RU1784096C

RU1784096C - Acoustic method of quality inspection of joint of multilayer articles

Info

Publication number: RU1784096C
Application number: SU904842470A
Authority: RU
Inventors: Виктор Ефремович Савченко; Алексей Валентинович Семенов; Виктор Евгеньевич Ломакин; Людмила Ксенофонтовна Грибова
Original assignee: Ивановский научно-исследовательский экспериментально-конструкторский машиностроительный институт
Priority date: 1990-05-03
Filing date: 1990-05-03
Publication date: 1992-12-23

Abstract

Изобретение относитс к акустическим методам неразрушающего контрол . Цель изобретени - повышение достоверности контрол длинномерных металличских изделий с эластичным покрытием вследствие повышени эффективности возбуждени колебаний и отношени сигнал/шум В длинномерном металлическом изделии 7 возбуждают с торца основани 6 ударным вибратором 1 свободные колебани . Принимают приемником 3 на поверхности издели 7 возбужденные колебани , а в ходе контрол сканируют точку приема по эластичному покрытию 8 издели 7. Измер ют амплитудно-частотные характеристики прин тых колебаний и определ ют отсутствие соединени основани 6 с покрытием 8 по увеличению амплитуды и уменьшению частоты максимума прин тых колебаний. 1 ил. (Л С vj со 4 О О О CJThe invention relates to acoustic non-destructive testing methods. The purpose of the invention is to increase the reliability of control of elongated metal products with an elastic coating due to an increase in the excitation efficiency and signal-to-noise ratio In a long metal product 7, free vibrations are excited from the end face of the base 6 by an impact vibrator 1. The receiver 3 receives the excited vibrations on the surface of the article 7, and during the inspection, the reception point is scanned on the elastic coating 8 of the article 7. The amplitude-frequency characteristics of the received vibrations are measured and the absence of the connection of the base 6 with the coating 8 is determined to increase the amplitude and decrease the maximum frequency received vibrations. 1 ill. (Л С vj с 4 О О О CJ

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть применено дл контрол качества соединени многослойных изделий, например дл обнаружени отслоени резинового покрыти от металли- ческого вала.The invention relates to measuring technique and can be used to control the quality of joining of multilayer products, for example, to detect peeling of a rubber coating from a metal shaft.

Известны способы контрол качества клеевых соединений, основанные на возбуждении в объекте упругих механических колебаний и анализе различных свойств сигнала-отклика, в которых дл контрол и анализе различных свойств сигнала-отклика , в которых дл контрол качества прикреплени эластичного покрыти к металлическому длинномерному изделию, ввод и прием упругих колебаний осуществл ют со стороны одного из склеиваемых образцов . Однако известный способ из-за большого затухани колебаний в эластичном покрытии не дает надежных результа- тов.Known methods for controlling the quality of adhesive joints, based on the excitation of elastic mechanical vibrations in the object and analysis of various properties of the response signal, in which for monitoring and analyzing various properties of the response signal, in which to control the quality of attachment of an elastic coating to a metal long product, input and elastic vibrations are received from one of the glued samples. However, the known method, due to the large attenuation of vibrations in the elastic coating, does not give reliable results.

Наиболее близким по технической сущности к за вл емому техническому решению вл етс акустический способ контрол качества многослойных изделий, заключающийс в том, что в изделии ударным вибратором возбуждают колебани , принимают возбужденные колебани приемником на поверхности издели , изделие сканируют, совмещенными водном корпусе вибратором и призмником, измер ют амплитудно-частотные характеристики прин тых колебаний и по ним определ ют качество издели . Недостатком способа вл етс низка достоверность качества кон- трол из-за двухкратного затухани колебаний в эластичном покрытии как при вводе колебаний, так и при их приеме.The closest in technical essence to the claimed technical solution is an acoustic method for controlling the quality of multilayer products, namely, vibrations are excited in the product by an impact vibrator, the vibrations are received by the receiver on the product surface, the product is scanned by a vibrator and a prism combined with the water body, the amplitude-frequency characteristics of the received oscillations are measured and the quality of the product is determined from them. The disadvantage of this method is the low reliability of the quality of the control due to the double damping of vibrations in the elastic coating both when introducing vibrations and when receiving them.

Цель изобретени - повышение достоверности контрол длинномерных металли- ческих изделий с эластичным покрытием, повышени эффективное возбуждени колебаний и уменьшени вли ни мешающих факторов.The purpose of the invention is to increase the reliability of control of elongated metal products with an elastic coating, increase the effective excitation of vibrations and reduce the influence of interfering factors.

