Проведение поверки

1.Внешний осмотр.

При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие машины следующим требованиям: на наружных поверхностях машины не должно быть следов коррозии и механических повреждений, влияющих па эксплуатационные свойства; надписи и штрихи должны быть выполнены четко, не должно наблюдаться искривления изображений штрихов;

штрихи и цифры метровой и стомиллиметровой шкал должны быть видимы резко и отчетливо в пределах 0.5 мм от центра поля зрения; о остальной части поля зрения допускается менее резкое изображение штрихов;

в поле зрения не должно быть рефлексов и бликов, мешающих отсчету и наблюдению; на любом участке шкалы черная ахроматическая полоса интерференции белого света должна быть прямолинейной и параллельной штрихам шкалы (в случае, когда в комплект машины входит дополнительная бабка с трубкой контактного интерферометра). При начальном положении измерительного стержня трубки интерферометра черная ахроматическая полоса должна быть вне шкалы, а цветные полосы интерференции белого света должны быть видны в поле зрения. При установке окуляра на резкое изображение шкалы изображение черной ахроматической полосы также должно быть резким.

2. Опробование.

При опробовании проверяют взаимодействие узлов машин.

· При установке индексов обеих бабок по штрихам наружных вспомогательных шкал соответствующие им изображения штрихов сто миллиметровой и метровой шкал должны наблюдаться в середине поля зрения микроскопа. Допускается отклонение от середины поля зрения ±0.3 мм.

· освещенность поля зрения микроскопа должна быть равномерной на интервалах шкалы до 2000 мм. При установке ли-вольной бабки на размер свыше 2000 мм допускается потемнение по краям поля зрения, не превышающим 0,5 ым на участке шкалы до 3000 ым к 0,7 мм на участке шкалы 3000--4000 мм.

· Винт микрометрической подачи пиноли должен вращаться без ощутимого люфта на всем пределе его рабочего хода и обеспечивать равномерное и плавное осевое перемещение измерительного наконечника, а также плавное перемещение шкалы измерительного устройства в обе стороны (при контакте наконечников обеих бабок и т.д.

2. Определение метрологических параметров

· Измерительные наконечники машин проверяют методами, указанными в ГОСТ1007--66.

· При периодической поверке машин проверяют надежность крепления наконечников и отсутствие дефектов на измерительных поверхностях. Измерительные наконечники должны соответствовать требованиям, указанным в ГОСТ 11007--66 для наконечников 1-го класса.

· Измерительное устройство с окулярным отсчетом проверяют методами, указанными в ГОСТ 8.270--77 и т.д.

1.3 Разработать принципиальную схему измерительного устройства для контроля отклонений формы и расположения поверхностей (лист 2)

Радиальное биение - это разность ? наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении, перпендикулярном базовой оси.



Обозначение допуска радиального биения

Принцип действия:

С помощью двух призм зажимаем измеряемый объект (вал); далее т.к. у нас задний кронштейн на «ползунках», то производим настройку на длину вала. После того как, вал у нас жестко закреплен, очень осторожно подводим измерительную головку до соприкосновения с измеряемым объектом. С помощью маховичка производим плавное вращение по часовой стрелки (или против). Втулки позволяют нам более плавно и без погрешностей производить вращение. Наибольшее отклонение стрелки измерительной головки показывает mах величину отклонения радиального биения. Все это крепиться на плите с помощью болтов и винтов.

2. Методы и средства неразрушающего контроля

2.1 Рассчитать исполнительные размеры калибров для контроля шлицевого соединения с прямобочным соединением и описать принцип контроля. Вычертить схему расположения полей допусков и общие виды калибров

Шлицевые соединения используются при необходимости передачи больших крутящих моментов, обеспечения большого сопротивления усталости, а также обеспечения высокой точности центрирования и направления. В зависимости от профиля зубьев шлицевые соединения делятся на прямобочные, эвольвентные и треугольные.

