Автоматизированная установка магнитопорошкового контроля оси колесной пары - Физика и энергетика дипломная работа
![](/file/c17a668ccb7333e986a5a.jpg)
Главная
Физика и энергетика
Автоматизированная установка магнитопорошкового контроля оси колесной пары
Сущность метода магнитной дефектоскопии. Расчет составляющих напряженности поля. Разработка автоматизированной системы магнитопорошкового контроля оси колесной пары вагон. Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Омский государственный университет путей сообщения
Кафедра "Вагоны и вагонное хозяйство"
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ УСТАНОВКА МАГНИТОПОРОШКОВОГО КОНТРОЛЯ ОСИ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ
Пояснительная записка к дипломному проекту
ЗАДАНИЕ НА ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ СТУДЕНТА
1. Тема проекта: АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА МАГНИТОПОРОШКОВОГО КОНТРОЛЯ ОСИ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ. ПОДСИСТЕМА - КАТКОВАЯ СТАНЦИЯ
утверждена приказом по университету от 21.04.2011 г. № 256/C
2. Срок сдачи законченного проекта 15 июня 2011 года
- Объект контроля - ось РУ-1 свободная;
- Намагничивающее устройство - МД-12ПС с блоком управления;
- Способ магнитного индикатора - "мокрый" на базе "ДИАГМА 1200".
4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)
- Физические основы магнитного неразрушающего контроля;
- Анализ статистических данных затрат времени на магнитопорошковый контроль;
- Выбор намагничивающего устройства. Построение математической модели напряженности магнитного поля МД-12ПС;
- Автоматизированная система магнитопорошкового контроля оси колёсной пары;
- Технико - экономическое обоснование;
- Разработка мер по обеспечению безопасности труда в технологическом процессе магнитопорошкового контроля оси колесной пары;
- Результаты статистического анализа - 1 л;
- Результаты математического моделирования - 2 л;
- Структурная схема автоматизированной системы магнитопорошкового контроля оси колесной пары - 1 л;
- Схема устройства катковой станции;
- Конструкция устройства катковой станции.
6. Консультанты по проекту (с указанием относящихся к ним разделов проекта)
7. Дата выдачи задания " 15 " марта 2011 г.
Руководитель проекта ____________________
Задание принял к исполнению ________________
Наименование разделов дипломного проекта
Раздел безопасности и экологичности
Оформление пояснительной записки и чертежей
Утверждение пояснительной записки и чертежей
Студент-дипломник ___________________А.В.Роман
Руководитель проекта __________________Р. А. Ахмеджанов
Дипломный проект содержит 100 страниц, 45 рисунков, 12 таблиц, 13 источников, 2 приложений, 6 листов графического материала.
Ось колесной пары, магнитопорошковый вид неразрушающего контроля, седлообразный соленоид, автоматизированная установка магнитопорошкового контроля оси колёсной пары вагона, программируемый логический контроллер.
Объектом проектирования является автоматизированная установка магнитопорошкового контроля оси колесной пары вагона.
Цель работы - уменьшение времени контроля оси колесной пары и улучшение условий труда дефектоскописта.
Дипломный проект выполнен в тестовом редакторе Microsoft Word 2003 и представлен на диске в конверте на обороте обложки.
