерений и контроля деталей / Б. М. Сорочкин. Л.: Машиностроение, 1990. -365 с.

8. Проектирование датчиков для измерения механических величин / Под ред. Е. П. Осадчего. М.: Машиностроение, 1979. - 480 с.

9. Точность и производственный контроль в машиностроении: Справочник / И. И. Балонкина, А. К. Кутай, Б. М. Сорочкин, Б. А. Тайц; Под общ. ред. А. К. Кутая, Б. М. Сорочкина. Л.: Машиностроение, 1983.-386 с.

10. Назаров Н. Г., Архангельская Е. А. Современные методы и алгоритмы обработки измерений и контроля качества продукции / Н. Г. Назаров, Е. А. Архангельская. М.: Изд-во стандартов, 1995. - 163 с.

11. Сидоренко С. М., Сидоренко В. С. Методы контроля качества изделий в машиностроении / С. М. Сидоренко, В. С. Сидоренко. М.: Машиностроение, 1989.-277

12. Технический контроль в машиностроении / Под общ. ред. В. Н. Чупырина, А. Д. Никифорова. М.: Машиностроение, 1987. - 512 с.

13. Средства для линейных измерений. Л.: Машиностроение, 1978. -262 с.

14. Средства контроля, управления и измерения линейный и угловых размеров в машиностроении. М.: ВНИИТЭМП, 1990. - 277 с.

15. Чудов В. А. Перспективы использования измерительных головок в системах управления точностью ГАП / В. А. Чудов // Механика и автоматизация линейно-угловых измерений. М,: МДНТП, 1985. - С. 37-41.

16. Теория и проектирование контрольных автоматов / Л. Н. Воронцов, С. Ф. Корндорф, В. А. Трутень, А. В. Федотов. М.: Высш. шк., 1980. - 560 с.

17. А1 601730 SU G 08 С 9/00, G 01 В 11/00. Преобразователь перемещение код / Б.М. Сорочкин, С.М. Вайханский, Э.О. Богданов, В.И. Чернышов. - 2393028/18-28; Заявл. 19.07.1976 // Изобретения (Заявки и патенты). - 1978. - №1.

18. Мироненко А. В. Фотоэлектрические измерительные системы / А. В. Мироненко. -М.: Энергия, 1967.-360 с.

19. А1 597922 SU, G 01 В 11/02. Оптико-механическое устройство для измерения линейных размеров / С.М. Вайханский, Л.В. Сегалович, Э.К. Зарецкий, Ю.З. Тененбаум. 2302612/25-28; Заявл. 23.12.1975 // Изобретения (Заявки и патенты). - 1978. - №10.

20. А1 1019211 SU, G 01 В 5/02. Фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь / Ю.З. Тененбаум, Л.С. Шавер. 3399586/25-28; Заявл. 29.12.1981 // Изобретения (Заявки и патенты). - 1983. - №19.

21. Маламед Е. Р. Преобразователь линейных перемещений / Е. Р. Маламед // Оптико-механ. пром-сть. 1983. - № 7. - с. 35 - 37.

22. Белый Е. М. Измерительные преобразователи для контроля технологических процессов в машиностроении / Е. М. Белый. М.: ВНИИТЭМП, 1990.-480 с.

23. А1 1820209 RU G 01 В 7/00. Способ измерения линейных перемещений и устройство для его осуществления / В.Н. Прохоров. -4729043/28; Заявл. 09.08.1989 // Изобретения (Заявки и патенты). 1993. -№21.

24. Ацюковский В. А. Емкостные преобразователи перемещения / В. А. Ацюковский. М.: Энергия, 1966. - 278 с.

25. А1 1803718 RU, G 01 В 7/00. Емкостной преобразователь перемещений / В.А. Павленко. -4918765/28; Заявл. 13.03.1991 //Изобретения (Заявки и патенты). 1993. - №11.

26. А1 1803717 RU, G 01 В 7/00. Емкостной датчик перемещений / М.М. Дымшиц, В.Г. Клиндухов, В.В. Кричинский. 4916277/28; Заявл. 12.03.1991 // Изобретения (Заявки и патенты). - 1993. - №15.