Центрирование по боковым сторонам зубьев используется при передачи знакопеременных нагрузок, больших передаточных нагрузок и при реверсивном движении. При данном методе обеспечивается наибольшее равномерное распределение нагрузки между зубьями, однако не обеспечивается высокая точность центрирования.

Различают шлицевые соединения с прямым и эвольвентным профилем зуба. Для шлицевых прямобочных соединений предусмотрено три вида центрирования: по наружному диаметру D (рис. 4., б); по внутреннему диаметру d (рис. 4., в) и по боковым поверхностям зубьев b (рис. 4., г). На чертежах эти соединения показывают условным обозначением вида центрирования и полей допусков после номинальных размеров.

Рис 4. Схемы центрирования шлицевого прямобочного соединения. (б-по D; в-по d; г-по b).

Для контроля размеров шлицевой втулки и шлицевого вала применяют поэлементные и шлицевые комплексные калибры. Комплексными калибрами контролируют не только размеры шлицевых валов и втулок, но и отклонения расположения поверхностей и формы.

Шлицевый калибр - пробка с помощью направляющих вводится в отверстие контролируемой шлицевой втулки. Втулка годна, если калибр - пробка входит в отверстие шлицевой втулки.

Шлицевый калибр - кольцо имеет гладкую направляющую и шлицевую части. Калибр - кольцо на контролируемый вал надевают гладкой направляющей частью. Вал годен, если кольцо проходит по шлицевому валу.

1. Расчет исполнительных размеров шлицевого комплексного калибра - пробки для контроля шлицевой втулки

1.1 По ГОСТ 25347-82 определяем предельные отклонения параметров шлицевой втулки.

d=56

; .

Найдем предельные размеры шлицевой втулки (мм):

мм;

мм;

мм;

мм.

По ГОСТ 7951-80 «Калибры для контроля шлицевых прямобочных соединений» определяем допуски и величины на исполнительные размеры шлицевого калибра-пробки:

мм, мм, Y_b=0,018мм,

мм, мм, Y_D=0,015мм.

Тогда исполнительные размеры шлицевого калибра-пробки (мм):

Наружный диаметр:

;

Рис. 5. Поле допуска диаметра калибра - пробки

Внутренний нецентрирующий диаметр:

;

Толщина зуба:

;

=

Рис. 6. Поле допуска размера калибра - пробки

Рис. 7. Нецентрирующий диаметр

2. Расчет исполнительных размеров комплексного калибра - кольца для контроля шлицевого вала

2.1 По ГОСТ 25347-82 найдем предельные отклонения параметров шлицевого вала (в мм):

;

Найдем предельные размеры шлицевого вала (мм):

мм;

мм

мм.

мм

По ГОСТ 7951-80 «Калибры для контроля шлицевых прямобочных соединений» определяем допуски и величины на исполнительные размеры шлицевого калибра-кольца:

мм, мм, Y_1b=0,018мм,

мм, мм, Y_1D=0,015мм.

Тогда исполнительные размеры шлицевого калибра-пробки (мм):

Наружный диаметр:

мм;

мм

мм

мм

Внутренний диаметр:

мм;

Рис. 7. Поле допуска диаметра калибра - кольца

Толщина зуба:

мм;

мм;

мм;

мм.



Рис.8. Поле допуска диаметра калибра - кольца

Рис. 9. Нецентрирующий диаметр

Для шлицевых прямобочных соединений предусмотрено три вида центрирования: по наружному диаметру D, по внутреннему диаметру d и по боковым поверхностям зубьев b.

Для контроля размеров шлицевой втулки и шлицевого вала применяют калибры. Шлицевой калибр-пробка с помощью направляющих вводится в отверстие контролируемой шлицевой втулки. Втулка годна, если калибр-пробка входит в отверстие шлицевой втулки.

Шлицевой калибр-кольцо имеет гладкую направляющую и шлицевую части (лист 2). Калибр-кольцо на контролируемый вал надевают гладкой направляющей частью. Вал годен, если кольцо проходит по шлицевому валу.

Схемы расположения полей допусков для шлицевых комплексных проходных калибров-пробок и калибров-колец показаны на листе 2.

