RU1812486C - Устройство дл прочностного контрол стержневых элементов резьбовых пар - Google Patents

Abstract

Использование: в контрольно-испытательной технике. Сущность изобретени : на резьбовом окончании стержневого элеменА та 1. образующего с гайкой 2 контролируемую пару, закреплена тензометрическа  гайка 4 с трем  щупами 5. На гладкой части стержневого элемента 1 закреплен держатель магнитных рецепторов 12, св занных со стабилизированным генератором 27 фиксированных частот. Выходы усилительных узлов через детектирующе-фильтрующйе  чейки и через переключатель св заны с двухвходовой логической схемой И/ИЛИ и с двум  контрольными цеп ми. К выходу логической схемы подключен исполнительный релейный блок 46 с регулируемыми порогами срабатывани .3 ил. 7р  Л

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использск вано дл  неразрушающего след щего контрол  за прочностным состо нием элементов и узлов механических систем в процессе их функционировани .

Цель изобретени  состоит в повышении надежности и достоверности результатов прочностного контрол  при упрощении конструкции контролирующего устройства.

На фиг. 1 представлена конструкци  электромеханической части предлагаемого устройства; на фиг. 2 - разрезы А-А, В-В и вид по стрелке Б на фиг. 1; на фиг. 3 - схема электронного блока этого устройства.

Стержневой элемент 1 и гайку 2, образующие подлежащую прочностному контролю резьбовую пару 1-2, устанавливают между захватом или опорной плитой 3 пуль- саторной установки и ее действующей снизу с силой 2Р т гой (на чертеже не показана). На верхнем резьбовом окончании стержневого элемента 1 (на его хвостовой части) закрепл етс  тензометрическа  гайка 4 (тензогайкз), выполненна  с трем  щупами 5, которые исход т из головной верхней ча- ctVi тензогайки и равноинтервальнр разнесены по ее периферии.

Щупы 5, ортогональные к плоскости тензогайки 4, направлены вниз - в сторону гладкостеннрй части стержневого элемента испытуемой резьбовой пары 1-2.

Верхний торец головной части тензогайки 4 выполнен с круговым углублением 6, концентричным относительно резьбового отверсти  тензогайки. Образуемый при этом углублением б кольцевой выступ 7 на верхнем торце тензогайки 4 расчленен радиальными прорез ми 8 на три выступающих дуги 9, в наружные цилиндрические поверхности которых упираютс  окончани  контровочных шпилек 10, радиально расположенных в каналах внешнего кольцеобразного выступа 11 на верхнем торце головной части тензогайки 4.

На гладкой, свободной от резьбы нижней части стержневого элемента 1 испытываемой резьбовой пары 1-2 закрепл етс  держатель двухобмоточных магнитных рецепторов 12, который выполнен в виде немагнитного кольца 13, имеющего ступенчатый радиальный профиль.

Расширенна  (нижн   по чертежу) часть немагнитного кольца 13, содержаща  радиально расположенные магнитные рецепторы 12, выполнена с трем  равноинтервально разнесенными сегментными срезами 14, на плоские боковые поверхности которых выход т рабочие зазоры двухобмоточных магнитных рецепторов 12.

Верхн   суженна  часть ступенчатого немагнитного кольца 13 держател  содержит в своих равноинтервально разнесенных радиальных каналах три фиксирующих винта 15 дл  закреплени  кольца 13 на стержневом элементе 1 испытуемой резьбовой пары 1-2.

Окончани  щупов 5 тензометрической гайки 4 выполнены с прорез ми 16, которые

переход т в отверсти  дл  винтов 17, имеющих шлицы 18 на резьбовом конце и плоскую головку 19, располагаемую против рабочего зазора соответствующего магнитного рецептора 12. Прорези 16 у окончаний

5 щупов 5 тензогайки 4 снабжены ст гивающими болтами 20, предназначенными дл  фиксации винтов 17 в положении, при котором обеспечиваетс  оптимальное исходное рассто ние 0) поверхностей их плоских го0 ловок 19 от окончаний пар полюсов С-образ-. ных мзгнитопроводов рецепторов 12.

Три магнитных рецептора 12, имеющих С-образные магнитопроводы - соответственно 21, 22 и 23, параллельно св заны сво5 ими первичными обмотками 24, 25, 26 с выходом стабилизированного генератора 27 фиксированных частот. Первые одноименные , (синфазные по наводимым ЭДС) выводы вторичных повышающих обмоток

0 28, 29, 30 всех трех магнитных рецепторов 12 (нижние концы этих обмоток) соединены между собой непосредственно, в то врем  как между верхним концом вторичной превышающей обмотки 29 одного из магнитных

5 рецепторов 12 и верхними концами вторичных повышающих обмоток 28 и 30 двух других магнитных рецепторов 12 включены первичные обмотки 31 и 32 двух межканальных трансформаторов 33 и 34, ко вторичным

0 повышающим обмоткам 35 и 36 которых раздельно присоединены входы пары усилительных узлов 37, 38.