27. А1 1810745 RU, G 01 В 7/14. Емкостной измеритель расстояния до токоведущей поверхности / И.Н. Глушко.- 4926914/28; Заявл. 09.04.1991 // Изобретения (Заявки и патенты). 1993. - №15.

28. Сидоренко С. М., Сидоренко В. С. Методы контроля качества изделий в машиностроении / С. М. Сидоренко, В. С. Сидоренко. М.: Машиностроение, 1989. - 277 с.

29. Федотов А. В. Расчет и проектирование индуктивных измерительных устройств / А. В. Федотов. М.: Машиностроение, 1979. -172 с.

30. Средства контроля, управления и измерения линейный и угловых размеров в машиностроении. М.: ВНИИТЭМП, 1990. - 277 с.

31. Нуберт Г. П. Измерительные преобразователи неэлектрических величин / Г. П. Нуберт. Пер. с англ. JL: Энергия, 1970. - 360 с.

32. Буль Б. К. Основы теории и расчета магнитных цепей / Б. К. Буль. -М.: Энергия, 1964.-464 с.

33. CI 2017059 RU, G 01 / В 7/00. Дифференциальный индуктивный датчик перемещений / Е.П. Абрамцев. 5007984/28; Заявл. 18.07.1991 // Изобретения (Заявки и патенты). - 1994. - №14.

34. А1 1812420 RU G 01 В 7/00. Индуктивный датчик перемещений / И.Н. Неструк. 4877107/28; Заявл. 21.08.1990 // Изобретения (Заявки и патенты). - 1993. - №16.

35. Куратцев JI. Е. Приборы размерного контроля на элементах пневматики / JI. Е. Куратцев. М.: Машиностроение, 1977. - 135 с.

36. А1 1803729 RU, G 01 В 13/02. Пневматический прибор для бесконтактного измерения линейных размеров / Ю.В. Кобра, А.Р. Завербный. 4797896/28; Заявл. 02.03.1990 // Изобретения (Заявки и патенты). - 1993. -№11.

37. А1 1816965 RU, G 01 В 13/02. Пневматические устройства для измерения отверстий малой длины / Е.В. Культенина, Ю.А. Николаев, Н.Ф. Коротаева. 4945515/28; Заявл. 17.05.1991 // Изобретения (Заявки и патенты). - 1993. - №19.

38. С1 203981 RU, G 01 В 13/02. Пневматическое измерительное устройство / А.П. Архаров. 5006087/28; Заявл. 01.07.1991 // Изобретения (Заявки и патенты). - 1995. - №20.

39. Белый Е. М. Измерительные преобразователи для контроля технологических процессов в машиностроении / Е. М. Белый. М.: ВНИИТЭМП, 1990.-480 с.

40. Гейлер 3. Ш. Самонастраивающиеся системы активного контроля / 3. Ш. Гейлер. М.: Машиностроение, 1978. - 224 с.

41. Технологическое обеспечение качества продукции в машиностроении / Под ред. Г. Д. Бурдуна. М.: Машиностроение, 1975. -279 с.

42. Гейлер 3. Ш. Компенсация температурных деформаций при хонинговании / 3. III. Гейлер, 3. JI. Тубеишляк, А. А. Гудзь. Станки и инструмент. 1973, № 11. - С. 29-30.

43. Активный контроль размеров / С. С. Волосов, М. Я. Шлейфер, В. Я. Рюмкин и др.; Под ред. С. С. Волосова. Машиностроение, 1984. - 224 с.

44. Вульф A.M. Резание металлов. Изд. 2-е. / A.M. Вульф. Л.: Машиностроение (Ленингр. отд-ние), 1973.-496 с.

45. С1 2005040 RU, В23 Q15/00. Фрезерный станок с программным управлением / В.Н. Кабанцев. 5004643/08; Заявл. 24.07.1991 // Изобретения (Заявки и патенты). - 1993. - №47.

46. С1 2025253 RU, В23 Q15/00. Устройство для определения момента затупления режущего инструмента / А.И. Обабков, В.К. Зубов. 4913898/08; Заявл. 25.02.1991 // Изобретения (Заявки и патенты). - 1993. - №24.

47. Скиженок В.Ф. Высокопроизводительное протягивание / В.Ф. Скиженок, В.Д. Лемешонок, В.П. Цегельник. М.: Машиностроение, 1990 -240 с.

