Вибір інформативних параметрів акустичної емісії для визначення швидкості зношування трибосистеми на перехідних режимах

Abstract

Розглянуті напрямки застосування методу акустичної емісії (АЕ) для дослідження перехідних процесів в трибосистемах під час припрацювання. Застосування такого методу дозволить отримувати інформацію про стан поверхонь тертя та швидкість зношування під час перехідних процесів (припрацювання) в онлайн-режимі. Для обґрунтування вибору інформативних параметрів АЕ проаналізовано вид АЕ - фреймів сигналу, знятих під час перехідного процесу в характерних точках. Після завершення перехідного процесу (сталий режим роботи), фрейм сигналів АЕ приймає вид, який значно відрізняється від перехідного режиму. Показано, що при оцінці швидкості зношування на перехідних режимах найкраще використовувати потужність акустико-емісійного випромінювання. Експериментальні дослідження представлені у вигляді експериментальних залежностей, які відображають середнє значення потужності сигналів АЕ, де по осі Х розміщені експериментальні значення потужності сигналів акустичної емісії з зони тертя, одиниця виміру – mВ2/с. По осі Y відкладено відповідні розрахункові значення швидкості роботи дисипації в трибосистемах, одиниця виміру - Дж/с. Залежність дозволяє по виміряної в процесі експерименту потужності АЕ розрахувати значення швидкості зношування в трибосистемі в реальний момент часу. Для визначення максимальних значень швидкості зношування під час перехідного процесу обґрунтовано метод АЕ і інформативний параметр - потужність сигналів АЕ. Експериментальним шляхом встановлено, що потужність АЕ корелює зі швидкістю зношування, коефіцієнт кореляції R = 0,98 і адекватно відображає процес припрацювання. Отримані залежності дозволяють визначати швидкість роботи дисипації в трибосистемах під час перехідного процесу за значеннями потужності сигналів акустичної емісії, що дозволило розробити методику розрахунку величини швидкості зношування під час припрацювання в будь-якій точці перехідного процесу.

Рассмотрены направления применения метода акустической эмиссии (АЭ) для исследования переходных процессов в трибосистемах во время приработки. Применение такого метода позволит получать информацию о состоянии поверхностей трения и величину скорости изнашивания во время переходных процессов (приработки) в онлайн-режиме. Для обоснования выбора информативных параметров АЭ проанализирован вид АЭ - фреймов сигнала, снятых во время переходного процесса в характерных точках. После завершения переходного процесса (установившийся режим работы), фрейм сигналов АЭ принимает вид, который значительно отличается от переходного режима. Показано, что при оценке скорости изнашивания на переходных режимах лучше использовать мощность акустико-эмиссионного излучения. Экспериментальные исследования представлены в виде экспериментальных зависимостей, которые отражают среднее значение мощности сигналов АЭ, где по оси Х размещены экспериментальные значения мощности сигналов акустической эмиссии с зоны трения, единица измерения - mВ2/с. По оси Y отложено соответствующие расчетные значения скорости работы диссипации в трибосистемах, единица измерения - Дж/с. Зависимость позволяет по измеренной в процессе эксперимента мощности АЭ рассчитать значение скорости изнашивания в трибосистеме в настоящий момент времени. Для определения максимальных значений скорости изнашивания во время переходного процесса обоснован метод АЭ и информативный параметр - мощность сигналов АЭ. Экспериментальным путем установлено, что мощность АЭ коррелирует со скоростью изнашивания, коэффициент корреляции R = 0,98 и адекватно отражает процесс приработки. Полученные зависимости позволяют определять скорость работы диссипации в трибосистемах во время переходного процесса по значениям мощности сигналов акустической эмиссии, что позволило разработать методику расчета величины скорости изнашивания во время приработки в любой точке переходного процесса.

Areas of application of acoustic emission method are considered (АЕ) for the study of transients in tribosystems during grinding in. Registration of acoustic signals allows to determine with high precision the time of occurring events, which include the elastic interaction of microvision of connected surfaces, the formation and destruction of adhesion bonds, the appearance of microcracks and the separation of particles of wear. Application of this method will allow to receive information on the state of the surfaces of friction during the transients (grinding in) in the online mode. To substantiate the choice of informative parameters АЕ during the control of the processes of wear in the tribosystem, the change in the speed of wear of the tribosystem in the process of grinding in and the view is presented АЕ - frames of the signal, taken during the transition process tribosystems in the characteristic points. After completion of the transition process (stable operating mode), frame of signals АЕ takes a kind that differs significantly from the transition mode. A large number of experiments carried out on the analysis of the process of trimming of trbosystems have shown that in assessing the rate of wear at transitional modes it is best to use the power of acoustic emission radiation. Experimental studies are presented in the form of experimental dependencies, which represent the average signal strength АЕ for three repetitions of the same type and three tribosystems with different combinations of materials, where along the axis Х The experimental values of the power of acoustic emission signals from the friction zone are placed, the unit of measurement – mV2 /s. Along the axis Y Postponed corresponding calculation values of the speed of dissipation in tribosystems, unit of measurement - J./s. Dependence allows the power measured during the experiment АЕ calculate the value of the wear rate in the tribosystem at a real time point. From the analysis of the obtained experimental values it follows that the variance of the amplitudes and the signal strength АЕ adequately reflect the wear process and are in a functional relationship with the wear rate. This allows us to put forward the assumption that the size of the power АЕ one can judge the value of the rate of wear at any time of the work of the tribosystem, namely in transitional modes. The method is used to determine the maximum values of the wear rate during the transition process АЕ and an informative parameter - signal strength АЕ. Experimentally established that power АЕ correlates with the speed of wear, the correlation coefficient R = 0,98 and adequately reflects the process of working. The obtained dependences allow to determine the speed of dissipation in tribosystems during the transient process by the values of the power of the signals of acoustic emission, which made it possible to develop a method for calculating the rate of wear during grinding in at any point in the transition process.