Запишем отклонения поля допуска калибра-пробки, калибра - кольца в таблицу 12.

Таблица 12

H7	ESD =+0,03	h7	esD=0
	EID =0		eiD=-0,03
F8	ESb =+0,035	f7	esb=-0,013
	EIb =+0,013		eiD=-0,028

2.2 Выбрать методы и средства контроля дефектов в деталях типа «корпус» и типа «вал»

Материал детали типа «корпус» - чугун СЧ. Виды дефектов: трещины водородные, волосовины.

Типа «вал» сталь Ст, виды дефектов: флокены.

Таблица 13

Тип детали	Вид дефекта	Методы неразрушающего контроля
Корпус	волосовины	Магнитный (5)
		Вихретоковый(3)
	трещины водородные	Магнитный(5)
		Вихретоковый (5)
		Капиллярный (5)
		Тепловой(5)
		Акустический (5)
		Радиоволновой (5)
Вал	флокены	Тепловой (4)
		Радиоволновой (4)

Рассмотрим Акустический и Радиоволновой методы неразрушающего контроля.

2.3 Функциональные (структурные) схемы приборов НК

2.3.1 Акустический метод НК

Акустический НК- это вид НК, основанный на регистрации параметров упругих волн, возбуждаемых или возникающих в контролируемом объекте.

Классификация методов контроля

Известно много акустических методов неразрушающего контроля, некоторые из которых применяются в нескольких вариантах. Классификация акустических методов показана на рис. 10. Их делят на две большие группы - активные и пассивные методы.

Активные методы основаны на излучении и приеме упругих волн, пассивные - только на приеме волн, источником которых служит сам контролируемый объект.

Рис.10 Классификация акустических методов контроля

Исторически методы прохождения применяли только для обнаружения несплошностей, меняющих параметры сквозного сигнала вследствие образования за дефектом акустической тени. Поэтому их называли «теневыми». Однако затем эти методы начали использовать для контроля прочности, пористости, структуры и других параметров материала, не связанных с наличием тени. Поэтому теневой метод - частный случай метода прохождения.

Рис. 11 Методы прохождения: а - теневой; б - временно-теневой; в - велосиметрический; 1-генератор; 2 - излучатель; 3- объект контроля; 4- приемник; 5- усилитель; 6 - измеритель амплитуды; 7- измеритель времени пробега; 8 измеритель фазы

К методам прохождения относят:

амплитудный теневой метод, основанный на регистрации уменьшения амплитуды волны, прошедшей через контролируемый объект, вследствие наличия в нем дефекта (рис. 11, а);

временной теневой метод, базирующийся на регистрации запаздывания импульса, вызванного увеличением его пути в изделии при огибании дефекта (рис. 11,6); тип волны при этом не меняется;

* Велосиметрический метод, основанный на регистрации изменения скорости распространения дисперсионных мод упругих волн в зоне дефекта и применяемый при одностороннем и двустороннем доступе к контролируемому объекту (рис. 11, в). В этом методе обычно используют преобразователи с сухим точечным контактом. Дефекты отмечаются по изменению фазы или увеличению времени прохождения (только в импульсном варианте) по контролируемому изделию.

В методах отражения используют как один, так и два преобразователя; применяют импульсное излучение. К этой подгруппе относят следующие методы дефектоскопии.

Рис. 12 Методы отражения.a - эхо; б - эхо-зеркальный; в - дельта-метод; г - дифракционно-временной; д - реверберационный; 1 - генератор; 2 - излучатель; 3 - объект контроля; 4 - приемник; 5 - усилитель; 6 - синхронизатор; 7 - индикатор.

Эхо-метод (рис. 12, а) основан на регистрации эхо-сигналов от дефекта. На экране индикатора обычно наблюдают посланный (зондирующий) импульс /, импульс ///, отраженный от противоположной поверхности (дна) изделия (донный сигнал) и эхо-сигнал от дефекта //. Время прихода импульсов // и /// пропорционально глубине залегания дефекта и толщине изделия. При совмещенной схеме контроля (рис. 12, а) один и тот же преобразователь выполняет функции излучателя и приемника. Если эти функции выполняют разные преобразователи, то схему называют раздельной.

