RU2209343C2

RU2209343C2 - Method of check of cross section area of inner cavities of articles

Info

Publication number: RU2209343C2
Application number: RU2001103582A
Authority: RU
Inventors: А.И. Тодощенко; А.А. Анферов; Е.И. Иоффе; А.М. Минченков; В.В. Вшивков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2003-07-27

Abstract

FIELD: check of inner hard-to-get-at cavities of articles, for example inner cavity of stator of single-screw pump. SUBSTANCE: cavity is first filled with liquid which is then drained and change in volume of escaping liquid and level of liquid surface in cavity are noted continuously; present magnitude of cross-section area is found as derivative of function of change of volume of liquid in cavity depending on position of surface and local defects are found by graph. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при контроле качества изготовления внутренних труднодоступных полостей в деталях, узлах, сборках машин, например, внутренней полости статора одновинтового насоса. The invention relates to mechanical engineering and can be used to control the quality of manufacturing of internal hard-to-reach cavities in parts, assemblies, assemblies of machines, for example, the stator cavity of a single-screw pump.

Известен способ замера геометрических характеристик отверстий при помощи трехкоординатных измерительных машин и автоматов, предназначенных для измерения размеров по трем взаимно перпендикулярным направлениям (Д. Хофманн. "Техника измерений и обеспечения качества". Справочная книга. - М.: Энергоиздат, 1983, стр.289-294). При этом производятся прямые измерения в дискретных точках по окружности с помощью измерительных головок различных типов и по полученным дискретным значениям пересчетом определяются площадь поперечного сечения, средний диаметр, овальность и другие параметры. Однако дискретность измерений и габариты измерительных головок не позволяют эффективно использовать этот способ для труднодоступных криволинейных малогабаритных полостей, какими, например, являются полости статора одновинтового насоса. Кроме того, стоимость промышленной реализации этого способа чрезмерно высока. There is a method of measuring the geometric characteristics of holes using three-coordinate measuring machines and automatic machines designed to measure dimensions in three mutually perpendicular directions (D. Hofmann. "Measurement and quality assurance technique." Reference book. - M .: Energoizdat, 1983, p. 289 -294). In this case, direct measurements are made at discrete points around the circumference using measuring heads of various types, and the cross-sectional area, average diameter, ovality, and other parameters are determined from the obtained discrete values by recalculation. However, the discreteness of the measurements and the dimensions of the measuring heads do not allow to effectively use this method for hard-to-reach curvilinear small-sized cavities, such as, for example, the stator cavities of a single-screw pump. In addition, the cost of industrial implementation of this method is excessively high.

Известен также способ измерения площади поперечного сечения канала сложного профиля, например, статора одновинтового насоса путем фиксации объема полости на определенной длине заливкой жидкостью и определения площади сечения расчетным путем (см. журнал Техника машиностроения, 2000, 3 (25). Способ контроля размеров рабочей пары одновинтового насоса, стр. 52-53). Недостатком этого способа является то, что размеры сечения получают усредненными по всей внутренней поверхности, и эффективно способ может использоваться только для постоянного по всей длине поперечного сечения. There is also a method of measuring the cross-sectional area of a channel of a complex profile, for example, a stator of a single-screw pump by fixing the volume of the cavity at a certain length with liquid filling and determining the cross-sectional area by calculation (see the journal Engineering Engineering, 2000, 3 (25). single screw pump, pp. 52-53). The disadvantage of this method is that the dimensions of the section are averaged over the entire inner surface, and effectively the method can only be used for a constant across the entire length of the cross section.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных выше недостатков. The objective of the present invention is to remedy the above disadvantages.

Технический результат достигается тем, что в способе контроля площади поперечного сечения внутренних полостей изделий путем заполнения ее жидкостью после заполнения полости жидкостью ее опорожняют, непрерывно фиксируя изменение объема вытекшей жидкости и уровня зеркала жидкости в полости, а текущее значение площади поперечного сечения находят как производную функции изменения объема жидкости в полости от положения ее зеркала и по графику судят о местных дефектах, проявляющихся в виде скачкообразных нарушений его плавности. The technical result is achieved by the fact that in the method of controlling the cross-sectional area of the internal cavities of the products by filling it with liquid after filling the cavity with liquid, it is emptied, continuously recording the change in the volume of the leaked liquid and the level of the liquid mirror in the cavity, and the current value of the cross-sectional area is found as a derivative of the change function the volume of fluid in the cavity from the position of its mirror and according to the schedule they judge local defects, manifested in the form of spasmodic violations of its smoothness.

Сущность способа поясняется чертежом, где изображена деталь со сложной пространственной внутренней полостью 1, заполненной жидкостью. Слив жидкости из полости осуществляется открытием сливного вентиля 2, а контроль зеркала жидкости производится по манометрической трубке 3, вытекшая из полости 1 жидкость собирается в приемном баке 4. При опорожнении полости соблюдается условие
ΔV=S•ΔH,
где ΔV - изменение объема жидкости;
S - площадь поперечного сечения зеркала жидкости;
ΔН - изменение уровня зеркала жидкости.The essence of the method is illustrated in the drawing, which shows a part with a complex spatial internal cavity 1 filled with liquid. The liquid is drained from the cavity by opening the drain valve 2, and the liquid mirror is controlled by a pressure gauge 3, the liquid leaking from the cavity 1 is collected in the receiving tank 4. When emptying the cavity, the condition
ΔV = S • ΔH,
where ΔV is the change in liquid volume;
S is the cross-sectional area of the liquid mirror;
ΔН is the change in the level of the liquid mirror.