1. Физические основы магнитного неразрушающего контроля
1.1 Физическая сущность магнитной дефектоскопии
1.2 Схема и методы магнитного неразрушающего контроля. Классификация. Применение
1.3 Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля
1.4 Технология магнитопорошкового контроля
1.4.3 Нанесение магнитного индикатора
1.4.5 Расшифровка индикаторных рисунков дефекта
1.4.6 Размагничивание и очистка деталей после проведения контроля
1.5 Средства магнитопорошкового контроля
2.1 Расчет составляющих напряженности магнитного поля
2.1.2 Математическая модель витка седлообразного намагничивающего устройства МД12-ПС
2.1.3 Расчетные значения напряженности магнитного поля МД12-ПС
2.1.4 Экспериментальные значения напряженности магнитного поля
2.1.5 Относительная погрешность математической модели
2.2 Расчет приставного намагничивающего устройства
2.3 Выбор намагничивающего устройства
3. Разработка автоматизированной установки магнитопорошкового контроля осей колёсных пар вагонов
3.1 Краткое описание технологии магнитопорошкового контроля
3.2 Цели, задачи и исходные данные для создания установки
3.2.1 Ознакомление с существующей системой магнитопорошкового контроля осей колёсных пар вагонов
3.2.2 Цели и задачи, решаемые при создании автоматизированной установки магнитопорошкового контроля осей колёсных пар вагонов
3.3 Структура и функционирование разрабатываемой установки
4.1 Принцип работы катковой станции
4.2 Назначение и принцип действия асинхронных машин
4.3 Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором
4.3.1 Регулирование скорости изменением первичной частоты
4.3.2 Частотное регулирование электроприводов
4.3.3 Регулирование скорости изменением числа пар полюсов p
4.3.4 Регулирование скорости уменьшением первичного напряжения
4.4 Типы редукторов и мотор - редукторов. Общие сведения
5. Расчет себестоимости автоматизированной системы магнитопорошкового контроля оси колесной пары. Подсистема - катковая станция
5.1 Общие принципы определения себестоимости
5.2 Расчет расходов на проведение научно -- исследовательских и конструкторских работ
5.3 Расчет затрат на изготовление установки
6. Анализ санитарно-гигиенической производственной обстановки в колесном цехе
6.2 Факторы, характеризующие санитарно-гигиеническую производственную обстановку
6.3 Сравнение фактических данных (по санитарно-техническому паспорту) с нормативными. Установление причин отклонения
6.4 Обоснование и расчет коллективного средства защиты
Приложение А. Статистические данные по затратам времени на технологические операции магнитопорошкового контроля оси колесной пары
Приложение Б. Уменьшенные копии документов
Ось колесной пары является одним из самых ответственных элементов вагона, работающая в условиях знакопеременного нагружения. Поэтому к осям предъявляются особые, повышенные требования Госстандарта, Правил Технической Эксплуатации железных дорог, а также других нормативных - технических документов при проектировании, изготовлении и содержании в эксплуатации.
Одним из наиболее опасных дефектов является нарушение сплошности материала в виде усталостных трещин, которые непосредственно влияют на безопасность движения подвижного состава, сохранность перевозимых грузов и жизнь людей.
Важнейшие задачи неразрушающего контроля (НК) - выявление дефектов, определение их координат, формы, размеров, оценка степени опасности. НК при ресурсных испытаниях является одним из основных элементов технической диагностики, обеспечивающей надежность и безопасность эксплуатации конструкций, сокращения сроков испытаний и уменьшению материальных и временных затрат на ремонт.
С другой стороны объем поставки колесных пар на вагонно - колесные мастерские ВКМ постоянно растет. Это отрицательно сказывается на качестве проведенного контроля. Одним из выходов из сложившейся ситуации является применение новых физических явлений при НК колес, разработка более совершенных методов НК, внедрение автоматизированных установок, которые снижают влияния человеческого фактора, упрощая работу оператора.
При разработке новых методов и технических средств проведения НК перед разработчиком ставится задача не только получения достоверной информации о месте расположения и типе дефекта, но и сокращения времени контроля, улучшения и облегчения работы оператора.
В настоящее время к наиболее распространенному методу НК средней части оси для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов относится магнитопорошковый метод контроля (МПК).
Данным методом выявляются наиболее опасные дефекты, склонные к развитию. Он позволяет визуально зафиксировать наличие дефекта, раскрыв которого порядка одного микрометра.
Целью данного дипломного проекта является разработка автоматизированной системы магнитопорошкового контроля оси колесной пары вагон.