Эхо-зеркальный метод основан на анализе сигналов, испытавших зеркальное отражение от донной поверхности изделия и дефекта, т.е. прошедших путь ABCD (рис. 12, б). Вариант этого метода, рассчитанный на выявление вертикальных дефектов в плоскости EF, называют методом тандем. Для его реализации при перемещении преобразователей А и D поддерживают постоянным значение 1_А + l_D = 2Н tga ; для получения зеркального отражения от невертикальных дефектов значение l_A + l_D варьируют.

Один из вариантов метода, называемый «косой тандем», предусматривает расположение излучателя и приемника не в одной плоскости (рис. 12, б, вид в плане внизу), а в разных плоскостях, но таким образом, чтобы принимать зеркальное отражение от дефекта.

Конструкции преобразователей

Пьезоэлектрический преобразователь (ПЭП) - устройство, предназначенное для преобразования электрической (акустической) энергии в акустическую (электрическую). Принцип работы преобразователя основан на использовании пьезоэлектрического эффекта.

Наиболее широкое применение в ультразвуковой дефектоскопии получили контактные преобразователи. Конструкции основных типов преобразователей приведены на рис. 13. Пьезопластина 1 в контактном прямом совмещенном пьезопреобразователе (рис. 13, а) приклеена или прижата с одной стороны к демпферу 2, с другой - к протектору 3.

Рис.13. Конструкции пьезопреобразователей:

а - прямого; б - наклонного; в - раздельно-совмещенного

Пьезопластину, демпфер и протектор, склеенные между собой, называют вибратором. Вибратор размещен в корпусе 6. С помощью выводов 7 пьезопластину соединяют с электронным блоком дефектоскопа. Контактная жидкость (смазочный материал) 4 обеспечивает передачу упругих колебаний ультразвуковой частоты преобразователя к контролируемому изделию 5 и наоборот.

Прямые преобразователи предназначены для возбуждения продольных волн. В контактных наклонных совмещенных преобразователях (рис. 13, б) для ввода ультразвуковых колебаний под углом к поверхности контролируемого изделия применяют призму 8. Эти преобразователи предназначены для возбуждения в основном сдвиговых (поперечных) и поверхностных волн, а также продольных волн, наклонных к поверхности контролируемого объекта.

Вибратор контактных раздельно-совмещенных преобразователей (рис. 13, в) состоит из двух призм 8 с приклеенными к ним пьезопластинами /, которые разделены электроакустическим экраном 9. Он служит для предотвращения прямой передачи сигналов от излучающей пьезопластины, подключенной к генератору, к приемной пьезопластине, подключенной к усилителю электронного блока дефектоскопа.

Пьезопластина обычно имеет толщину, равную половине длины волны ультразвука в пьезоматериале на рабочей частоте.

Противоположные поверхности пьезопластины покрыты металлическими (обычно серебряными) электродами для приложения электрического поля. Во избежание пробоя область по краям пластины не металлизируют. Формой электродов определяются работающие участки пьезопластины. На высоких частотах (20 ... 30 МГц) присоединенная масса электродов смещает резонансную частоту пьезопластины в область более низких частот.

Демпфер служит для ослабления свободных колебаний пьезопластины, управления добротностью преобразователя и защиты пьезопластины от механических повреждений. Материал и форма демпфера должны обеспечивать достаточное затухание и отвод колебаний, излученных пьезопластиной в материал демпфера без возвращения их к пластине. Ослабление колебаний пьезопластины тем сильнее, чем лучше согласованы характеристические импедансы материалов пьезопластины и демпфера.

Демпферы обычно изготавливают из искусственных смол (эпоксидных) с добавками порошковых наполнителей с высокой насыпной плотностью, необходимой для получения требуемого характеристического импеданса. Для уменьшения многократных отражений демпфер выполняют в виде конуса, либо тыльную поверхность демпфера выполняют непараллельной пьезопластине. либо в материал демпфера вводят рассеиватели.

