LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Попередження відхилень параметрів коливального руху кристалізатора МБЛЗ на основі розвитку методів діагностики механізму хитання

реакції (Ri)

у шарнірі Е в системі координат згідно рис. 1


Розрив кінематичного ланцюга в шарнірах МХ кристалізатора МБЛЗ спостерігався при перехідних режимах роботи. У період сталого режиму руху розриву ланцюга немає, тому що характер руху ланок механізму на робочій частоті в режимі імітації лиття заготівки (на холостому ході) можна характеризувати як монотонний - одноманітний за формою і параметрами.

Результатами математичного моделювання МХ було підтверджено, що причини виникнення вм'ятин на бігових доріжках кілець підшипників полягають у коливальному, що чергується з ударним, навантажені елементів підшипника. Вм'ятини утворяться в зоні вибірки зазору. Відносне (коливальне і/або ударне) переміщення елементів підшипника здійснюється по лінії дії реакції на значення зазору, що утворився.

З метою вивчення ступеня впливу таких факторів, як зазори в шарнірах важільного МХ і частоти коливання, на кінематичні параметри руху контрольної точки столу хитання та одержання безрозмірних рівнянь регресії проведене математичне дослідження з використанням методів планування експерименту. Для рішення задачі виконаний повнофакторний експеримент першого порядку. За допомогою програмного комплексу "Statіstіca" і створеної математичної моделі МХ кристалізатора МБЛЗ була сформована матриця планування експерименту, визначені відгуки і розраховані коефіцієнти рівнянь регресії.

У результаті отримані поліноми, що відбивають залежність кінематичних параметрів руху і радіуса хитання контрольної точки Т столу хитання від розглянутих факторів (у кодованому виді):


; (3)


; (4)


; (5)


(6)


, (7)


де х1, х2, х3, х4 и х5 - зазор відповідно в шарнірі E, D, С, В і А (рис. 1); х6 - частота обертання ексцентрикового вала; y2 і y3 - середньоквадратичне значення (СКЗ) відповідно швидкості і прискорення коливального руху контрольної точки столу хитання в горизонтальному напрямку; y5 і y6 - те ж, у вертикальному напрямку; y7 - радіус хитання контрольної точки.

Встановлено, що параметри руху столу хитання, за винятком СКЗ амплітуди коливання (y1) і розмаху коливання (y4), безпосередньо відбивають розвиток зазору в підшипниках МХ відповідно до лінійних залежностей, що дозволяє використовувати їх у діагностичних цілях для непрямої оцінки зазору в підшипниках. Параметри y1 і y4 також відбивають наявність і розвиток зазорів. Якщо фактичні значення не збігаються з заданими, це свідчить у першу чергу про наявність зазору в підшипниках механізму. Але в силу нелінійної залежності даних параметрів використовувати їх для непрямої оцінки зазору в підшипниках МХ небажано.

За результатами математичного експерименту встановлена залежність між сумарним зазором (ΔZ) у підшипниках МХ і відхиленням технологічної осі струмка від проектного положення в зоні кристалізатора (ΔTA):


. (8)


Встановлена залежність дозволила визначити припустиме значення сумарного зазору в підшипниках МХ (ΔZ=0,791 мм), що відповідає припустимому відхиленню технологічної осі (ΔTA=0,4 мм).

Параметром криволінійної ділянки технологічної осі радіальної МБЛЗ є базовий радіус. Для точки робочої грані гільзи кристалізатора, що має більший радіус кривизни, траєкторією руху є дуга кола з радіусом рівним базовому радіусу МБЛЗ. Запропоновано радіус дуги кола - траєкторії руху точки робочої грані гільзи кристалізатора з великим радіусом кривизни - називати радіусом хитання кристалізатора (РХК).

У ході математичного моделювання МХ встановлено лінійний закон розподілу амплітуди коливання столу хитання по його довжині у вертикальній площині, що проходить уздовж технологічної осі рівчака МБЛЗ, що дозволило припустити про його взаємозв'язок із РХК (RT), виходячи з чого побудована розрахункова схема, за якою була виведена залежність:


, (9)


де АА і АТ - розмах коливання у вертикальному напрямку відповідно в точках А і Т столу хитання; L - відстань між точками А і Т.

За результатами моделювання МХ визначені причини зміни РХК, на основі яких розроблені вирішальні правила його контролю. Якщо RT=8000 мм, то МХ у справному стані; RT<8000 мм - збільшені зазори в шарнірах коромисел МХ; RT>8000 мм - збільшені зазори в шарнірах столу хитання; RT→∞ - збільшені зазори в шарнірах коромисла і столу хитання. Границі припустимого відхилення РХК - 0,5 м.

Для створення діагностичної моделі МХ, вибору діагностичних параметрів, розробки вирішальних правил і визначення границь розрізнення несправних станів підшипникових вузлів виконано дискримінантний аналіз результатів математичного моделювання МХ з урахуванням зазорів у шарнірах.

Дискримінантний аналіз, заснований на геометричному представленні про поділ класів станів об'єкта в просторі ознак, є одним з методів багатомірного статистичного аналізу. Сукупність характеристик, що відносяться до одного класу станів, сконцентрована в деякій області простору ознак. Основною характеристикою даних областей є положення в просторі ознак центроїда області - центра класу, точки щодо якої рівновіддалена сукупність характеристик стану, що діагностується. Дискримінантні (класифікаційні) функції визначають ці області за допомогою опису їх границь у просторі ознак. У цьому випадку вирішальне правило формулюється як "відносити стан до класу з найближчим центром (центроїдом)".

Класифікація станів підшипників МХ здійснена по сумарному зазорі в них. Перший клас, що відповідає гарному станові, характеризується сумарним зазором ΔZ=0,3...0,791 мм, другий клас - задовільному - ΔZ=0,791...4,0 мм, третій клас - аварійному - ΔZ>4,0 мм.

За допомогою програмного комплексу "Statіstіca" і створеної математичної моделі МХ кристалізатора МБЛЗ був сформований план чисельних експериментів, визначені відгуки і розраховані коефіцієнти дискримінантних функцій:


(10)


(11)


Отримані вирази дозволили встановити наступні границі розрізнення несправних станів підшипникових вузлів МХ кристалізатора (рис. 4). Безрозмірні значення діагностичних параметрів - дискримінантних функцій F1=-3,85 і F2=-0,29 відповідають гарному станові підшипників (клас 1); F1=0,84 і F2=0,69 - задовільному станові (клас 2), а F1=3,02 і F2=-0,47 - аварійному станові (клас 3). При цьому, чим менше значення параметра F1, тим ТС підшипникових вузлів краще.
















Рис. 4. Діаграма положення класів, що діагностуються,

у площині дискримінантних функцій (F1F2)

За результатами аналізу закономірностей відхилень параметрів коливального руху кристалізатора МБЛЗ при зміні технічного стану підшипників МХ розроблена їх діагностична модель, що відрізняється тим, що в якості діагностичних параметрів обрані дискримінантні