Основными требованиями к проектируемой установке является обеспечение автоматизированного контроля оси, минимизация затрачиваемого времени. При соблюдении исходных требований данная установка должна быть экономически целесообразна.
1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МАГНИТНОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ
1.1 Физическая сущность магнитной дефектоскопии
Возьмем бездефектный образец ферромагнетика с однородными магнитными свойствами и магнитной проницаемостью µ 1 и поместим его в продольное равномерно распределенное магнитное поле Н 0 (рисунок 1.1). Ферромагнетик намагнитится и в соответствии со своей кривой намагничивания приобретет магнитную индукцию В 0 , линии которой распределяются равномерно внутри образца и не выходят за его поверхность [1]. Это объясняется тем, что внешняя среда (воздух) имеет магнитную проницаемость µ 0 , значительно меньшую магнитной проницаемости µ 1 ферромагнетика, и, следовательно, значительно большее магнитное сопротивление R m .
Рисунок 1.1 - Ферромагнетик в равномерном магнитном поле:
а - бездефектный образец; б - кривая намагничивания
Если в такое же магнитное поле поместить такой же образец ферромагнетика, но с поверхностной трещиной (например, прямоугольного профиля в поперечном сечении), ориентированной перпендикулярно направлению поля В 0 , то произойдет перераспределение магнитного потока Ф как в пределах профиля трещины, так и в окружающей ее зоне (рисунок 1.2).
Рисунок 1.2 - Топография магнитного поля вблизи дефекта
В части сечения образца, прерванного трещиной, из-за более высокого магнитного сопротивления в ее воздушной полости плотность линий существенно снизится. Это приведет к тому, что часть линий индукции, расположенных ниже основания трещины, уплотнится, если, конечно, образец не намагничен до насыщения и может еще "поглотить" определенное количество магнитных линий. Значительно меньшая часть линий пойдет через воздушный зазор - полость трещины. Оставшаяся часть магнитных линий неизбежно преодолеет трещину снаружи по воздуху, магнитное поле как бы "вываливается" за поверхность образца. Здесь каждый выход и вход линий поля формирует магнитные полюсы. Это соответствует представлениям магнитостатики, когда каждый конец линии магнитной индукции, где она встречает воздушную среду с проницаемостью µ 0 << м 1 (рисунок 1.3), можно рассматривать как положительный "магнитный заряд" (северный полюс N), а каждое ее начало - как "отрицательный" (южный полюс S) (рисунок 1.3).
Рисунок 1.3 - Модель магнитного поля рассеяния над поверхностным дефектом
Такое явление в магнитостатике называют магнитной поляризацией стенок дефекта и в примыкающей к ним окружающей зоне его поверхности. Каждый положительный заряд создает магнитное поле, направленное из него как из центра. При этом магнитные линии поля, выходя за пределы образца, снова входят в него, замыкаясь с отрицательными магнитными зарядами. В результате над поверхностью в зоне трещины формируется суммарное поле рассеяния Н д - магнитных зарядов, которое направлено в сторону внешнего намагничивающего поля Н 0 , обеспечивая его местную концентрацию. В этом случае говорят, что поле становится неоднородным. Суммарное поле Н д называют магнитным полем рассеивания дефекта или полем дефекта. Магнитное поле рассеяния дефекта - это локальное магнитное поле, возникающее в зоне дефекта вследствие поляризации его границ (ГОСТ 24450).
Формированию этого поля способствует также то, что трещины в месте выхода на поверхность часто имеют "рваные" заостренные края, расстояние между которыми может составлять десятки и сотни микрометров, которые играют роль концентраторов поля зарядов магнитной поляризации.
Случай внутреннего расположения дефекта показан на рисунке 1.4. Здесь также имеет место явление магнитной поляризации стенок полости дефекта. Однако степень неоднородности магнитного поля в данном случае уменьшается за счет экранирующего эффекта приповерхностного слоя ферромагнетика над дефектом. Чем толще этот слой, тем сильнее шунтируется поле рассеяния внутреннего дефекта, тем меньшее количество магнитных линий этого поля выходит за поверхность ферромагнетика.