Отсюда следует, что

а при Δ --> 0

.It follows that

and as Δ -> 0

.

Если построить графическую зависимость (найти функцию) вылившегося объема жидкости V от уровня зеркала Н, то искомая площадь поперечного сечения в месте расположения зеркала жидкости определится как тангенс угла наклона этой касательной к зависимости (как производная функции):

.If we construct a graphical dependence (find the function) of the spilled liquid volume V on the level of the mirror H, then the desired cross-sectional area at the location of the liquid mirror is defined as the tangent of the angle of inclination of this tangent to the dependence (as a derivative of the function):

.

Порядок (последовательность) проведения измерений следующий (см. чертеж):
1. В порядке подготовки к проведению измерений заливают контролируемую полость 1 жидкостью (например, водой) при закрытом сливном вентиле 2.The order (sequence) of measurements is as follows (see drawing):
1. In preparation for measurements, fill the controlled cavity 1 with liquid (for example, water) with the drain valve 2 closed.

2. Открывают вентиль 2. 2. Open valve 2.

3. Непрерывно фиксируют изменение уровня зеркала жидкости Н (например, используя манометрическую трубку 3) и объема жидкости V в измеряемой полости (например, по уровню жидкости в мерной емкости 4). 3. Continuously record the change in the level of the liquid mirror H (for example, using a pressure gauge 3) and the volume of liquid V in the measured cavity (for example, according to the liquid level in the measured tank 4).

4. Строят зависимость (определяют функцию) V=f(H), например, подавая на двухкоординатный самописец команды, пропорциональные изменениям уровней в контролируемой полости 1 и в мерной емкости 4. 4. Build the dependence (determine the function) V = f (H), for example, by issuing commands to the two-coordinate recorder proportional to changes in levels in the controlled cavity 1 and in the measured tank 4.

5. Определяют тангенс угла наклона касательной (производную) зависимости V=f(H) (например, графически). 5. Determine the tangent of the tangent angle (derivative) of the dependence V = f (H) (for example, graphically).

6. Проводят пересчет (с учетом масштаба) полученного результата на площадь поперечного сечения

.6. Conduct recounting (taking into account the scale) of the result on the cross-sectional area

.

Если на каком-то участке движения зеркала (ΔН) площадь поперечного сечения не изменяется (0-1, 2-3, 3-4, 4-5, 5-6 на чертеже), то на графике V= f(H) этому участку будет соответствовать прямая наклонная линия, конические участки (1-2) отображаются на графике V=f(H) в виде криволинейных участков, а местные (локальные) дефекты (раковины, поры, трещины, наросты) проявляются в виде скачкообразных нарушений плавности графика (см. чертеж). Причем об объеме раковины (нароста) V_p (V_n) можно судить по величине подъема (снижения) графика зависимости V=f(H), а об ее местонахождении - по месту появления скачкообразного изменения плавности графика.If at some section of the mirror’s movement (ΔН) the cross-sectional area does not change (0-1, 2-3, 3-4, 4-5, 5-6 in the drawing), then on the graph V = f (H) this the section will correspond to a straight inclined line, conical sections (1-2) are displayed on the graph V = f (H) in the form of curved sections, and local (local) defects (shells, pores, cracks, growths) appear as spasmodic disturbances in the smoothness of the graph (see drawing). Moreover, the volume of the shell (growth) V _p (V _n ) can be judged by the magnitude of the rise (decrease) of the dependence graph V = f (H), and its location - by the place of occurrence of an abrupt change in the smoothness of the graph.

Следует отметить, что время проливки не влияет на результат измерений, поэтому подбором (регулировкой) проходного сечения вентиля 2 можно устанавливать удобную для проведения измерений продолжительность опорожнения полости, а также изменять проходное сечение вентиля в процессе измерений. It should be noted that the pouring time does not affect the measurement result; therefore, by selecting (adjusting) the passage section of the valve 2, it is possible to set the duration of the cavity emptying convenient for measurements, as well as change the passage section of the valve during the measurement.

Кроме того, вместо опорожнения контролируемой полости с таким же успехом можно использовать ее наполнение. При этом (см. чертеж) изменяется только исходное рабочее положение (т.е., мерная емкость 4 снабжена вентилем 2 и располагается над контролируемой полостью 1), а порядок измерений полностью сохраняется. In addition, instead of emptying the controlled cavity, it is equally possible to use its filling. In this case (see the drawing), only the initial operating position changes (i.e., the measuring tank 4 is equipped with a valve 2 and is located above the controlled cavity 1), and the measurement order is completely preserved.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет контролировать (замерять) площадь поперечного сечения в труднодоступных внутренних полостях деталей машин и механизмов и не требует больших затрат при реализации. Thus, the proposed method allows you to control (measure) the cross-sectional area in hard-to-reach internal cavities of machine parts and mechanisms and does not require large expenditures for implementation.

Claims

A method of controlling the cross-sectional area of the internal cavities of products by filling it with liquid, characterized in that after filling the cavity with liquid it is emptied, continuously recording the change in the volume of the leaked liquid and the level of the liquid mirror in the cavity, and the current value of the cross-sectional area is found as a derivative of the function of changing the volume of liquid in the cavity from the position of its mirror and according to the schedule, local defects are shown, manifested in the form of spasmodic violations of its smoothness.