Поставленна цель достигаетс тем, что при акустическом способе контрол качества соединени многослойных изделий, заключающемс в том, что возбуждают в изделии-ударным вибратором свободные колебани , принимают премником на поверхности издели возбужденные, колебани , сканируют из делие, измер ют амплитудно-частотные характеристики при- н тых колебаний и по ним определ ют качество издели , согласно изобретению, колебани возбуждают с торца металлического основани , сканирование точки приема осуществл ют по эластичному покрытию, а отсутствие соединени основани с покрытием определ ют по увеличению амплитуды и уменьшению частоты максимума прин тых колебаний,This goal is achieved by the fact that in the acoustic method, the quality control of the connection of multilayer products, which consists in the fact that excite free vibrations in the product-shock vibrator, take excited products on the surface of the product, vibrate, scan from the product, measure the amplitude-frequency characteristics of vibration and excite the quality of the product according to the invention, the vibrations are excited from the end of the metal base, scanning of the receiving point is carried out on an elastic coating, no compound with a base coating is determined by the increase and decrease in the amplitude of the received high frequency oscillations,

На чертеже изображено устройство дл контрол качества обрезиненных валов, реализующее предлагаемый способ.The drawing shows a device for quality control of rubberized shafts that implements the proposed method.

Устройство состоит из ударного вибратора 1, св занногЬ с генератором импульсов 2, и приемника упругих колебаний 3, сое- динного через усилитель 4 с амплитудно-частотным анализатором 5. Ударный вибратор 1 установлен со стороны торца металлического сердечника 6 контролируемого вала 7, а приемник упругих колебаний 3 расположен со стороны сло резинового покрыти 8, который крепитс к металлическому основанию вала с помощью кле 9. На границе металл-резина может находитьс зона не- прикле 10.The device consists of a shock vibrator 1 connected to a pulse generator 2, and a receiver of elastic vibrations 3 connected through an amplifier 4 with an amplitude-frequency analyzer 5. The shock vibrator 1 is mounted on the side of the end face of the metal core 6 of the controlled shaft 7, and the receiver is elastic vibration 3 is located on the side of the layer of rubber coating 8, which is attached to the metal base of the shaft with glue 9. At the metal-rubber interface, there may be a non-adhesive zone 10.

Контроль качества обрезиненных валов проводитс следующим образом.Quality control of rubberized shafts is carried out as follows.

Контролируемый обр езиненный вал 7 устанавливаетс на опоре. К торцовой поверхности металлического сердечника 6 вала подвод т ударный вибратор 1, который с помощью генератора импульсов 2 создает в металлическом сердечнике 6 упругие механические колебани . На боковой поверхности резинового покрыти 8 устанавливают приемник 3, который улавливает упругие колебани и преобразует их в электрические сигналы. Электрические сигналы поступают в электронный блок, где. усиливаютс усилителем 4 и анализируютс амплитудно-частотным анализатором 5, по которому оператор фиксирует визуально изменение амплитуды и частоты отклика. Дефект обре- зинненного вала может заключатьс либо в наличии зоны расслоени (неприкле ) 10 на границе металл-резина, либо в наличии зон расслоени во внутренних сло х резинового покрыти 8,The controlled rubberized shaft 7 is mounted on a support. An impact vibrator 1 is brought to the end surface of the metal core 6 of the shaft, which, using the pulse generator 2, creates elastic mechanical vibrations in the metal core 6. A receiver 3 is mounted on the lateral surface of the rubber coating 8, which picks up elastic vibrations and converts them into electrical signals. Electrical signals enter the electronic unit, where. amplified by amplifier 4 and analyzed by an amplitude-frequency analyzer 5, by which the operator visually captures a change in the amplitude and frequency of the response. A defect in the rubberized shaft can be either a delamination zone (non-stick) 10 at the metal-rubber boundary, or a delamination zone in the inner layers of the rubber coating 8,

Увеличение амплитуды отклика свидетельствует о наличии зон неприкле на границе металл-резина, а уменьшение частоты отклика при одновременном увеличении амплитуды позвол ет сделать вывод о наличии расслоений во внутренних сло х резины.An increase in the response amplitude indicates the presence of non-stick zones at the metal-rubber interface, and a decrease in the response frequency with a simultaneous increase in amplitude allows us to conclude that there are delaminations in the inner layers of rubber.

При возбуждении вала со стороны металлического основани механические колебани практически ослабевают только при однократном прохождении через слой резины в направлении к приемнику, что существенно повышает уровень полезного сигнала от дефекта.When the shaft is excited from the side of the metal base, mechanical vibrations practically weaken only when they pass through the rubber layer once towards the receiver, which significantly increases the level of the useful signal from the defect.