Рисунок 1.4. - Модель магнитного поля рассеяния над внутренним дефектом
Возникновение поля дефекта Н д над поверхностью намагниченной детали свидетельствует о том, что она дефектна. Остается это поле обнаружить каким-либо физическим способом, что предопределяет суть и содержание метода магнитной дефектоскопии.
магнитный дефектоскопия напряженность контроль
1.2 Схема и методы магнитного неразрушающего контроля. Классификация. Применение
Обобщенная схема магнитного контроля представлена на рисунке 1.5. Она содержит: 1 - полезадающую систему, которая, реализуя соответствующий способ намагничивания, создает ту или иную топографию магнитного поля в объекте контроля; 2 - объект контроля; 3 - сканер - устройство, обеспечивающее требуемую траекторию перемещения магнитного преобразователя (возможные направления сканирования показаны пунктирными линиями); 4 - первичный магнитный преобразователь; 5 - усилительный тракт, выполняющий усиление входных (входного) сигналов в выходные с преобразованием в вид, удобный для последующего использования или визуализации; 6 - индикатор, предназначенный для визуализации магнитных индикаций или световой и звуковой сигнализации о дефектах.
Результат взаимодействия намагничивающего поля, генерируемого полезадающей системой 1, с объектом контроля 2 воспринимается первичным магнитным преобразователем 4, затем его выходной сигнал усиливается и (или) преобразуется в блоке 5 до уровня, достаточного для принятия решения, например о наличии дефекта, и регистрируется индикатором 6. Первичный преобразователь 4, как правило, связан со сканером 3 в единый блок. Принятие решения осуществляется путем сравнения сигнала с выхода первичного преобразователя 4 с пороговым в блоке 5 (обозначен вертикальной стрелкой). Пороговый уровень сигнала может быть как фиксированным, так и следящим. Достоверность выявления, как дефекта, так и изменений структурного компонента или геометрического параметра в объекте зависит от выполнения всех условий правильной реализации соответствующего метода магнитного контроля.
Рисунок 1.5 - Обобщенная схема магнитного контроля
Метод контроля, как совокупность правил применения определенных принципов и средств в любом виде НК, различают по трем признакам классификации.
По характеру взаимодействия физического поля с объектом контроля. во всех случаях используют одно взаимодействие - намагничивание ОК - и измеряют (индицируют) первичные параметры магнитного происхождения.
По первичному информативному параметру, к которому относятся коэрцитивная сила Н с , намагниченность М, остаточная индукция В r , магнитная проницаемость (начальная - нач - либо максимальная - max ), эффект Баркгаузена.
По способу же получения первичной информации магнитный вид НК подразделяется на семь методов: магнитопорошковый, феррозондовый, индукционный, магнитографический, эффекта Холла, пондеромоторный и магниторезисторный. Все они основаны на регистрации магнитных полей рассеяния над дефектами, но различными способами, а именно: в магнитопорошковом методе в качестве индикатора используется сухой или мокрый порошок, в магнитоиндукционном - величина или фаза индуцируемой в измерительную обмотку электродвижущей силы (ЭДС), в феррозондовом - измеренные напряженность или градиент магнитного поля рассеяния, в методе эффекта Холла - напряжение Холла, в магнитографическом - ферромагнитная пленка, в пондеромоторном - сила отрыва (притяжения) пробного магнита (электромагнита) от ОК и в магниторезисторном - изменение сопротивления магниторезисторов. Методы эффекта Холла и магниторезисторный объединяют в гальваномагнитные.
На железнодорожном транспорте России из названных методов для дефектоскопирования применяются: магнитопорошковый (МПК) - в вагонном и локомотивном хозяйствах.
