PL52779B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo- Opublikowano: 02.VI.1965 (P 109 346) 30.111.1967 52779 KI 42 k, 46/05 MKP GOln £9/0Lf CZYTELNIA O izictrpuniiuj i Twórca wynalazku: dr inz. Wladyslaw Lenkiewicz Wlasciciel patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza (Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn), Kraków (Polska) Sposób wykrywania pekniec i uszkodzen w elementach maszynowych Przedmiotem wynalazku jest sposób wykrywania pekniec i uszkodzen w elementach maszynowych, majacy szczególne zastosowanie przy defektosko¬ powych badaniach odlewów w procesie ich pro¬ dukcji. Szczególnie wazne jest wykrycie wad od¬ lewów w postaci jam odlewniczych, pecherzy po¬ wietrznych, rys i pekniec ze wzgledów zarówno wytrzymalosciowych jak i funkcjonalnych odle¬ wów jako czesci maszyn.Znane sposoby wykrywania wad i uszkodzen w elementach maszynowych a w szczególnosci w odlewach polegaja na przeswietlaniu scianek elementu przy pomocy promieni „x" lub promie¬ niami izotopów radioaktywnych. Znane sa równiez sposoby wykrywania wad za pomoca defektoskopii ultradzwiekowej. Te znane sposoby daja wpraw¬ dzie dobre wyniki, niemniej jednak wymagaja za¬ stosowania kosztownej i skomplikowanej aparatu¬ ry, niejednokrotnie specjalnych laboratoriów, szczególnie przy poslugiwaniu sie izotopami oraz wysoko kwalifikowanego personelu. Same zas ba¬ dania sa kosztowne i czasochlonne. Ponadto znane sa sposoby wykrywania uszkodzen metoda aku¬ styczna, przez mechaniczne pobudzenie badanego elementu do drgan wlasnych i przetworzeniu ich na sygnaly elektryczne. Otrzymane sygnaly sa po¬ równywane z sygnalami wytworzonymi przez ele¬ ment nieuszkodzony. Wade tego sposobu, stosowa¬ nego zwlaszcza do elementów ceramicznych, sta¬ nowi krótki czas trwania wytworzonych drgan, 10 20 25 30 a przez to trudnosc porównania otrzymanych sy¬ gnalów. Celem dokonania analizy porównawczej otrzymanych sygnalów w urzadzeniach do wykry¬ wania wad opisanym sposobem, stosuje sie zlozo¬ ny system filtrów elektrycznych lub analogowy uklad elektryczny, które znacznie komplikuja bu¬ dowe urzadzenia.Niedogodnosci znanych metod usuwa sposób wy¬ krywania pekniec i uszkodzen w elementach ma¬ szynowych wedlug wynalazku, polegajacy na po¬ budzeniu badanego elementu do ciaglych drgan wlasnych przez pochodzace z glosnika fale aku¬ styczne a nastepnie przeprowadzeniu pomiarów czestosci drgan wlasnych elementu badanego oraz nieuszkodzonego za pomoca czujnika piezokwarco- wego.Na rysunku jest przedstawiony przykladowo schemat ukladu pomiarowego, sluzacy do wykry¬ wania pekniec i uszkodzen w elementach maszy¬ nowych sposobem wedlug wynalazku.Uklad pomiarowy sklada sie z generatora aku¬ stycznego 1 o regulowanej czestosci w granicach od 20 Hz do 20 kHz i regulowanej amplitudzie, po¬ laczonego z glosnikiem 2, wytwarzajacym fale akustyczne, zblizonym do badanego elementu 3.Z generatorem 1 moze byc sprzegniety elektrycz¬ nie jeden lub wiecej glosników 2 w zaleznosci od wymiarów badanych elementów 3, Na zewnatrz elementu 3 jest przytkniety czujnik piezokwarco- wy 4 polaczony z oscylografem katodowym 5 na 52779* 3 którego ekranie sa kolejno rejestrowane czestosci drgan rezonansowych elementu uszkodzonego i nieuszkodzonego. W celu prowadzenie dokladnej analizy drgan, za pomoca analizatora czestotliwo¬ sci podlacza sie równolegle do oscylografu 5 ma- 5 gnetofon, który rejestruje na tasmie impulsy otrzymane z czujnika 4. Impulsy odtworzone po¬ tem z tasmy, poddaje sie analizie.Wykrywanie pekniec i uszkodzen w elementach maszynowych sposobem wedlug wynalazku polega u na uprzednim znalezieniu charakterystycznego po¬ ziomu czestosci drgan z serii elementów nieuszko¬ dzonych, jako wzorcowych