Протектор служит для защиты пьезопластнны от механических повреждений и воздействия иммерсионной или контактной жидкости, согласования материала пьезопластины с материалом контролируемого изделия или средой, улучшения акустического контакта при контроле контактным способом. Материал протектора должен обладать высокой износостойкостью и высокой скоростью звука, которая определяет необходимую толщину. Последняя обычно выбирается равной 0.1…0,5 мм. Для изготовления протекторов применяют кварц, сапфир, бериллий, сталь, твердые сплавы, керамику, а также материалы на основе эпоксидных смол с порошковыми наполнителями (кварцевый песок, корундовый порошок) и т.п.

Для обеспечения стабильности акустического контакта протектор делают из эластичного материала с большим затуханием ультразвука и волновым сопротивлением, близким к сопротивлению контактной жидкости, например из пленки полиуретана. Такой протектор облегает неровности поверхности изделия и способствует устранению интерференции в слое контактной жидкости, т.е. основной причины нестабильности контакта.

Для улучшения передачи ультразвука от пьезопластины в иммерсионную жидкость используют четвертьволновые протекторы, обеспечивающие просветление границы пьезопластина - жидкость.

Призму изготовляют обычно из материала с небольшой скоростью звука (оргстекло, капролон, поликарбонат, полиамидоимид, деклон, эпоксидные компаунды), что позволяет при относительно небольших углах падения получать углы преломления до 90°. Высокое затухание ультразвука в призме обеспечивает ослабление не вошедшей в изделие волны, которое увеличивается в результате многократных отражений. Для улучшения этого эффекта в призме часто предусматривается ловушка, удлиняющая путь отраженных колебаний. На пути этих колебаний располагают зоны небольших отверстий, грани призмы выполняют ребристыми или приклеивают к ним материалы с приблизительно одинаковым характеристическим импедансом, но со значительно большим затуханием. вал корпус деталь устройство

Для того чтобы в изделие проходили волны только одного типа, угол падения (наклона призмы) делают либо небольшим (при этом поперечные волны практически не возбуждаются), либо в интервале между первым и вторым критическим углами. В этом случае при переходе из призмы в изделие излучаемые пьезопластиной продольные волны трансформируются в поперечные.

В раздельно-совмещенных преобразователях призма должна удовлетворять дополнительным требованиям. Например, в толщинометрии важно, чтобы время прохождения колебаний сквозь призму не зависело от температуры, поэтому в этом случае призму изготовляют, например, из плавленого кварца, имеющего малые температурные коэффициенты линейного расширения и изменения скорости ультразвука.

Корпус служит для обеспечения прочности конструкции, а также для экранирования от электромагнитных помех, поэтому корпус из пластмассы металлизируют.

Электрические контакты выполняют пайкой легкоплавкими припоями, особенно на пьезокерамических пластинах, во избежание их располяризации. Для соединения преобразователя с электронным блоком дефектоскопа применяют максимально гибкий кабель (микрофонный или коаксиальный). Часто для согласования с электронным блоком дефектоскопа внутри корпуса преобразователя размещают трансформатор, катушку индуктивности, резистор, а иногда и предварительный усилитель.

Ультразвуковой эхо-метод

Ультразвуковой эхо-дефектоскоп.

Ультразвуковой эхо-дефектоскоп предназначен для обнаружения несплошностей и неоднородностей в изделии, определения их координат и размеров и характера путем излучения импульсов ультразвуковых колебаний, приема и регистрации отраженных от неоднородностей эхо-сигналов.

Рис. 14 Структурная схема эхо-дефектоскопа.

Преобразователь 2 служит для преобразования электрических колебаний в ультразвуковые, излучения УЗ-полей в изделие, приема эхо-сигналов от отражающих поверхностей в изделии 1.

Синхронизатор 3 обеспечивает синхронную работу узлов дефектоскопа, запуская генератор 4 импульсов возбуждения преобразователя, глубиномер 12, а также генератор развертки 10. Роль синхронизатора иногда выполняет генератор зондирующих импульсов.