Магнитопорошковый контроль основан на притяжении магнитных частиц силами неоднородных магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектами в намагниченной детали. Он включает в себя намагничивание ОК, нанесение на его поверхность цветных или люминесцентных магнитных индикаторов (порошков), визуальное наблюдение скопления порошка на контролируемой поверхности и обнаружение дефектов. По надежности выявления поверхностных дефектов он не превзойден ни одним другим методом НК: чувствительность магнитопорошкового метода настолько высока, что могут быть обнаружены трещины с шириной раскрытия, составляющей доли микрона и длиной менее миллиметра. Это справедливо для деталей любой формы, если каждый участок их поверхности можно намагнитить до необходимого уровня и осмотреть. Наиболее оптимальными для магнитопорошкового контроля являются условия, когда деталь прошла технологическую обработку и имеет светлую качественную поверхность с шероховатостью R a не выше 10 мкм.
Сопоставление МПК и обобщенной схемы магнитного контроля (рисунок 1.5) дает следующее. В МПК чувствительный элемент - порошинка, которая непосредственно "ложится на дефект", что отвечает функции блока 3, и при наличии в районе дефекта большой концентрации магнитного порошка происходит быстрое образование индикаторного следа достаточной ширины (усиление - блок 5), который визуально регистрируется (блок 6). Видно, что магнитный порошок одновременно выполняет функции первичного магнитного преобразователя 3, усилителя 5 и индикатора 6. нанесение порошка ручным или механизированным способом и его движение к дефекту отражено блоком 4.
Однако заключение о бездефектности внутренней части детали или подповерхностного слоя должно делаться осторожно - необходимо учитывать ограниченность применения данного метода: подповерхностные дефекты выявляются на глубине, не превышающей 1 - 2 мм.
Простота технологии и оснастки МПК, которую часто относят к достоинству метода, кажущаяся. Все операции, и особенно наблюдение за состоянием поверхности, выполняет оператор. Действительно, дефектоскопист непрерывно в течение нескольких часов должен всматриваться в магнитные индикации. Предельная концентрация внимания, длительная нагрузка на зрение, монотонно выполняемые операции - все это увеличивает вероятность пропуска дефекта. Устранение субъективного фактора - доминирующей роли оператора - возможно при использовании компьютерных программ автоматического поиска дефектов, заключающихся в обработке изображения, основанной на вычислении градиентов контрастности видеосигнала по различным направлениям, построении топологически связанных областей поверхности и фильтрации изображения от априорно известных структурных элементов. Здесь оператор не работает в рутинном утомительном режиме непрерывного контроля. Он занимается изучением только тех немногих участков контролируемой поверхности, на которую программа обратила внимание. Если она не обнаружила дефектов, то установка работает по заданной программе без участия оператора. При этом вероятность пропуска дефекта существенно снижается.
На ремонтных предприятиях подвижного состава применяются магнитопорошковые дефектоскопы на базе соленоидов типа МД-12ПШ, МД-12ПЭ, МД-13ПР, седлообразного типа МД-12ПС и установки типа УМДП-01 и МДУ-1КПВ.
1.3 Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля
МПК позволяет обнаруживать поверхностные и подповерхностные дефекты типа нарушения сплошности металла: трещины различного происхождения, флокены, закаты, надрывы, волосовины, расслоения, дефекты сварных соединений в деталях, изготовленных из ферромагнитных материалов.
Необходимым условием применения МПК для выявления дефектов является наличие доступа к объекту контроля для намагничивания, обработки индикаторными материалами и оценки качества.
Для обнаружения дефектов данным методом на контролируемые участки намагниченной детали наносят ферромагнитные частицы, имеющие удлиненную форму [2]. в магнитном поле каждая частица намагничивается и становится диполем с четко выраженными магнитными полюсами N и S на концах. Вдали от дефекта магнитное поле однородно. Это означает, что в каждой его точке напряженность Н одинакова по величине и направлению, и взаимодействие полюсов N и S каждой частицы с напряженностью поля дефекта образует пару сил, момент которых разворачивает частицу и устанавливает ее ось по направлению Н.