Выходы усилительных узлов 37 и 38 через детектирующе-фильтрующие  чейки 39,

5 40 св заны с перекидными контактами спаренного двухпозиционного переключател  41, 42, левые (по схеме) неподвижные контакты которого соединены с двухвходовой логической схемой И/ИЛИ 43, в то врем  как

0 правые неподвижные контакты переключател  41, 42 раздельно соединены с двум  контрольными цеп ми, содержащими стрелочные индикаторы 44 и 45.

К выходу логической схемы И/ИЛИ 43

5 подключен исполнительный релейный блок

46 с регулируемыми порогами срабатывани , выход которого св зан с контактором.

47 электропривода пульсаторной установки и с блоком 48 световой и акустической сигнализации .

Устройство функционирует следующим образом.

Предварительно производ т исходную настройку первично-преобразовательной части устройства, дл  чего спаренный двух- позиционный переключатель 41, 42 устанавливают в правое по схеме положение, а к подлежащей исследованию резьбовой паре 1-2, установленной между захватом или опорной плитой 3 пульсаторной установки и ее нижней т гой (не показанной на черте- ,же), прикладывают посто нное усилие зат жки 2Р и вращением регулировочных винтов 17 добиваютс  одновременных нулевых показаний у обоих стрелочных индикаторов - 44 и 45.

Такой режим отвечает исходному состо нию контрольной системы, при котором установленные регулировочными винтами 17 воздушные зазоры между плоскими головками этих винтов и противолежащими им парными окончани ми полюсов С-образных магнитопроводов трех рецепторов 12 обеспечивают взаимное равенство уровней трех ЭДС, синфазно наводимых во вторичных повышающих обмотках. 28, 29, 30 всех трех магнитных рецепторов 12.

Поскольку первичные обмотки 31 и 32 межканальных повышающих трансформаторов 33 и 34 включены между одноименны- ми синфазными концами вторичных обмоток 28,29,30 магнитных рецепторов 12 и поскольку к первичным обмоткам 31 и 32 трансформаторов 33 и 34 встречно приложены синфазные и равные друг другу по амплитуде ЭДС со вторичных обмоток рецепторов 12, то в результате рассматриваемой исходной предварительной настройки (балансировки) первично-преобразовательной части устройства с помощью регулировочных винтов 17 напр жени  на первичных обмотках 31, 32, а, следовательно, и на вторичных обмотках 35, 36 межканальных трансформаторе в 33 и 34 окажутс  равными нулю.

Соответственно, на выходах усилительных узлов 37, 38 и на выходах детект ирую- ще-фильтрующих  чеек 39 и 40 сигналы будут равными нулю, что обусловливает и нулевые показани  стрелочных индикаторов 44 и 45, на которые скоммутированы выходы детектирующе-фильтрующих  чеек 39,40 переключателем 41, 12 в процессе исходной предварительной настройки и балансировки первично-преобразующей части описываемого устройства.

После проведени  указанной исходной предварительной настройки контрольной системы включают испытательную пульса- торную установку и, в случае отклонени 

стрелок индикаторов 44, 45 от нул  после 15-20 мин работы пульсаторной установки, производ т дополнительную корректировку контрольной системы регулировочными 5 винтами 17 до приведени  показаний индикаторов 44,45 к нулю. Затем скорректированное положение винтов 17 окончательно фиксируют ст гивающими болтами 20 и переключатель 41,42 перевод т в левое положение, при кото0 ром выходы детектирующе-фильтрующих  чеек 39, 40 подключаютс  к обоим входам логической схемы 43 И/ИЛИ.

В случае; если в процессе проведени  циклических усталостно-прочностных испы5 танийна пульсаторной установке у стержневого элемента 1 исследуемой резьбовой пары 1-2 не по вл етс  механический дефект в виде трещины, скола и т.п., то распределение пульсирующих осевых усилий по

0 поперечному сечению стержневого элемента 1 сохран етс  равномерным. При этом значени  воздушных зазоров между парными окончани ми полюсов С-образных мзг- нитопроводов трех магнитных рецепторов

5 12 - с одной стороны, и противолежащими им поверхност ми плоских головок 19 винтов 17 - с другой стороны.- сохран ютс  неизменными, равными ранее установленным величинам соответствующих воздуш0 ных зазоров, чем обусловливаетс  взаимное равенство уровней синфазных ЭДС, наводимых во вторичных повышающих обмотках 28, 29, 30 магнитных рецепторов 12.