Генератор 4 импульсов возбуждения преобразователя вырабатывает высокочастотные электрические импульсы, возбуждающие преобразователь. Обычно генерируются ударные экспоненциально затухающие импульсы, хотя энергетически более рациональной их формой является колоколообразная. В некоторых приборах регулируются амплитуда и длительность генерируемых импульсов.

Приемно-усилительный тракт состоит из усилителя высокой частоты (УВЧ) 6, детектора 7 и видеоусилителя 5. УВЧ выполняется апериодическим (широкополосным) или резонансным. Коэффициент усиления УВЧ во времени регулируется напряжением, подаваемым с блока 9 временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ). На входе (или вблизи входа) усилителя включают калибровочный аттенюатор 5 для относительного измерения амплитуд эхо-сигналов.

Детектор или видео усилитель обычно снабжают регулируемой отсечкой шумов, исключающей прохождение на выход дефектоскопа сигналов небольшой амплитуды (в том числе шумов). Во многих приборах детектор можно отключать, чтобы на экране 14 наблюдать истинную форму принимаемых импульсов.

Блок временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ) уменьшает коэффициент усиления усилителя в момент излучения кодирующего импульса, а затем восстанавливает его по определенному закону, обеспечивающему компенсацию уменьшения амплитуд с увеличением глубины залегания дефекта. Его также называют блоком временной регулировки чувствительности (ВРЧ). Но многих приборах система ВАРУ приближенно обеспечивает постоянство предельной чувствительности по глубине.

Генератор развертки 10 предназначен для формирования напряжения развертки луча на экране 14, получения импульсов подсвета и селектирующих импульсов (длительность развертки и селектирующего импульса выбирают с учетом толщины контролируемого слоя).

Рис. 15 Развертка дефектоскопа

Горизонтальная развертка типа А (рис. 15, а) синхронизирована с перемещением импульса в изделии. Отклонение луча в вертикальном направлении пропорционально амплитуде принятого эхо-сигнала. Сигнал 1 соответствует зондирующему импульсу, сигнал 2 -- донному сигналу; между ними располагается эхо-сигнал 3 от дефекта.

Если часть пути ультразвука проходит по неконтролируемой среде, например иммерсионной жидкости, то начало развертки задерживается на постоянный интервал времени или она запускается начальным сигналом 4,отраженным от поверхности изделия (рис. 15, б). Задержанная развертка применяется также для увеличения масштаба изображения некоторого участка экрана ЭЛТ («лупа времени»). Штриховыми линиями изображены сигналы, которые при правильной настройке не видимы на экране ЭЛТ. К ним относится, например, импульс 5, соответствующий двукратному прохождению УЗК в иммерсионной жидкости.

Развертка типа В (рис. 15, в) представляет собой сечение контролируемого изделия. Отклонение луча по вертикали пропорционально времени пробега импульса в изделии, отклонение по горизонтали -- перемещению искателя по поверхности изделия. Принятые начальный 4 и донный 2 импульсы и эхо-сигнал 3 от дефекта управляют подсветкой луча ЭЛТ. Развертка может быть получена только на ЭЛТ с послесвечением или на самописце.

Развертка типа С (рис. 15, г) представляет план участка изделия. Вертикальное и горизонтальное отклонения луча соответствуют перемещению искателя в двух направлениях по поверхности изделия. Эхо-сигналы 3 от дефектов управляют подсветкой луча ЭЛТ. Развертка может быть получена на ЭЛТ с длительным послесвечением.

В ряде случаев функции генератора развертки и глубиномера совмещаются. Задержанная развертка применяется также для увеличения масштаба изображения некоторого участка экрана («лупа времени»).

Глубиномер 12 служит для определения координат отражателей (дефектов) путем измерения времени пробега импульса до отражателя и обратно. Он выполнен в виде шкалы на экране или устройства, генерирующего вспомогательный импульс, перемещаемый по линии развертки при повороте калиброванной шкалы, либо серию вспомогательных импульсов, разделенных заданными интервалами. Индикатором служит электроннолучевая трубка.