48. Бромберг Б.М. Алмазно-расточные станки / Б.М. Бромберг, Т.Б. Дашевский, Э.А. Ламдон, В.К. Ломакин М.: Машиностроение, 1965. - 244 с.

49. Пудовкин А.П. Микропроцессорная система активного контроля геометрических параметров вкладышей./ А.П. Пудовкин, В.Н. Чернышов, А.В. Колмаков, Д.А. Бобаков.//Проектирование и технология электронных средств. 2003. - № 4. С. 25-29.

50. Метод и измерительно-управляющая система неразрушающего контроля геометрических параметров вкладышей подшипников / А.П. Пудовкин, В.Н. Чернышов, А.В. Колмаков, Ю.В. Плужников // Вестник ТГТУ. 2003. - Т.9, №3. - С.469 - 476.

51. Плужников Ю.В., Колмаков А.В., Пудовкин А.П., Чернышов В.Н. Выбор параметров датчика для бесконтактных измерений толщины биметаллов методом вихревых токов. / VII научная конференция. 4.1. Тамбов: Изд-во тамб. гос. техн. ун-та, 2002. С.99.

52. Бобаков Д.А. Метод и измерительная система контроля толщины вкладышей подшипников / Д.А. Бобаков. Труды ТГТУ: Сборник статей молодых ученых и студентов. Тамбов: Изд-во Тамб. Гос. Техн. Ун-та, 2006. Вып. 19.-С. 122- 124.

53. Бобаков Д.А. Активный контроль толщины стенки вкладышей подшипников / А.П. Пудовкин, С.П. Москвитин./УПроектирование и технология электронных средств. 2006. - № 2. С. 20-23.

54. С2 2006121847 RU B23B35/00(2006.01). Способ контроля толщины вкладышей подшипников / Д.А. Бобаков, А.П. Пудовкин, А.В. Колмаков, В.Н. Чернышов. №2006121847/02(023717); Заявл. 19.06.2006 // Изобретения (Заявки и патенты). - 2007.

55. Бобаков Д.А. Метод повышения точности обработки вкладышей подшипников скольжения // Д.А. Бобаков, А.В. Челноков. Труды ТГТУ: Сборник статей молодых ученых и студентов. Тамбов: Изд-во Тамб. Гос. Техн. Ун-та, 2004. Вып. 15. С. 266 - 269.

56. Бобаков Д.А. Метод подналадки инструмента малыми перемещениями / Д.А. Бобаков, А.П. Пудовкин // IX научная конференция ТГТУ. Тамбов: Изд-во Тамб. Гос. Техн. Ун-та, 2004. С.284 - 285.

57. Бурдун Г.Д. Регулирование качества продукции средствами активного контроля / Г.Д. Бурдун. М.: Изд-во стандартов, 1973. - 352 с.

58. Бобаков Д.А. Контроль комплекса геометрических параметров вкладышей подшипников в процессе их производства / Д.А. Бобаков, А.П. Пудовкин // Вестник ТГТУ. 2006. - Т. 12, №4Б. С. 113 7 - 1140.

59. Система контроля толщины вкладышей подшипников скольжения / А.В. Колмаков, С.В. Козлов, Ю.В. Плужников, А.П. Пудовкин. Труды ТГТУ: Сборник научных статей молодых ученых и студентов. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2003. Вып. 13. С. 258 - 262.

60. Пудовкин А.П., Колмаков А.В., Насакин Н.В. Методы бесконтактного контроля и измерения геометрических величин // V конференция: Материалы конференции. Тамбов: Изд-во тамб. гос. техн. унта, 2000. С.256.

61. Мурин Г.А. Теплотехнические измерения / Г.А. Мурин. М.: Энергия, 1979.

62. Фарзане Н.Г. Технологические измерения и приборы: Учеб. для вузов по спец. «Автоматизация технологических процессов и производств» / Н.Г. Фарзане, JT.B. Илясов, А.Ю. Азим-заде. М.: Высш. шк., 1989. - 456 с.

63. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. / B.C. Гутников. Л.: Энергоатомиздат, 1988.

64. Аналоговая и цифровая электроника / Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров; Под ред. О.П. Глудкина. -М.: Радио и связь, 1996. 768 с.