Следовательно, при отсутствии дефек5 тов у испытываемой резьбовой пары 1-2 разности потенциалов, приложенных к первичным обмоткам 31 и 32 межканальных трансформаторов 33,34, будут сохран тьс  равными нулю, что определит нулевые зна0 чени  сигналов как на обоих входах логической схемы 43 И/ИЛИ, так и на выходах релейного исполнительного блока 46. Этим исключаетс  подача команд с выхода блока 46 на отключение контактора 47 электро5 привода испытательной пульсаторной установки , а также на включение блока 48 акустической и световой сигнализации.

При возникновении у стержневого элемента 1 испытуемой резьбовой пары 1-2

0 усталостной трещины в площади поперечного сечени  стержневого элемента 1 создаетс  концентраци  напр жени  у места по влени  дефекта (в виде трещины или скола ), что сопровождаетс  перераспределени5 ем приложенного к элементу 1 осевого пульсирующего усили  по всем поперечным сечени м стержневого элемента 1,

Вследствие происход щей при этом дифференциации продольной жесткости контролируемого стержневого элемента 1

по периферийной круговой области его поперечного сечени  рассто ни  между парными окончани ми полюсов С- образного магнитопровода каждого из магнитных рецепторов 12 и поверхностью противолежащей ему плоской головки 19 соответствующего регулировочного винта 17 будут измен тьс  в различной мере , индивидуально отлича сь у каждого из рецепторов,.

Поскольку трещина у стержневого элемента 1 исследуемой резьбовой пары 1-2 всегда возникает по окружности наименьшего радиуса резьбы у основани  ее первого рабочего витка, то по вление и развитие указанной трещины влечет за собой отклонение пространственно-угловой ориентации торцовой части стержневого элемента относительно общей продольной оси гладкой части стержн . При этом возникновению и развитию трещины в углублении под первым рабочим витком резьбы у стержневого элемента испытуемой резьбовой пары 1-2 сопутствует одностороннее параллельное отклонение всех трех щупов 5 тензомет- рической гайки 4 относительно продольной оси гладкой нижней части стержн , что приводит к по влению различий в пол рности и абсолютной величине приращений у воздушных зазоров д между парными окончани ми С-образного магнитопровода каждого из трех магнитных рецепторов 12 и расположенными против этих рецепторов плоскими головками 19 соответствующих регулировочных винтов 17, закрепленных у нижних окончаний щупов 5 тензометриче- ской гайки 4,

Сопровождающее возникновение и рост трещины в стержневом элементе 1 по-  вление различий в рассто ни х между пар- ными окончани ми магнитопроводов рецепторов 12 и расположенными против них плоскими головками 19 винтов 17 приводит к дифференцированному изменению коэффициентов передачи (св зи) по напр жению между первичными 24, 25, 26 и вторичными 28, 29, 30 обмотками трех магнитных рецепторов 12, в результате чего на первичные обмотки 31 и 32 межканальных трансформаторов 33 и 34 поступают переменные сигналы, определ емые попарными разност ми переменных ЭДС на вторичных обмотках 2 8,29 и 30 трех ма гнитных рецепторов 12.

Постуттающие при этом со вторичных повышающих обмоток 35 и 36 межканальных трансформаторов 33 и 34 на входы уси- лительных узлов 37 и 38 переменные сигналы после их раздельного усилени  подаютс  на входы детектирующе-фильтрующих  чеек 39 и 40, с выходов которых выпр мленные напр жени  посто нного тока через контакты переключател  41,42, наход щегос  в левом по схеме рабочем положении,

раздельно поступают на входы логической схемы И/ИЛИ 43, выходной сигнал которой воздействует на релейный исполнительный блок 46 с плавно регулируемыми порогами срабатывани .

0 В виду того, что перед проведением прочностных испытаний чувствительность релейного исполнительного блока 46 заранее программируетс  на определенный порог срабатывани , то по достижении образо5 вавшимс  в контролируемом изделии дефектом определенной стадии (фазы) развити  с левого по схеме выхода релейного исполнительного блока 46 подаетс  команда на включение блока 48 световой

0 и акустической сигнализации, а с первого- выхода релейного исполнительного блока 46 поступает команда (сигнал) на отключение контактора 47 электропривода испытательной пульсаторной установки.

5 Пороги срабатывани  и врем  выдачи релейным исполнительным блоком 46 команды на включение блока 48 сигнализации и команды на отключение контактора 47 электропривода испытательной пульсатор0 ной установки могут устанавливатьс  в описываемой системе как одинаковыми, так и различными.