Автоматический сигнализатор дефектов 13 предназначен для подачи звукового или светового сигнала при одновременном поступлении на каскад совпадений селектирующего сигнала и видеосигналов, что освобождает оператора от необходимости одновременного наблюдения за экраном дефектоскопа и перемещаемым преобразователем.

Дефектоскопы разделяют на два типа: общего назначения и специализированные. Дефектоскопы общего назначения - это дефектоскопы, на которые в стандартах и технических условиях не установлен конкретный объект контроля, специализированные дефектоскопы - дефектоскопы, на которые в стандартах и технических условиях установлен тип контролируемого изделия.

2.3.2 Радиоволновой метод НК

Радиоволновой НК - вид НК, основанный на регистрации изменений параметров электромагнитных волн радиодиапазона, взаимодействующих с контролируемым объектом.

На практике наибольшее распространение получили сверхвысокочастотные методы (СВЧ), которые имеют диапазон длин волн от 1 до 100 мм.

Взаимодействие радиоволн может носить характер взаимодействия только падающей волны (поглощение, отражение, преломление) или взаимодействие падающей и отраженной волн (интерференционные процессы).

Использование радиоволн перспективно по двум причинам:

1) расширение области применения для диэлектрических, полупроводниковых и композитных материалов;

2) возможность использования особенностей СВЧ-радиоволн:

ь диапазон СВЧ-волн позволяет получить большой интервал мощностей генерируемых волн, что позволяет контролировать как очень тонкие, так и очень мощные объекты;

ь СВЧ-волны получаются в виде когерентных гармонических электромагнитных колебаний, что позволяет обеспечить высокую чувствительность и точность контроля;

ь с помощью СВЧ-волн можно осуществлять бесконтактный контроль;

ь СВЧ-волны могут быть остро сфокусированы, что обеспечивает локальность контроля;

ь информация о контролируемом объекте содержится в большом числе параметров СВЧ-сигнала;

ь СВЧ-волны обеспечивают малую инерционность контроля, что позволяет контролировать быстропротекающие процессы;

ь аппаратура выполняется достаточно компактной и удобной в эксплуатации.

Классификация методов и средств радиоволнового НК

Й. По первичному информационному параметру различают следующие методы данного вида контроля:

1) амплитудный;

2) фазовый;

3) амплитудно-фазовый;

4) частотно-фазовый;

5) поляризационный;

6) геометрический;

7) временной.

Амплитудный, фазовый, амплитудно-фазовый, частотно-фазовый и поляризационный методы основаны на регистрации одного или двух параметров волн.

Геометрический метод основан на регистрации пространственного положения максимальной интенсивности радиоволнового пучка, прошедшего через объект или отраженного от его противоположной поверхности.

Временной метод основан на регистрации времени прохождения волны через объект.

ЙЙ. В зависимости от источника излучения методы разделяют на:

ь активные;

ь пассивные.

ЙЙЙ. По расположению датчиков относительно объектов контроля различают 3 основных варианта:

1) одностороннее расположение;

2) двухстороннее расположение;

3) под прямым углом оптических осей друг к другу.

Средства дефектоскопии

С помощью радиоволновой дефектоскопии обнаруживаются следующие виды дефектов:

? нарушения сплошности (трещины, расслоения, непроклеи, воздушные включения);

? инородные включения (металлические и диэлектрические с отличными от основного материала диэлектрическими свойствами);

? структурные неоднородности (изменение плотности или пористости).

Неоднородность любого типа дефекта вызывает деформацию поля волн, прошедших через материал или отраженных от него.

Структурные дефекты обнаруживают, используя явления рассеивания, дифракции и интерференции.

Чувствительность дефектоскопа определяется длиной волны (чем меньше длина волны, тем меньший дефект он обнаруживает).

Методы и средства дефектоскопии при контроле на отражение

На рис.15 представлены схемы типичных амплитудно-фазовых дефектоскопов (лист 3).