i nastepnie porównania ich z czestoscia drgan elementów uszkodzonych, —których czestosc |«ttfe z zasady nizsza od kilkunastu 15 db kilkudziesieciu^procent od ustalonego charak¬ terystycznego poziomu dla elementów wzorcowych.W tym celu badanej elementy 3 zawiesza sie ko¬ lejno na ^wiotkiej lince 6 lub ustawia na podlozu sprezystym 7 o bardzo malej czestosci drgan wla- 20 snych po czym przybliza sie do elementu 3 glo¬ snik 2 zasilany z generatora 1. W przypadku gdy sa potrzebne wieksze moce zasilania glosnika 2 stosuje sie wzmacniacz wlaczony szeregowo do ge¬ neratora 1 i glosnika 2. Wytwarzane przez glosnik 2g fale akustyczne pobudzaja badany element do^ drgan, które sa odbierane przez czujnik 4 i prze¬ noszone na ekran oscylografu 5. W chwili, gdy drgania nadawane z glosnika 2 osiagna czestosc drgan swobodnych badanego elementu powstanie I Symbol I odlewu Odlew A: | nieuszkodz, t nawiercony 7 pekniety ] Odlew B: ] nieuszkodz. — 1 I nieuszkodz. — 2 1 nieuszkodz. — 3 1 pekniety — 2 1 pekniety — 3 1 Odlew C: 1 nieuszkodz. — 1 1 nieuszkodz, — 2 1 pekniety — 1 Czesci rezonan¬ sowe Hz 1640 1630 1425 1040 1055 1055 880 750 1380 137Q 1260 Zmiana cze¬ stosci w % w odniesieniu do odlewu nieuszkodzo¬ nego 0,62 13,1 f 16,6 28,9 8,7 Róznice 1 miedzy odlewami nieuszko¬ dz. w \ 1 — 1,4 0,0 0,7 4 w nim rezonans, który uwidoczni sie na ekranie oscylografu 5 poprzez silny wzrost amplitudy wy¬ kresu. Wartosc czestosci drgan jest odczytywana na skali generatora 1. Odczyt czestosci na skali generatora 1 przy rezonansie elementu wzorcowe¬ go porównuje sie nastepnie z odczytem czestosci przy rezonansie elementu uszkodzonego. Porów¬ nanie wartosci liczbowych obu czestosci pozwala na procentowe okreslenie róznic.Przykladowe wyniki badan otrzymane sposobem wedlug wynalazku dla trzech róznych odlewów o róznych ksztaltach przedstawia zestawienie: Z przeprowadzonych badan wynika, ze czestosci drgan swobodnych maja minimalny rozrzut war¬ tosci, w granicach 0,6—1,5%. Nawiercenie otwor¬ ków w odlewie, na przyklad wzdluz pobocznicy rury nie powoduje znaczacych zmian czestosci wjasnej. Róznice w czestosci drgan miedzy odle¬ wem nieuszkodzonym a peknietym, wynikle ze zmiany sztywnosci przedmiotu sa znaczace i leza daleko poza pasem rozrzutu wartosci czestosci drgan swobodnych grupy odlewów nieuszkodzo¬ nych, przy czym wartosci czestosci drgan . swobo¬ dnych odlewu peknietego zaleza od miejsca w ja¬ kim przebiega szczelina.Sposób wykrywania pekniec i uszkodzen w ele¬ mentach maszynowych wedlug wynalazku moze znalezc szerokie zastosowanie przy kontroli seryj¬ nej produkcji odlewów, których wady i pekniecia sa trudne do wykrycia na powierzchniach niepod- danych obróbce wiórowej jak równiez przy kon¬ troli pekniec w poblizu szwów spawalniczych pod¬ czas pracy odlewów. Technika przeprowadzania pomiarów jest prosta i szybka, nie wymaga kosz¬ townej i skomplikowanej aparatury ani wysoko kwalifikowanej obslugi. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wykrywania pekniec i uszkodzen w ele¬ mentach maszynowych oparty na pomiarze cze¬ stosci drgan wlasnych, znamienny tym,, ze badany element pobudza sie db ciaglych drgan wlasnych falami akustycznymi o regulowanej czestosci, po¬ chodzacymi z glosnika, zasilanego przez generator i wzmacniacz, przy czym w znany sposób na pod¬ stawie pomiarów, przeprowadzonych za pomoca czujnika piezokwarcowego, wchodzacego w sklad ukladu pomiarowego, okresla sie czestosc drgan wlasnych elementu sprawdzanego a nastepnie po¬ równuje sie ja z czestoscia drgan wlasnych ele¬ mentu nieuszkodzonego jako wzorcowego, a po¬ nadto w razie potrzeby drgania elementu spraw¬ dzanego rejestruje sie na tasmie magnetofonowej.KI. 42 k, 46/05 52779 MKP G 01 n PL