НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-6-1103-1110
УДК 621.91.01
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОГЕОМЕТРИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ ТРЕБУЕМЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ АВИАЦИОННОГО ДАТЧИКА ВИБРАЦИИ
Читать статью полностью
Ссылка для цитирования: Андреев Ю.С., Демкович Н.А., Исаев Р.М., Целищев А.А., Васильков С.Д. Определение микрогеометрии функциональной поверхности детали, обеспечивающей требуемые показатели авиационного датчика вибрации // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 6. С. 1103–1110. doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-6-1103-1110
Аннотация
Предмет исследования.Рассмотрены способы повышения эффективности пьезоэлектрических вибродатчиков, используемых в авиационной технике для контроля уровня вибрации газотурбинных двигателей. Исследовано влияние микрогеометрии поверхности детали вибродатчика на его коэффициент поперечного преобразования. Предложены меры по улучшению эксплуатационной характеристики авиационных датчиков вибрации без увеличения себестоимости их изготовления за счет оптимизации микрогеометрии функциональных поверхностей. Метод. Показан способ нахождения наилучшей микрогеометрии поверхности в заданных производственных условиях. Применен метод оценки микрогеометрии функциональных поверхностей с использованием графических критериев. Для планирования эксперимента по обработке функциональных поверхностей использован метод Тагути, позволивший значительно сократить количество проводимых экспериментов без потери достоверности результатов. Основные результаты. Выявлена взаимосвязь технологических факторов изготовления деталей датчика вибрации и его чувствительности. Определены оптимальные методы и технологические параметры механической обработки поверхностей деталей, обеспечивающие наилучшую чувствительность датчиков. Практическая значимость. Результаты исследования могут найти применение на приборостроительных предприятиях при проектировании и изготовлении датчиков вибрации, принцип работы которых основан на пьезоэлектрическом эффекте.
Благодарности. Исследование выполнено при финансовой поддержке фонда РФФИ (проект № 16-38-00847). Работа отмечена дипломом «За лучший научно-исследовательский доклад аспиранта» на V Всероссийском конгрессе молодых ученых (2016 г.)
Список литературы
1. Rothemann L., Schretter H. Active vibration damping of the alpine ski // Procedia Engineering. 2010. V. 2. N 2. P. 2895–2900. doi: 10.1016/j.proeng.2010.04.084
2. Sharma A., Olszewski O.Z., Torres J., Mathewson A., Houlihan R. Fabrication, simulation and characterisation of MEMS piezoelectric vibration energy harvester for low frequency // Procedia Engineering. 2015. V. 120. P. 645–650. doi: 10.1016/j.proeng.2015.08.695
3. Las V., Zemcik R., Kroupa T., Bartosek J. Reconstruction of impact force on curved panel using piezoelectric sensors // Procedia Engineering. 2012. V. 42. P. 367–374. doi: 10.1016/j.proeng.2012.09.527
4. Voglhuber-Brunnmaier T., Jakoby B. Modeling of a piezoelectric fluid sensor excited by lateral fields using a spectral domain approach // Procedia Engineering. 2010. V. 5. P. 82–86. doi: 10.1016/j.proeng.2010.09.053
5. Bau M., Ferrari M., Tonoli E., Ferrari V. Sensors and energy harvesters based on piezoelectric thick films // Procedia Engineering. 2011. V. 25. P. 737–744. doi: 10.1016/j.proeng.2011.12.182
6. Olszewski O.Z., Houlihan R., O’Keeffe R., O’Neill M., Waldron F., Mathewson A., Jackson N. A MEMS silicon-based piezoelectric AC current sensor // Procedia Engineering. 2014. V. 87. P. 1457–1460. doi: 10.1016/j.proeng.2014.11.724
7. Hazan A., Verleysen M., Cottrell1 M., Lacaille J. Trajectory clustering for vibration detection in aircraft engines // Lecture Notes in Computer Science. 2010. V. 6171. P. 362–375. doi: 10.1007/978-3-642-14400-4_28
8. Киселев Ю.В., Киселев Д.Ю., Тиц С.Н. Вибрационная диагностика систем и конструкций авиационной техники. Самара: СГАУ, 2012. 207 с.
9. Авиационные приборы и измерительно-вычислительные комплексы: Учеб. пособие. Уфа: УГАТУ, 2006. 572 с.
10. Богуш М.В. Анализ и синтез пьезоэлектрических датчиков для вихревых расходомеров на основе пространственных электротермоупругих моделей: дис. … док. тех. наук. Ростов-на-Дону, 2009. 266 с.
11. Симчук А.А. Разработка пьезоэлектрических датчиков динамического давления с улучшенными метрологическими характеристиками и расширенной областью применения: дис. … канд. тех. наук. Москва, 2011. 109 с.
12. Вускер В.Ю. Повышение чувствительности элементов датчиков вибрации и быстропеременного давления на основе совершенствования конструкций и пьезотехнологий: дис. … канд. тех. наук. Москва, 2009. 141 с.
13. Валетов В.А. Проблемы оптимизации микрогеометрии поверхностей деталей для обеспечения их конкретных функциональных свойств // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2015. Т. 58. № 4. С. 250–267.
14. Филимонова Е.А. Разработка методики и программы автоматизированного контроля микрогеометрии поверхностей деталей приборов с помощью графических критериев и их использование в технологических исследованиях: автореф. ... канд. техн. наук. СПб., 2014. 24 с.
15. Walter P.L. The history of the accelerometer 1920s-1996 – prologue and epilogue // Sound and Vibration. 2007. V. 41. N 1. P. 84–92.
16. Богуш М.В. Пьезоэлектрическое приборостроение. Т. 3. Пьезоэлектрические датчики для экстремальных условий эксплуатации. Ростов-на-Дону: СКНЦ ВШ, 2006. 346 с.
17. Каталог инструмента ARNO. Сменные пластины. [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.arnoru.ru/upload/media/Turning/INDEXABLE%20INSERTS.pdf, свободный. Яз. рус. (дата обращения 04.05.2016).
18. Wu Y., Wu A., Taguchi G. Taguchi Methods for Robust Design. ASME INTL, 2000. 336 p.
19. Jagtap K., Pawade R. Experimental investigation on the influence of cutting parameters on surface quality in SPDT of PMMA // International Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology. 2014. V. 7. N 2. P. 53–58.