В зоне дефекта (по обе стороны и над дефектом) поле искажено (рисунок 1.6), оно неоднородно, т. е. напряженность у обращенных к краям дефекта полюсов частицы имеет большее значение, чем у других, поэтому на частицы кроме вращающих моментов действуют пондеромоторные (магнитные) силы F m , стремящиеся втянуть их в область с более высоким значением напряженности, что перемещает частицы к краям дефекта, где концентрация магнитных линий наибольшая.
- магнитная восприимчивость частицы;
Н д - напряженность поля над дефектом, А/м;
Эффективность МПК зависит от магнитных характеристик материала, формы и размеров объекта, шероховатости его поверхности, наличия и уровня поверхностного упрочнения, толщины немагнитных покрытий, местоположения и ориентации дефектов, напряженности магнитного поля и его распределения на поверхности дефектов, угла между направлением намагничивающего поля и плоскости дефектов, свойств магнитного индикатора и способа его нанесения на объект контроля, а также способа и условий регистрации индикаторного рисунка выявляемых дефектов. Основное значение здесь имеют напряженность и градиент поля. Величина зависит от формы и материала частицы, в частности, если она имеет удлиненную форму, то ее значение тем больше, чем больше отношение длины частицы к размеру ее в поперечнике.
Рисунок 1.6 - Магнитопорошковый метод: упрощенная схема сил, действующих на частицу в поле дефекта:
а - частица в магнитном поле дефекта; б - магнитное поле внутри ОК
Совокупное действие магнитной силы F m (рисунок 1.6) и силы тяжести G частицы образует результирующую силу F p . Действие этих сил для перемещения частиц порошка является необходимым условием, а достаточным - их подвижность, которая зависит от сил трения F тр .
Применяют нанесение на контролируемую поверхность ферромагнитного порошка "сухим" способом, "мокрым", или способом магнитной суспензии, и способом магнитогуммированной пасты. В последних двух способах силы трения значительно уменьшены по сравнению с первым.
При "сухом" способе магнитный порошок наносят распылением или способом воздушной взвеси, когда частицы находятся в воздухе и образуют воздушную взвесь. Последний рекомендуется применять при выявлении подповерхностных дефектов, а также дефектов под слоем немагнитного покрытия толщиной от 100 до 200 мкм; его наносят в камерах с отсасывающим вентиляционным устройством, обеспеченным фильтром для улавливаемого отсасываемого порошка.
В магнитной суспензии частицы взвешены в жидкости. Ее наносят поливом, распылением или погружением в ванну. Рекомендуется обеспечивать условия для стекания магнитной суспензии с контролируемой поверхности.
Магнитогуммированную пасту приготавливают и применяют в соответствии с рекомендациями поставщика.
Таким образом, частицы порошка, перемещаясь к дефекту, накапливаются у его краев, формируя изображение дефекта, которое выявляется при осмотре детали. Наиболее контрастное изображение дают усталостные поверхностные трещины. Ширина валика из осевшего порошка значительно превышает ширину (раскрытие) трещины.
МПК отличают высокая чувствительность, наглядность, простота реализации и относительно высокая производительность контроля. Потенциально метод позволяет выявлять трещины с раскрытием 1 мкм, глубиной 10 мкм и более и протяженностью 0,5 мм. Чувствительность МПК характеризуется условными уровнями чувствительности по ГОСТ 21105-87 (таблица 1.1).
Минимальная ширина раскрытия условного дефекта, мкм
Максимальная протяженность условного дефекта, мкм
Шероховатость контролируемой поверхности R a , мкм, не более
При осмотре детали обнаруживают и анализируют осаждение магнитного индикатора с целью определения характера дефекта и принятия решения о пригодности детали к дальнейшей эксплуатации.
