В. И. Карагодин Н.Н. Митрохин 9 страница

магнитного статического преобразователя: индикация^ может оыть

1,3- втулки; 2 - корпус; 4 - пружина; 5 - стрелочной, световой,

крышка; 6— кабель; 7— ферритовый стер- звуковой, цифровой

жень; 8 - обмотка; 9 - трещина; 10 - конт- ИЛИ на электронно-лу-

ролируемая деталь чевой трубке.

На формирование электромагнитного поля влияют следующие факторы: размер, расположение и характер дефекта; электропро­водность и магнитная проницаемость материала; структура мате­риала; частота и сила тока в преобразователе; расстояние и взаим­ное расположение катушки и контролируемой детали и т. д.

Преимущества метода: высокая разрешающая способность при обнаружении поверхностных дефектов (особенно усталостных тре­щин); портативность и автономность аппаратуры; простота конст­рукции преобразователей; высокая производительность и просто­та методики контроля; возможность неконтактных измерений че­рез слой краски; возможность автоматизации контроля.

По назначению электромагнитные преобразователи бывают про­ходные, накладные, комбинированные (рис. 6.7).

шшшшй

в

а

ШШЯШШ. б

1 2 vfizzzzzizzzzzzzza

3 Л//////////////////Л

У/////////////////Л
	ГПпн|"	Кшшп
	ними -	- ШИПИ
		рдш
У//////////////////,

1 2

F

В

ш

	я
............. ь.

Л/Л

t/Fv

Рис. 6.7. Электромагнитные преобразователи: — накладные (/ — магнитно-электрический стержень; 2 — обмотка; 3 — контролируемая деталь); д—и — проходные (/ — объект контроля; 2 — катушка

и

возбуждения; 3 — измерительная катушка)

При контроле деталей сложной формы применяют дефектоскопы со сменными преобразователями разной конструкции. При выборе преобразователя из числа входящих в комплект дефектоскопа не­обходимо учитывать форму контролируемой поверхности, разме­ры зоны контроля, радиус кривизны, доступность и т.д. Для кон­троля различных зон следует выбирать определенный преобразо­ватель (рис. 6.8). Наиболее типичные зоны контроля: галтели, плос­кие поверхности, участки поверхности двойной кривизны, ребра жесткости, пазы, участки вокруг отверстий, цилиндрические по­верхности (отверстия, валы, оси), угловые соединения, резьбо­вые соединения и др.

Диаметр накладного преобразователя должен соответствовать требуемой чувствительности. Для накладных преобразователей ми­нимальная длина трещины, которую можно зарегистрировать де­фектоскопом, равна половине диаметра преобразователя. Для об­наружения дефектов длиной менее диаметра преобразователя пос­ледний необходимо перемещать в направлении дефекта с шагом, равным половине диаметра. Для выявления дефектов длиной боль­ше диаметра преобразователя последний лучше перемещать пер­пендикулярно направлению дефекта.

Скорость перемещения не должна превышать 20 мм/с. В процес­се перемещения накладной преобразователь располагают по нор­мали к поверхности. Зазор между преобразователем и поверхнос­тью детали должен быть постоянным.

В настоящее время широко применяют дефектоскопы ИПП- 1М, ТНМ-1М, ИДП-1, ВД-ЗОП, АСК-12, ЭЗТМ, ДКВ-21НД и ВД-22Н.

Ультразвуковой метод контроля использует законы распростране­ния, преломления и отражения упругих волн частотой 0,524 МГц. При наличии дефектов в металле поле упругой волны изменяет в окрестностях дефекта свою структуру. Этот метод контроля позволя­ет выявить мелкие дефекты до 1 мм. Существуют несколько методов ультразвуковой дефектоскопии. Наибольшее распространение по­лучили теневой и импульсный методы. Для возбуждения упругих ко­лебаний в различных материалах наибольшее распространение полу­чили пьезоэлектрические преобразователи, которые представляют собой пластину из монокристалла кварца или из пьезокерамических материалов, на поверхность которых наносят тонкие слои серебра.

При теневом методе ультразвуковые колебания (УЗК) вводятся в деталь с одной стороны, а принимаются с другой (рис. 6.9). От генератора 6 электрические импульсы ультразвуковой частоты по­ступают к пьезоэлектрическому излучателю 5, преобразующему их в ультразвуковые колебания. Импульсы проходят через деталь 4. Ес­ли деталь не имеет дефекта, то УЗК достигнут пьезоприемника 3. УЗК преобразовываются в электрические импульсы и усиливаются в усилителе 2, после чего они попадают в индикатор 7, стрелка которого отклонится (рис. 6.9, а).