При одновременной подаче команд с выхода релейного блока 46 на контактор 47

5 электропривода пульсаторной устанбвки и на блок 48 акустический и световой сигналы с выхода этого блока по вл ютс  в момент автоматического останова пульсаторной установки , который происходит вследствие

0 обнаружени  контрольной системой прочностного дефекта у стержневого элемента 1 испытываемой резьбовой пары 1-2.

В случае, если пороги срабатывани  релейного исполнительного блока 46 установ5 лены различными по его двум выходам, то по достижении процессом развити  трещины определенной, заранее запрограммированной стадии командный сигнал с левого выхода релейного исполнительного блока

0 46 подаетс  на блок 48 светоакустической сигнализации, по сигналу которого оператор записывает соответствующее показание счетчика рабочих циклов пульсаторной установки, котора  продолжает и далее фун5 кционировать до поступлени  последующей команды с правого выхода релейного исполнительного блока 46 на контактор 47.

При этом контактор 47 осуществл ет выключение электропривода и останов испытательной пульсаторной установки в момент достижени  элементами исследуемой резьбовой пэры 1-2 критической стадии разрушени , после чего оператор производит сн тие со счетчика рабочих циклов пуль- саторной установки второго показани , характеризующего полный рабочий ресурс исследуемого издели .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  прочностного контрол  стержневых элементов резьбовых пар, содержащее пульсаторную установку с контактором электропривода, счетчиком рабочих циклов, узлом захвата контролируемого издели  и т гой, стабилизированный генератор фиксированных частот, держатель магнитных рецепторов с трем  равномерно расположенными по его периферии двухобмоточными магнитными рецепторами , выполненными на С-образных магнито- проводах с рабочими полюсами, св занных своими первичными обмотками с выходом стабилизированного генератора фиксированных частот, усилительные узлы, детекти- рующе-фильтрующие  чейки, логическую схему И/ИЛИ, исполнительный релейный блок с регулируемыми порогами срабатывани , св занный выходами с контактором электропривода пульсаторной установки и с блоком световой и акустической сигнализации , межканальные трансформаторы, измерительные цепи, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и достоверности результатов контрол  при упрощении конструкции, оно снабжено тензометрической гайкой, контровочными винтами, винтами с плоской головкой и шлицем на торце резьбовой части, ст гивающими винтами, спарен ны м двухпозиционным переключателем с перекидными контактами, стрелочными индикаторами, тензометрическа  гайка выполнена с трем  равномерно расположенными на одном из ее торцов по окружности щупами, перпендикул рными к упом нутому торцу, другой торец тензометрической гайки выполнен с концентричным ее резьбовому отверстию круговым пазом, образующим два кольцеобразных выступа - наружный и внутренний, во внутреннем выступе выполнены три открытых с торца радиальных паза, образующих три сегмен- тообразных ча сти, в наружном кольцеобразом выступе выполнены резь- бовые радиальные отверсти , в которых размещены контровочные винты, контактирующие с сегментообразными част ми внутреннего кольцеобразного выступа, держатель рецепторов выполнен в виде ступенчатого немагнитного кольца, на периферийной поверхности ступени с большим диаметром которого выполнены три равномерно расположенные по окружности площадки, а на ступени меньшего диаметра

   - три радиальных резьбовых отверсти , в которых размещены винты дл  креплени  держател  и гладкой части испытуемого стержневого элемента, магнитные рецепторы размещены в ступени большого диаметра рздиально, а рабочие окончани  полюсов рецепторов - на площадках, свободна  концева  часть каждого из щупов выполнена с радиальным резьбовым отверстием, прорезью и перпендикул рным прорези отверстием дл  ст гивающих винтов, винты с плоской головкой размещены в резьбовых отверсти х щупов соосно с площадками держател  и соответствующими магнитными рецепторами , логическа  схема выполнена двухвходовой , а измерительные цепи - со стрелочными индикаторами, одноименные концы вторичных повышающих обмоток магнитных рецепторов соединены между собой , между вторым концом вторичной обмотки одного из рецепторов и вторыми концами вторичных обмоток двух других рецепторов подсоединены первичные обмотки двух межканальных трансформаторов, к вторичным повышающим обмоткам межканальных

   трансформаторов раздельно присоединены входы двух усилительных узлов, св занных своими выходами через две детектирующе- фильтрующие  чейки и через перекидные контакты спаренного двухпозиционного переключател  с двум  измерительными цеп ми и с двухвходовой логической схемой ; И/ИЛИ, к выходу-которой подключен исполнительный релейный блок с регулируемыми

   порогами срабатывани .