izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2022-3-59-64izmertech-1556Research ArticleАКУСТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯACOUSTIC MEASUREMENTSПрименение гибких волноводов для виброакустического мониторинга технологических процессов в вакуумных камерахApplication of f exible waveguides for vibroacoustic monitoring of technological processes in vacuum chambershttps://orcid.org/0000-0003-4928-7025КозочкинМ. П.KozochkinM. P.

Михаил Павлович Козочкин

Москва

Michail P. Kozochkin

Moscow

astra-mp@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1759-5341СабировФ. С.SabirovF. S.

Фан Сагирович Сабиров 

Москва

Fan S. Sabirov

Moscow

fanira5057@yandex.ruМосковский государственный технологический университет «СТАНКИН»РоссияMoscow State University of Technology STANKINRussian Federation202228042023035964Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1556

Проанализированы сложности реализации технологических процессов в вакуумных камерах – мощные электромагнитные помехи, малые габаритные размеры камеры и труднодоступность рабочего пространства. Показана актуальность методов оперативного мониторинга таких процессов. Описан контроль виброакустических сигналов с помощью систем мониторинга, которые позволяют получатьинформацию о ходе технологического процесса, состоянии инструмента, необходимости коррекции режимов обработки и т. п. Рассмотрены ситуации, когда контроль вибраций в рабочей зоне осложняется условиями процесса обработки, например, при электронно-пучковом легировании в вакуумной камере. Исследована возможность получения виброакустической информации из рабочей зоны вакуумной камеры с помощью гибкого волновода и приведены результаты исследования. Оценены частотные характеристики гибких волноводов и возможности их использования для мониторинга технологических процессов с труднодоступной зоной обработки. Проанализировано влияние на коэффициент передачи волновода площади сечения волновода, уплотнения при входе в вакуумную камеру, а также дополнительного натяжения. Показаны перспективы использования гибких волноводов в труднодоступных местах рабочего пространства.

Monitoring of vibroacoustic signals accompanying various technological processes in many cases allows you to create monitoring systems that provide information about the progress of the process itself, about the condition of the tool, about the need to correct processing modes, etc. However, there are situations when vibration control in the working area is complicated by the conditions of the processing process itself. A vivid example of such a situation is electron-beam doping in a vacuum chamber. The article presents the results of research on the possibility of obtaining vibroacoustic information from the working area of a vacuum chamber using a fl exible waveguide. The infl uence on the transmission coeffi cient of the waveguide of its cross-sectional area, the presence of a seal at the entrance to the vacuum chamber, additional tension is considered. The presented results speak about the prospects of using fl exible waveguides in hard-to-reach places of the workspace.

 