а

1 2

Рис. 6.8. Расположение преобразователей при электромаг­нитном контроле деталей сложной формы: а — без насадок; б — с насадками; 1 — контролируемая деталь;

2 — преобразователь; 3 — насадка

Если на пути УЗК встретится дефект 7 (рис. 6.9, б), то послан­ные излучателем УЗК отразятся от дефекта и не попадут на при­емник, поскольку он находится в звуковой тени. Стрелка индика-

©-

б

Рис. 6.9. Схема ультразвукового контроля деталей теневым методом: а — без дефекта; б — с дефектом; 1 — индикатор; 2 — усилитель; 3 — пьезоприемник; 4 — деталь; 5 — излучатель; 6 — генератор; 7 — дефект

тора 1 не будет отклоняться от нулевого положения. Этот метод используют при контроле деталей небольшой толщины. Недоста­ток метода — это необходимость двухстороннего доступа к конт­ролируемой детали.

Импульсный метод контроля основан на явлении отражения УЗК от границы раздела веществ. Высокочастотный генератор им­пульсного дефектоскопа (рис. 6.10) вырабатывает импульсы опре­деленной длины, которые направляются преобразователем в кон­тролируемую деталь. После отражения импульс возвращается к преобразователю, который в это время переключается на прием, оттуда отраженный импульс через усилитель поступает на экран электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).

Работой высокочастотного генератора управляет синхронизатор, который формирует частоту следования импульсов. Кроме того, син­хронизатор запускает блок развертки. Частота следования высоко­частотных импульсов устанавливается с таким расчетом, чтобы в за­висимости от размеров детали отраженный импульс приходил к пре­образователю раньше посылки следующего импульса. Длительность импульса должна составлять не менее одного периода колебаний.

При отсутствии дефекта в детали на экране ЭЛТ будет два им­пульса (зондирующий и донный), расстояние между которыми соответствует толщине детали. Если внутри детали имеется дефект, то между зондирующим и донным импульсами появится импульс, отраженный от дефекта (см. рис. 6.10). Расстояние между зондиру­ющим импульсом и отраженным от дефекта определяет глубину расположения дефекта. Чем больше дефект, тем больше акусти­ческой энергии от него отразится, тем больше будет амплитуда импульса, отраженного от дефекта. По этой амплитуде можно опре­делить относительный размер дефекта.

a

Достоинства метода: односторонний доступ к детали; возмож­ность определения размеров и расположения дефекта по глубине; высокая чувствительность. Недостаток метода — это наличие «мер­
твой» зоны, которая представляет собой неконтролируемый по­верхностный слой, из-за которого на экране ЭЛТ отраженный от дефекта импульс совпадает с зондирующим импульсом.

Для ультразвукового контроля используют дефектоскопы УДМ-З, УДЦ-100, УДЦ-105М, ДУК-66, УЗД-НИИМ-5, УЗД-7Н, УД-10П, УД-11ПУ и др.

Капиллярные методы контроля основаны на проникновении жидкостей в скрытые области невидимых поверхностных наруше­ний сплошности и обнаружении дефектов путем образования ин­дикаторных оптически контрастных рисунков, копирующих рас­положение и форму дефектов.

Обнаружение невидимой трещины (рис. 6.11) с шириной рас­крытия А происходит путем проявления и увеличения индикаторно­го следа от дефекта до размера А и создания высокого оптического контраста между поверхностью детали и индикаторным рисунком.

Метод обеспечивает обнаружение поверхностных трещин рас­крытием 0,001 мм, глубиной 0,01 мм и длиной более 0,1 мм.

I II III

Рис. 6.10. Структурная схема импульсного ультрозвукового дефектоскопа: 1 — контролируемая деталь; 2 — дефект; 3 — преобразователь; 4 — усилитель; 5 — генератор; 6 — синхронизатор; 7 — блок развертки; / — III — импульсы соответственно зондирующий, от дефекта, донный; В — относительный размер дефекта; h — толщина детали; а — глубина расположения дефекта

Рис. 6.11. Схема выявления дефектов капилярным

методом:

1 — контролируемая деталь; 2 — проявляющее вещество; 3 — след пенетранта; 4 — трещина с остатками пенетранта; I — III— соответственно источник ультрафиолетового излуче­ния, источник света при цветном контроле, глаз наблюдателя

Капиллярные методы предназначены для обнаружения поверх­ностных и сквозных трещин в магнитных и немагнитных материа­лах. Достоинства методов: высокая чувствительность и разрешаю­щая способность; наглядность результатов контроля и возможность определения направления, протяженности и размеров дефекта; возможность контроля изделий из любых материалов; высокая сте­пень обнаружения дефектов. Недостатки методов: высокая трудо­емкость; большая длительность процесса (0,5... 1,5 ч на одно изме­рение); громоздкость применяемого оборудования.