65. Модули приемников ИК сигналов // Радио. 2005. С. 47 - 50.

66. Филоненко С.Н. Зависимость величины тангенциальной силы резания от диаметра обработки. / С.Н. Филоненко, Ю.Н. Гончар. // Станки и инструмент. 1962, №7.

67. ГОСТ Р 50779.42 99 (ИСО 8258 - 91) Статистические методы. Контрольные карты Шухарта.

68. Невельсон М.С. Автоматическое управление точностью обработки на металлорежущих станках / М.С. Невельсон. Л.: Машиностроение, 1982. -184 с.

69. Закс Л. Статистическое оценивание / JI. Закс. М.: Статистика, 1976. -597 с.

70. Колев К.С. Точность обработки и режимы резания / К.С. Колев. М.: Машиностроение, 1968- 130 с.

71. Колесов И.М. Основы технологии машиностроения: Учебник для машиностроит. спец. вузов. 3-е изд. стер. - М.: Высшая школа, 2001. - 591 с.

72. Размерный анализ технологических процессов/В.В. Матвеев, М.М. Тверской, Ф.И. Бойков и др. М.: Машиностроение, 1982. - 264 с.

73. Справочник по электроизмерительным приборам / Под ред. К.И. Илюнина. JL, Энергия, 1973. 703 с.

74. Терешин А.И. Справочник по эксплуатации радиоизмерительных приборов / А.И. Терешин, В.А. Софронов. Киев, Техника, 1969. 452 с.

75. Иоффе А.И. Расчет температурной погрешности дифференциально-трансформаторных преобразователей давления / А.И. Иоффе // Измерительная техника. 1971. - №3, с.31-33.

76. Цикерман Л.Я. Индуктивные преобразователи для автоматизации контроля перемещения / Л.Я. Цикерман, Р.Ю. Котляр. М.: Машиностроение, 1966. - 112 с.

77. Иоффе А.И. Повышение линейности трансформаторного преобразователя перемещений / А.И. Иоффе, П.М. Черейский // Приборы и системы управления. 1975. - №5. - с. 25-26.

78. Срибнер Л.А. Тонность индуктивных преобразователей перемещений / Л.А. Срибнер. -М.: Машиностроение, 1975. 104 с.

79. Фрейдлин Ю.М. Способ уменьшения температурной погрешности индуктивного приемника / Ю.М. Фрейдлин, Г.Д. Макаренко // Измерительная техника. 1970. - №8. - с.43-44.

80. Федотов А.В. Оценка погрешности от нелинейности характеристики индуктивных измерительных преобразователей / А.В. Федотов // Измерительная техника. 1974. - №4. - с.38-40.

81. Федотов А.В. Оценка температурной погрешности индуктивных измерительных преобразователей / А.В. Федотов // Измерительная техника. -1974. №1. -с.58-60.

82. Преображенский А.А. Теория магнетизма, магнитные материалы и элементы / А.А. Преображенский. М.: Высшая школа, 1972. - 288 с.

83. Гинзбург П.Б. Выбор и исследование свойств материалов для магнитоупругих датчиков усилий / П.Б. Гинзбург // Приборы и системы управления. 1975. - №2. - с. 16-18.

84. Кулаков М.В. Измерение температуры поверхности твердых тел. 2-е изд., перераб. и доп. / М.В. Кулаков, Б.И. Макаров. - М.: Энергия, 1979. -96 с.

85. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств / М.В. Кулаков. М: Машиностроение, 1974.

86. Алферов В.И. Экспериментальное исследование влияние электростатического поля на показания термопары / В.И. Алферов, А.С. Бушмин. Инженерно-физический журнал, 1964, т. VII, №6. - С. 135- 136.

87. Лоско К., Погрешности термопар при измерении температуры в магнитных полях / К. Лоско, Г. Мете. В. кн.: Измерение температур в объектах новой техники. - М.: Мир, 1965. - С.29 - 36.

88. Корнилов В.В. Измерение быстроменяющихся температур элекетро проводящих твердых тел при помощи термопары / В.В. Корнилов, Б.И. Макаров. Измерительная техника, 1963, №10. - С.35 - 37.

89. Лыков А.В. Теория теплопроводности / А.В. Лыков. М.: Высшая школа, 1967.-600 с.