Индикаторный рисунок из осевшего порошка на дефектах различного происхождения неодинаков.
Его размеры и форма зависят от характера, величины и глубины залегания дефектов, что иногда дает возможность по форме индикаторного рисунка установить происхождение дефекта.
Для облегчения расшифровки индикаторных рисунков на рабочих местах изготавливают и вывешивают дефектограммы характерных дефектов, в том числе и мнимых, выявленных при контроле конкретных деталей.
Основные требования к операции осмотра деталей:
- осмотр детали проводят при комбинированном освещении: общем и местном, при этом освещенность контролируемой поверхности должна быть не менее 1000 лк, для местного освещения применяют переносные светильники с непрозрачным отражателем, обеспечивающим рассеяние света и защиту глаз дефектоскописта от слепящего воздействия источника света;
- не допускается попадания прямых солнечных лучей света в глаза;
- при осмотре деталей необходимо применять лупы пяти- - семикратного увеличения;
- при контроле магнитной суспензией осмотр необходимо начинать через 20 - 30 с после нанесения индикатора для обеспечения формирования валика порошка.
1.4.5 Расшифровка индикаторных рисунков дефекта
рассмотрим особенности дефектов, которые необходимо учитывать при расшифровке магнитных индикаций
1) Трещины усталости возникают в процессе эксплуатации и обнаруживаются, как правило, в деталях, испытывающих в работе многократные знакопеременные нагрузки. Причинами их появления могут быть конструктивные недостатки, например наличие концентраторов напряжений - резких переходов в сечениях, несоблюдение требований чертежа при производстве или ремонте (надрезы или глубокие риски), наличие на детали дефектов металлургического происхождения (волосовин, шлаковых включений, флокенов), возникновение дефектов при обработке детали (шлифовочных, ковочных, закалочных).
Трещины усталости являются чрезвычайно опасными, так как, возникнув, они постепенно развиваются и углубляются внутрь детали по ее сечению, пока ослабление последнего не приведет к завершающему хрупкому разрушению детали.
Трещины усталости независимо от их происхождения выявляются по резко очерченному, плотному, четкому валику порошка, формирующегося по всей длине трещины.
2) Дефекты, возникающие при шлифовании, из-за повышенного местного нагрева шлифуемой поверхности детали. Наиболее склонны к образованию этого вида трещин цементированные, азотированные и закаленные детали из легированных и малоуглеродистых сталей. При неправильно подобранных режимах шлифования на поверхности хромированных деталей, как правило, возникают шлифовочные трещины.
При магнитном контроле шлифовочные трещины легко отличить от других трещин: они тонки, неглубоки (от 0,0001 до 0,01 мм) и, как правило, располагаются на поверхности группами в виде сетки или тонких линий поперек направления шлифовки.
Шлифовочные трещины резко понижают усталостную прочность деталей, их ни в коем случае нельзя допускать к эксплуатации в местах концентраторов напряжений.
3) Закалочные трещины возникают главным образом при охлаждении деталей в процессе закалки в результате действия внутренних напряжений. Они могут возникать и на деталях, длительное время не подвергавшихся отпуску, уменьшающему внутренние напряжения.
Отличительным признаком закалочных трещин является неопределенность их направления на поверхности детали. При магнитном контроле они легко выявляются даже при слабом намагничивании, так как материал закаленных деталей имеет достаточно высокие значения остаточной индукции и коэрцитивной силы, а трещины - большие и почти всегда выходят на поверхность. Закалочные трещины имеют достаточную длину и выходят на поверхность в виде ломаных, извилистых линий, идущих в различных направлениях. Четкие и рельефные рисунки осажденного порошка, получающиеся над закалочными трещинами, позволяют отличить их от других дефектов.
4) ковочные и штамповочные трещины возникают из-за наличия в исходном материале литейных изъянов (усадочных раковин, рыхлот) или из-за несоблюдения температурных режимов ковки или штамповки. Магнитопорошковым методом данные дефекты выявляются достаточно хорошо, как и закалочные трещины, - в виде четких рельефных линий, имеющих разнообразные направления на поверхности детали.