По характеру следов проникающих жидкостей и особенностям их обнаружения различают следующие методы капиллярной де­фектоскопии: яркостный (ахроматический), цветной (хроматичес­кий), люминесцентный, люминесцентно-цветной.

К яркостным методам капиллярной дефектоскопии можно от­нести простейшие методы керосиновой или керосино-масляной пробы, где в качестве пенетранта используют керосин, жидкие масла или их смесь, а в качестве проявителя применяют мел в виде порошка или суспензии. Пенетрант, попадая в слои мела, вызывает его потемнение, которое легко обнаруживается визуаль­но при дневном свете.

При цветной дефектоскопии в результате проявления проника­ющей жидкости над дефектом появляется красный индикаторный след, который четко обнаруживается на светлом фоне проявителя.

При люминесцентных методах с целью улучшения выявления следов пенетрата в его состав вводят вещества, люминесцирую- щие в ультрафиолетовом свете при облучении контролируемой поверхности.

Технология контроля включает следующие основные этапы: подготовку объекта к контролю; обработку контролируемой по­верхности дефектоскопическими материалами; проявление, дефек­тов; обнаружение, измерение дефектов и расшифровку результа­тов контроля; очистку объекта от материалов, применяемых при контроле.

Обработка контролируемых объектов дефектоскопическими материалами — это заполнение полостей дефектов индикаторным пенетрантом, удаление его избытка и нанесение проявителя. Из­быток индикаторного пенетранта удаляется протиркой салфетка­ми, промывкой очищающими составами при погружении и т. д.

Индикаторный пенетрант представляет собой люминесцентный или цветной состав, химически активный по отношению к про­явителю. Проявитель пенетранта представляет собой состав, пред­назначенный для извлечения пенетранта из полости дефекта и образования индикаторного следа для визуального восприятия де­фекта. Проявитель может быть в жидком, порошкообразном состо­янии или в виде пленки. Проявление следов дефектов представля­ет собой процесс образования рисунков от дефектов на контроли­руемой поверхности.

После расшифровки и анализа результатов контроля осуществ­ляется очистка контролируемых поверхностей с применением про­тирки, промывки, обдувки и т.д.

Для массового использования составлены специальные комп­лекты: для люминесцентного метода — ЛЮМ, ЛЮМ-А, ЛЮМ-Б, ЛЮМ-В, ДК-2 и ДК-5; для цветного метода — К-М, ДК-1, ДК-3, ДК-4, ДК-6 и ДК-7; для люминесцентно-цветного метода — Аэро- 12А. Эффективны для цветной и люминесцентной дефектоскопии материалы из аэрозольных баллонов, например, КД-40ЛЦ.

Для освещения контролируемых поверхностей и возбуждения люминесцентных пенетрантов применяют ртутно-кварцевые газа- зарядные лампы низкого и высокого накаливания и высокого дав­ления типов ПРК-2, ПРК-7, ДРШ-500-3, люминесцентные ртут­ные лампы типа ЛУФЧ-1, обычные источники освещения.

Для капиллярного контроля используются дефектоскопы (ДМК-4, У-ДМК-5, КД-31-Л, КД-32-Л, КД-40-ЛЦ, ЛДА-3) и установки для нанесения пенетрантов, проявления, очистки и освещения контро­лируемых поверхностей (КД-21Л, КД-20Л, ЦКД, УКЛ-1).

Контроль герметичности (контроль течеисканием) основан на регистрации или наблюдении проникновения пробных веществ — жидкостей или газов — через стенки конструкции. Его применяют Для обнаружения сквозных дефектов и осуществляют несколькими методами в зависимости от используемых при контроле пробных веществ и способов регистрации или наблюдения прохождения проб­ных веществ через течи в изделии.