виброакустическая диагностикамониторингвакуумная камераэлектронно-пучковые технологиигибкие волноводыспектральный анализчастотный диапазонкоэффициент передачиvibroacoustic diagnosticsmonitoringvacuum chamberelectron beam technologiesfl exible waveguidesspectral analysisfrequency rangetransmission coeffi cient: настоящие исследования выполнены при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках задания в сфере научной деятельности (проект № FSFS-2021-0003).: these studies were carried out with the fi nancial support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation as part of the assignment in the fi eld of scientifi c activity (project no. FSFS-2021-0003).ReferencesГригорьев С. Н., Козочкин М. П., Федоров С. В., Порватов А. Н., Окунькова А. А. Исследование процесса электроэрозионной обработки средствами виброакустической диагностики // Измерительная техника. 2015. № 8. С. 33–36.Grigor’ev S. N., Kozochkin M. P., Fedorov S. V., Porvatov A. N., Okun’kova A. A., Measurement Techniques, 2015, vol. 58, no. 8, рр. 878–884. https://doi.org/10.1007/s11018-015-0811-2Козочкин М. П., Гусев А. В., Порватов А. Н. Разработка мобильных систем для мониторинга и диагностики станочных узлов // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2011. № 3 (168). С. 20–23.Kozochkin M. P., Gusev A. V., Porvatov A. N., Development of mobile systems for monitoring and diagnostics of machine units, Handbook. Engineering magazine with application, 2011, no. 3 (168), pp. 20–23. (In Russ.)Козочкин М. П., Порватов А. Н. Оценка неопределённости при решении задач многопараметрической диагностики // Измерительная техника. 2015. № 2. С. 41–45.Kozochkin M. P., Porvatov A. N., Measurement Techniques, 2015, vol. 58, no. 2, рр. 173–178. https://doi.org/10.1007/s11018-015-0681-7Fedorov S. V., Kozochkin M. P., Maung T. H., Journal of Physics: Conference Series, 2018, vol. 1115, iss. 3, 032014. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1115/3/032014Fedorov S. V., Kozochkin M. P., Maung T. H., Journal of Physics: Conference Series, 2018, vol. 1115, iss. 3, 032014. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1115/3/032014Семашко Н. А., Шпорт В. И., Марин Б. Н. Акустическая эмиссия в экспериментальном материаловедении. М.: Машиностроение, 2002. 240 с.Semashko N. A., Shport V. I., Marin B. N., et al., Acoustic emission in experimental materials science, Moscow, Mashinostroenie Publ., 2002, 240 p. (In Russ.)Смирнов А. Н. Генерация акустических колебаний в химических реакциях и физико-химических процессах // Российский химический журнал. 2011. Т. 454. С. 29–34.Smirnov A. N., Generation of acoustic oscillations in chemical reactions and physico-chemical processes, Russian chemical journal, 2001, vol. 45, pp. 29–33.Задумкин С. Н., Хоконов Х. Б., Шокаров Х. Б. Акустический эффект кристаллизации и плавления вещества // ЖЭТФ. 1975. Т. 68. № 4. С. 1315–1320.Zadumkin S. N., Khokonov Kh. B., Chakarov Kh. B., Acoustic eff ect of crystallization and melting of the substance, JETP, 1975, vol. 41, no. 4, pp. 653–655.Łazarska M., Wozniak T. Z., Ranachowski Z., Trafarski A., Domek G., Met. Mater. Int., 2017, vol. 23, no. 3, pp. 426–433. https://doi.org/10.1007/s12540-017-6347-zŁazarska M., Wozniak T. Z., Ranachowski Z., Trafarski A., Domek G., Met. Mater. Int., 2017, vol. 23, no. 3, pp. 426–433. https://doi.org/10.1007/s12540-017-6347-zFedorov S. V., Kozochkin M. P., Stebulyanin M. M., Mechanics & Industry, 2018, vol. 19, no. 7, 702. https://doi.org/10.1051/MECA/2018050Fedorov S. V., Kozochkin M. P., Stebulyanin M. M., Mechanics & Industry, 2018, vol. 19, no. 7, 702. https://doi.org/10.1051/MECA/2018050Федоров С. В., Оганян Г. В. Особенности электроннолучевого легирования сменных многогранных пластин из твердого сплава при комплексной поверхностной обработке // Металловедение и термическая обработка металлов. 2015, № 10 (724). С. 45–49.Fedorov S. V., Oganyan G. V., Metal Science and Heat Treatment, 2016, vol. 57, no. 9–10, pp. 620–624. https://doi.org/10.1007/s11041-016-9932-8Fedorov S. V., Min Htet Swe, Kapitanov A. V., Egorov S. B., Mechanics & Industry, 2017, vol. 18, no. 7, 710. https://doi.org/10.1051/MECA/2017053Fedorov S. V., Min Htet Swe, Kapitanov A. V., Egorov S. B., Mechanics & Industry, 2017, vol. 18, no. 7, 710. https://doi.org/10.1051/MECA/2017053Вершинин Г. А., Волков В. А., Бухбиндер Г. Л., Геринг Г. И. Локально-неравновесный массоперенос в двухкомпонентной системе при внешнем импульсном воздействии потоками энергии // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2014. № 7. С. 98–103. https://doi.org/10.7868/S020735281407021XVershinin G. A., Volkov V. A., Buchbinder G. L., Gering G. I., Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 2014, vol. 8, no. 4, pp. 712–716. https://doi.org/10.1134/S1027451014040193Полещенко К. Н., Вершинин Г. А., Геринг Г. И. и др. Модифицирование структуры и свойств твердых сплавов системы WC-Co сильноточными пучками заряженных частиц // Вестник Омского университета. 1996. № 2. С. 39–43.Pischasov N. A., Nikolaev A. V., Modifi cation of the structure and properties of hard alloys of WC-Co system by highcurrent charged particle beams, Vestnik Omskogo universiteta [Bulletin of Omsk University], 1996, vol. 2, рр. 39–43. (In Russ.)Марков А. Б., Миков А. В., Озур Г. Е., Падей А. Г. Установка РИТМ СП для поверхностного легирования // Приборы и техника эксперимента. 2011. № 6. С. 122–126.Markov A. B., Mikov A. V., Ozur G. E., Padej A. G., Instruments and experimental techniques, 2011, vol. 54, no. 6, pp. 862– 866. https://doi.org/10.1134/S0020441211050149Козочкин М. П. Виброакустический мониторинг фрикционного контакта при шлифовании // Трение и износ. 2017 (38). № 4. С. 386–391.Kozochkin M. P., Journal of Friction and Wear, 2017, vol. 38, no. 4, pp. 333–337. https://doi.org/10.3103/S1068366617040067

The authors declare that there are no conflicts of interest present.