Частота ш колебаний, принимаемых приемником, определ етс выражениемThe frequency w of the oscillations received by the receiver is determined by the expression

ТT

где G - жесткость системы (вал + резина); , m - масса системы.where G is the rigidity of the system (shaft + rubber); , m is the mass of the system.

Наличие дефекта уменьшает жесткость системы, и тем больше, чем ближе расположен дефект к внешней поверхности резины. Это свойство позвол ет по величине изменени частоты судить о глубине залегани дефекта, т.е. чем меньше частота отклика относительно собственной частоты вала, тем ближе к поверхности резинового по- крыти расположен дефект.The presence of a defect reduces the rigidity of the system, and the more, the closer the defect is located to the outer surface of the rubber. This property makes it possible to judge by the magnitude of the frequency change the depth of the defect, i.e. the lower the response frequency relative to the natural frequency of the shaft, the closer the defect is to the surface of the rubber coating.

П р и м е р 1. Провод т контроль качества обрезиненного вала длиной 1200 мм и диаметром 250 мм. Частота импульсов ударного вибратора 25 Гц. Оператор визуальна на приборе фиксирует всплеск амплитуды отклика частоты сердечника вала, что свидетельствует о наличии дефекта - отслоени резинового покрыти от сердечника вала. Вал бракуетс в соотвествии с технологиче- скими картами обрезинки валов.Example 1. Quality control of a rubberized shaft with a length of 1200 mm and a diameter of 250 mm is carried out. The pulse frequency of the shock vibrator is 25 Hz. The visual operator on the device captures a surge in the amplitude of the frequency response of the shaft core, which indicates a defect - peeling of the rubber coating from the shaft core. The shaft is rejected in accordance with the process cards of the shaft rubber.

П р и м е р 2. Контролируетс обрези- ненный вал длиной 1400 нм и диаметром 320 мм. Частота импульсов ударного вибратора 25 Гц. Оператор визуально фиксирует на приборе радение частоты отклика при одновременном всплеске амплитуды, что свидетельствует о наличии дефекта - расслоение во внутренних сло х резины. Вал бракуетс в соответствии с технологически- ми картами обрезинки валов.EXAMPLE 2. A rubberized shaft with a length of 1400 nm and a diameter of 320 mm is controlled. The pulse frequency of the shock vibrator is 25 Hz. The operator visually fixes the response frequency response on the device with a simultaneous surge in amplitude, which indicates the presence of a defect - delamination in the inner layers of rubber. The shaft is rejected in accordance with the roll charts.

П р и м.е р 3. Провод т контроль качества обрезинки валов длиной 1600 мм и диаметром 400 мм. Частота импульсов ударного вибратора 25 Гц. Оператор фикси- рует визуально на приборе отсутствие изменени амплитуды и частоты отклика, что свидетельствует об отсутствии детектов вPRI me R 3. Quality control of a rubber band of rolls with a length of 1600 mm and a diameter of 400 mm is carried out. The pulse frequency of the shock vibrator is 25 Hz. The operator visually fixes on the device the absence of a change in the amplitude and frequency of the response, which indicates the absence of detectors in

провер емом валу, Вал признаетс качественным в соответствии с технологическими картами обрезинки валов.to the checked shaft, the Shaft is recognized as high-quality in accordance with the technological data sheets of the rubber of the shafts.

Точность и качество контрол состо ни обрезиненного вала при использовании за вленного способа не завис т от размеров контролируемого вала, толщины сло резинового покрыти и качества резины. Данный способ вл етс универсальным. А возможность внедрени электротехнических средств при операции браковки обре- зиненных валов позвол ет сделать операцию более объективной и качественной , что в конечном итоге ведет к повышению надежности технологического оборудовани отделочных производств текстильной промышленности, где устанавливаютс обрезиненные валы.The accuracy and quality of control of the state of the rubberized shaft when using the inventive method does not depend on the size of the controlled shaft, the thickness of the rubber coating layer and the quality of the rubber. This method is universal. And the possibility of introducing electrical equipment during the rejection of rubberized shafts makes the operation more objective and high-quality, which ultimately leads to an increase in the reliability of technological equipment for finishing production of the textile industry, where rubberized shafts are installed.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION An acoustic method for controlling the quality of joining multilayer products is to excite free vibrations in a product by a shock vibrator, receive excited vibrations on the surface of the product, scan the product, measure the amplitude-frequency characteristics of the received vibrations and determine the quality of the product characterized in that, in order to increase the reliability of control of long metal products with an elastic coating, vibrations are excited from the end of the metal In addition, scanning of the receiving point is carried out by an elastic coating, and the absence of connection of the base with the coating is determined by an increase in amplitude and a decrease in the frequency of the maximum of the received vibrations.