Компрессионный метод контроля заключается в создании пере­пада давления воздуха или другого газа между внутренней и на­ружной поверхностями контролируемой конструкции и наблюде­нии прохождения газа через течи в изделии по образованию пу­зырьков или по падению давления в объеме контролируемой кон­струкции. Этот метод контроля выполняют:

способом обмыливания — в контролируемое изделие под давлением подают воздух. Наружную поверхность изделия по­крывают мыльной пеной, на которой при прохождении газа обра­зуются и в течение длительного времени сохраняются пузырьки газа, которые свидетельствует о наличии трещины;

способом погружения изделия в воду, что позволяет определить негерметичность детали по выделению пузырьков газа в месте расположения течи;

манометрическим способом, при котором после дос­тижения в контролируемой детали заданного давления пробного газа подачу газа отключают и давление контролируют манометром. При наличии в детали трещины давление падает. Манометричес­кий способ контроля часто совмещают со способом обмыливания;

гидравлический метод контроля основан на создании давления пробной жидкости в объеме контролируемой детали. Выявление трещин осуществляют:

гидравлическим способом, при котором в качестве пробного вещества используют воду. Избыточное давление воды создают подачей воды под давлением в контролируемый объем. Появление воды в местах расположения течей наблюдают при внеш­нем осмотре детали;

люминесцентно-гидравлическим способом, ко­торый основан на использовании в качестве пробного вещества раствора солей флуоресцеина — вещества, водные растворы кото­рого светятся зеленым светом при облучении ультрафиолетовыми лучами. После опрессовки детали раствором солей флуоресцеина наружную поверхность изделия облучают ультрафиолетовыми лу­чами. При наличии в изделии значительных дефектов в местах по­явления раствора флуоресцеина на поверхности изделия наблюда­ют светящиеся зеленым светом точки и полоски;

способом фиксации дефектов с использованием ткани или фильтровальной бумаги. Его применяют при контроле участ­ков поверхности детали, недоступных для увлажнения и осмотра при ультрафиолетовом облучении.

Контроль отклонений размеров и формы рабочих поверхностей детали. Детали ремонтного фонда имеют износ рабочих поверхнос­тей и отклонения от установленной геометрической формы, кото­рые выявляют с помощью измерительных инструментов и прибо­ров с необходимой для каждого случая точностью.

Для проверки размеров деталей при дефектации служат калиб­ры и универсальный инструмент. Для контроля валов используют­ся предельные калибры-скобы (ГОСТ 2216-84, ГОСТ 18355-73, ГОСТ 18356-73), для контроля отверстий — калибры-пробки (ГОСТ 14810—69, ГОСТ 14815-69).

Универсальный инструмент включает штангенциркули (ГОСТ 166—80) — для измерения наружных и внутренних размеров дета­лей; штангензубомеры — для измерения толщины зубьев цилиндри­ческих зубчатых колес; штангенглубиномеры (ГОСТ 162—80) — для измерения глубины отверстий и высоты выемок; гладкие микромет­ры (ГОСТ 6507-78) — для измерения наружных размеров деталей; индикаторные нутромеры (ГОСТ 868-82, ГОСТ 9244-75) с ком­плектом сменных измерительных вставок — для измерения внутренних размеров; индикаторы часового типа (ГОСТ 577—68), которые кре­пятся или перемещаются в стойке или штативе (ГОСТ 10197—70) — для измерения линейных размеров и отклонения формы.

Отклонения от круглости измеряют кругломерами, от плоско­стности — с помощью плит и щупов или по положению отдель­ных точек, от прямолинейности в плоскости — с помощью пове­рочных линеек, уровней и оптико-механических приборов.

Контроль отклонений расположения поверхностей и осей детали. Для оценки точности положения поверхностей, как правило, за­дается база, которой может являться поверхность (плоскость), ее образующая или точка (вершина конуса, центр сферы), ось (ци­линдрическая или коническая поверхность, резьба).

За отклонение от параллельности плоскостей принимают раз­ность А наибольшего и наименьшего расстояния между прилегаю­щими плоскостями в пределах нормируемого участка.

Измерение отклонения от параллельности плоскостей на практи­ке осуществляют следующим образом. Деталь одной поверхностью (базовой) устанавливают на поверочную плиту. С помощью измери­тельной головки, закрепленной на стойке, определяют отклоне­ние (рис. 6.12, а). Измерения отклонений от параллельности плос­кости и оси отверстия или двух осей можно проводить с помощью специальных контрольных оправок. На рис. 6.12, б показана схема измерения отклонения от параллельности установочной поверхнос­ти детали и оси отверстия. Деталь устанавливают базовой поверхнос­тью на поверочную плиту. В отверстие детали вводят оправку и с помощью измерительной головки со стойкой определяют отклоне­ние от параллельности как разность двух отсчетов. При такой схе­ме измерения необходимо учитывать, что в технической документа­ции допустимое отклонение от параллельности задается для норми­рованной длины. Так, если на чертеже были заданы отклонения от параллельности на длине детали /, а измерения провели на другой Длине L, то необходимо привести измеренное на длине L откло­нение от параллельности A_L к нормированной длине измерений /, т. е. д = дjr(//Z), где Д — отклонение от параллельности на длине /.