5) Флокены представляют собой мелкие трещины длиной 20 - 30 мм разнообразного направления, залегающие преимущественно во внутренних, более глубоких зонах стальных поковок (глубже 60 мм). О происхождении флокенов существует несколько гипотез. Одна из них объясняет их происхождение двумя причинами: действием высокого давления водорода, выделяющегося из стали при ее охлаждении и действием значительных внутренних напряжений, обусловленных неравномерностью фазовых превращений в различных объемах стали в связи с дендритной неоднородностью.
Флокены являются опасными дефектами. Их присутствие в стали значительно ухудшает ее механические свойства, особенно если направление действия сил не совпадает с плоскостью залегания флокенов. Магнитопорошковым методом они могут быть обнаружены только в том случае, если они выходят на поверхность или залегают неглубоко под ней. Выявляются в виде отдельных прямолинейных или искривленных черточек длиной от одного до 25 - 30 мм, расположенных в большинстве случаев группами и имеющих разнообразное направление.
6) Неметаллические (шлаковые) включения представляют собой:
- выделившиеся продукты реакций окисления, протекающих в ванне или ковше, при выплавке и разливе стали;
- шлаки, растворенные при высоких значениях температуры и выделяющиеся в виде включений;
- продукты, образовавшиеся от случайно попавших в сталь механических включений.
Неметаллические включения могут располагаться на поверхности деталей и под ней. Опасными являются включения, расположенные цепочками или сеткой по границе зерен, так как они понижают пластические свойства материала и приводят к появлению трещин вдоль таких включений (цепочек) при обжиме слитков стали.
7) Волосовины. Тонкие нити неметаллических включений или газовых пузырей, вытянутых вдоль волокон металла при его ковке, прокате или протяжке. Типичным признаком волосовин является их прямолинейность. При магнитном контроле волосовины выявляются в виде прямых параллельных линий различной длины, расположенных в одиночку или группами. Если волокна изогнуты, то волосовины следуют за направлением волокна. Крупные волосовины, выходящие на поверхность, являются опасными дефектами, понижающ
Автоматизированная установка магнитопорошкового контроля оси колесной пары дипломная работа. Физика и энергетика.
Контрольная работа по теме Интегрированные системы ходового мостика
Отчет по практике по теме Анализ финансово-хозяйственной деятельности ОАО 'Нефтехиммонтаж-ЛК'
Курсовая работа: История формирования и сущность золотого инварианта
Реферат: Проблемы истории феодальной России. Поиски в области методологии
Контрольная работа: Основные характеристики государства
Реферат: Gender And Information Technology Essay Research Paper
Электроэнергетические Системы И Сети Курсовой Проект
Реферат по теме Достижение современного естествознания в биологии
Характеристики С Места Прохождения Преддипломной Практики
Курсовая работа: Металлы побочной подгруппы I группы
Каковы Источники Формирования Исторической Памяти Итоговое Сочинение
Социально Психологического Исследования Диссертация
Дипломная работа по теме Электроснабжение горного предприятия
Соотношение Международного И Внутригосударственного Права Диссертация
Курсовая работа по теме Оперативно-розыскная характеристика современной преступной среды
Дипломная работа: Бухгалтерский учет в строительстве
Цели И Задачи Магистерской Диссертации
Курсовая работа по теме Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания Д-240
Реферат: Анализ эффективности интервью в Омской деловой прессе. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: “Квант здоров'я”: наукова гіпотеза чи абстрактна ідея?
Искусство Набокова - "за" и "против" - Литература дипломная работа
Анализ и учет денежных потоков предприятия - Бухгалтерский учет и аудит дипломная работа
Система и организация работы с персоналом. Мотивация, оплата и эффективность - Менеджмент и трудовые отношения курсовая работа