Рис.15. Структурные схемы амплитудно-фазовых приборов, работающих на «отражение». а - одноантенный вариант; б - двухантенный вариант; 1 - блок питания; 2 - источник энергии СВЧ; 3 - развязывающий элемент; 4 - узел разделения излучаемого и принимаемого сигналов (двойной волноводный тройник, направленный осветитель, щелевой мост и т.п.); 5 - излучающая (приемная) антенна; 6 - детектор; 7 - индикаторный прибор; 8 - объект контроля.

Схема дефектоскопа на рис.15а использует двойной волноводный тройник в качестве СВЧ-моста. Генератор СВЧ и детекторную секцию можно применять местами без ущерба работоспособности схемы. Если симметричные плечи тройника имеют одинаковую нагрузку, то отраженные СВЧ-волны не проходят в выходное плечо тройника, мост согласован, а сигнал на выходе детекторной секции равен 0. Баланс моста, как правило, устанавливают изменением положений перестраиваемых элементов опорного плеча при постоянных значениях рабочего зазора и толщины объекта на эталонном изделии или на бездефектном его участке. Обычно тройник выполняют с высоким уровнем развязки плеч Е и Н, что и определяет высокую чувствительность дефектоскопа, построенного по данному принципу.

На рис.15б приведен упрощенный вариант схемы амплитудно-фазового дефектоскопа с двумя антеннами, расположенными рядом, одна из которых передающая, другая - приемная. Опорным сигналом здесь служит сигнал связи между антеннами, который может регулироваться путем изменения их относительного положения.

Из-за воздействия большого фонового сигнала, являющего следствием отражения волн от бездефектного участка изделия, чувствительность схемы к дефектам ниже, чем в схемах а, б (рис.15). Этот сигнал можно уменьшить поворотом приемной антенны вокруг её оптической оси на 90?. Схема в этом случае будет максимально чувствительна только к таким неоднородностям и дефектам, при отражении от которых происходит максимальный (до 90?) поворот плоскости поляризации волн. [7; 8]

Заключение

При выполнении курсового проекта были выбраны методы и средства для измерения внутренних и линейных размеров деталей типа «Корпус» и «Вал».

Для выбранных СИ были разработаны принципиальные схемы средств измерений (таких как: измерительная машина, индикатор часового типа, нутромер с ценой деления 0,001мм), принцип их функционирования и процесс измерения. Для контроля радиального биения была разработана схема измерительного устройства. Для контроля шлицевого соединения с прямобочным профилем были рассчитаны исполнительные размеры, построены поля допусков. Для контроля дефектов деталей были выбраны методы и средства неразрушающего контроля: радиоволновой - для контроля трещин на корпусе и акустический - для контроля трещин сварных на валу; разработаны функциональные схемы приборов НК.

Список литературы

1) ГОСТ 8.051-81 «Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм».

2) РД 50-98-86 «Выбор универсальных средств измерений линейных размеров до 500 мм».

3) Анухин В.И. «Допуски и посадки. Выбор и расчет. Указание на чертежах»,2001.

4) Берков В. И. «Технические измерения»,1983.

5) Белкин И.М. « Средства линейно-угловых измерений». Справочник. М.: Машиностроение, 1987. 368 с.

6) ГОСТ 25347-82 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки».

7) ГОСТ 7951-80 «Калибры для контроля шлицевых прямобочных соединений. Допуски».

8) ГОСТ 2.308-79 «ЕСКД. Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей».

9) ГОСТ 24642-81 «Допуски формы и расположения поверхностей».

10) ГОСТ 23829-85 «Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения».

11) ГОСТ 23480-79 «Контроль неразрушающий. Методы радиоволнового вида. Общие требования».

12) Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник. Под ред. Клюева В.В. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Машиностроение, 2003. 656 с., ил.

13) Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2 кн. Под. ред. Клюева В.В. Кн. 2 М.: Машиностроение, 1976. 327 с.

Размещено на Allbest.ru