Рис. 6.12. Типовые схемы контроля отклонений от параллельности: а — с помощью измерительной головки, закрепленной на стойке; б — с помо­щью специальных оправок

За отклонение от перпендикулярности принимают отклонение угла между плоскостями, осями или осью и плоскостью от прямо­го угла 90°, выраженное в линейных единицах А на длине норми­руемого участка от прилегающих поверхностей или линий.

Измерение отклонения от перпендикулярности плоскостей или торцовых поверхностей деталей относительно осей отверстий или валов (рис. 6.13, а). Приспособление центрируют в отверстии дета­ли, индикатор устанавливают на нуль. Затем его поворачивают вместе с приспособлением вокруг оси отверстия на 360°. При кон­троле отклонения от перпендикулярности оси вала к какой-либо плоскости приспособление выполняют в виде кольца. На кольце параллельно его оси крепят индикатор. Кольцо надевают на вал до упора и поворачивают на 360°.

а

Рис. 6.13. Типовые схемы контроля отклонений от перпендикулярности:

а — плоскостей; б — осей отверстий

Отклонение от перпендикулярности осей двух отверстий мож­но осуществить с помощью оправки и специального приспособле­ния мостикового типа (см. рис. 6.13, а). Приспособление с двумя индикаторами и оправкой устанавливают в одно из отверстий. Вто­рую оправку вставляют в другое отверстие. Индикаторы, размеща­емые на нормируемом расстоянии друг от друга, вводят в контакт с поверхностью второй оправки и устанавливают на нуль. Повора­чивают оправку с мостиком на 180°. Полуразность показаний двух индикаторов соответствует отклонению от перпендикулярности.

Радиальное и торцовое биения относятся к погрешностям рас­положения поверхностей.

За радиальное биение принимают разность А наибольшего и наи­меньшего расстояний от точек реальной поверхности до базовой оси вращения в сечении, перпендикулярном этой оси.

Радиальное биение поверхности может задаваться относитель­но оси вращения детали или относительно других поверхностей. В этом случае последние используют как базовые и деталь устанав­ливают не в центрах, а в призмы на эти поверхности (рис. 6.14, а). За биение измеряемой поверхности относительно установочных поверхностей принимают разность наибольшего и наименьшего показаний измерительного прибора за один оборот детали.

\

/

n

Ч

а

Радиальное биение измеряемой поверхности относительно дру­гой может быть оценено при установке детали в центрах. Исполь­зуют приспособление типа мостик, изображенное на рис. 6.14, Приспособление подводят к измеряемой детали до контакта упора

ч

/

/

б

э-

шшшшшшт

в

Рис. 6.14. Типовые схемы торцевого и радиального биения при установки де- тели в призму (а), в центр (б), в базовую поверхность

призмы (в)

с базовой поверхностью. Измерительный наконечник головки ка­сается измеряемой поверхности. За радиальное биение измеряе­мой поверхности относительно базовой принимают разность от­клонений за один оборот детали.

За торцовое биение принимается разность А наибольшего и наи­меньшего расстояний от точек торцовой поверхности до плоско­сти, перпендикулярной оси вращения.

На рис. 6.14, в изображена схема измерения торцового биения цилиндрической детали, которая установлена базовой поверхнос­тью в призму. Упор расположен на оси детали. Торцовое биение опре­деляют как разность предельных показаний измерительной головки.

На чертежах торцовое биение задается в габаритах детали для размера D— наибольшего диаметра проверяемой детали, а изме­ряют биение на диаметре d. Следовательно, получаемый результат измерений необходимо умножить на величину D/d.

За отклонение от соосности относительно оси базовой поверх­ности принимается наибольшее расстояние А между осью рассмат­риваемой поверхности вращения и осью базовой поверхности на длине нормируемого участка, определяемое измерением радиаль­ного биения проверяемой поверхности в заданном сечении и в крайних сечениях при вращении детали вокруг оси базовой повер­хности (рис. 6.15).

На рис. 6.15, а показано определение отклонений от соосности шеек вала с использованием двух измерительных приборов, а на рис. 6.15, б — двух отверстий, расточенных в корпусе, с помощью двух оправок и кольца с измерительной головкой.

Рис. 6.15. Типовые схемы контроля соосности: а — с использованием двух измерительных приборов; б — с использованием

двух оправок и кольца

а

Отклонением от симметричности относительно базового элемен­та называется наибольшее расстояние А между плоскостью сим­метрии (осью) рассматриваемого элемента (или элементов) и плос­костью симметрии базового элемента в пределах нормируемого участка.

Дата добавления: 2015-08-27