Лекція № 2 Тема: “Визначення зносів поверхонь деталей машин методами контролю, що не руйнують.” (4г.)

1.Дефекти деталей машин і механізмів.

Основними дефектами деталей є зміна геометричних розмірів чи розмірів відхилення від розмірів заданих ТУ; корозія деталей; структурні зміни в матеріалі деталей і ін.

а) у структурі матеріалу:

• місцеві (різні порушення суцільності);

• розподіл у локальних зонах (ліквації, скупчення неметалічних включень, зони неповного загартування і перегартування, корозійні поразки, місцевий наклеп);

• рівномірно розподілені по всьому обсязі, усередині виробу чи поверхні (загальна невідповідність хімічного складу, структури, якості механічної обробки й ін.).

б) у процесі виготовлення (перетяг кріпильних виробів, неспіввісність валів і т.д.).

в) у процесі експлуатації (порушення навантажувальних режимів, температурних, швидкісних режимів експлуатації, невідповідність пального та мастильних матеріалів.

По походженню дефекти підрозділяються:

• виникаючі в процесі плавлення і лиття (невідповідність хімічного складу, жужільні забруднення, усадочні раковини, газові пори, розшарування й ін.;

• виникаючі при термообробці (гартівні тріщини, тендітні шари, пове-рхневе насичення вуглецем, азотом і т.д.);

• при механічній обробці (сліди грубої обробки шліфувальні оппеки, тріщини й ін.);

• при виправленні і монтажі (рихтовочні тріщини, задирки, надрізи, ризики);

• при зварюванні (зварювальні тріщини, пори, жужільні забруднення);

• при експлуатації (втомлені тріщини, механічні ушкодження, наклеп у місцях сполучення деталей, різні види корозії).

По розташуванню дефекти підрозділяються на внутрішні (глибинні і зовнішні), поверхневі і підповерхневі.

2.Застосовувані методи контролю при дєфіктації деталей.

1 група методів контролю – це методи засновані на міряльних інструментах. Область застосування: контроль геометричних розмірів деталей на всіх стадіях.

2 група методів – капілярні методи контролю. Область застосування: для виявлення дефектів поверхневих і підповерхневі (у виді тріщин) розшарувань. Широко використовуються на етапах зборки, експлуатації і капремонті.

Технічні засоби для здійснення контролю капілярними методами – пульт для подачі рідини; устаткування для видалення рідини; установка з ультрафіолетовим випромінюванням.

«+» простота конструкції, виявлення великого % дефектів.

«-» у закритих місцях дефекти не виявляються.

Схема процесу капілярної дефектоскопії на КД-40ЛЦ

а) нанесення і проникнення пенетранта в несплошности;

Б) видалення надлишків пенетранта; в) нанесення прояву рідини; г) прояв несплошности ультрафіолетовим опроміненням при люминисцентной дефектоскопії.

3 група методів – методи засновані на застосуванні ультразвуку (  20 000 Гц) за допомогою ультразвукових дефектоскопів типу УД-10УА; УД-11ПУ; УД-12ПУ (СРСР); УСИП-12, УСК-7 (ФРН). Розробка ИЭС ім. Е.О.Патона ДУК-75; У-664- контроль зварювальних з'єднань. (Поширені – тіньовий, дзеркальнотіньовий, луна-метод і т.д.). Область застосування: для контролю виробів на глибину від 1 мм до 2,5 м на стадії експлуатації і ремонту. Визначає глибину, розміри, форму і координати дефекту але не його вид.

«+» 1) Можна проконтролювати деталь на будь-якому рівні по глибині на предмет наявності дефектів їхньої кількості і концентрації.

2) Зафіксувати форму, координати зауваження дефекту.

«-» 1) Контроль можна вести по глибині тільки  1 мм, при h « 1 мм деталь не піддається контролю виникає шумовий ефект;

2) при контролі деталі цим методом необхідна попередня підготовка поверхні виробу.

4 група методів– радіаційні методи контролю засновані на реєстрації й аналізі йонизуючого випромінювання при його впливі з контрольованим виробом.

Для промислової радіаційної дефектоскопії використовують рентгенів-ські переносні і стаціонарні апарати типу РУП, РАП, Світу, гамма-дефектоскопії – ГУП, РИД, гаммарід, гаммамат, у яких застосовуються джерела випромінювання Тулою-170, селенів – 75, іридій – 192; цезій – 137, кобальт – 60.

Область застосування: у машинобудуванні для визначення структур металу, для визначення глибини термообробленого шару, для визначення механічних властивостей деталей, пошука дефектів.

Рис. 4.

Основні радіаційні методи, застосовувані для одержання інформації про дефекти: 1) радіографічний; 2) радіоскопічний; 3) сцинтілляційний; 4) позиційний. Основна величина характерного дефекту – інтенсивність випромінювання при просвічуванні деталі. Вимір товщин виробів – ТОР-3; ИТХ-5736; ТРХ-7195; ИТ-5465; РГ-7015.

«+». Ефективний.

«-». Вимагає спеціальних приміщень і захисту, небезпечний для здоров'я, вимагає операторів високої кваліфікації.

5 група методів – оптичні методи контролю засновані на взаємодії світлового випромінювання з поверхнею контрольованого об'єкта.

Область застосування: використовується для контролю геометричних параметрів деталей у важкодоступних місцях; для контролю виробів, що вимагають підвищену точність. А також для контролю розмірів дроту: аркушів, труб, прутків, профілів.

Устаткування – проектори 4П-1; ПО-1; прилади – ИПР, БІТ; ТАИР; МТУ-1; ЛП-1 і ін.

«+». Висока точність до 0,0005 мм. Вседоступність.

«-». Велика складність, дорожнеча устаткування. Необхідні висококваліфіковані кадри.

6 група методів – голографія. Голограма виходить у результаті інтерференції розділеного на двох частин монохроматичного потоку випромінювання лазера: розсіяного голографіруемим об'єктом і прямого (опорного) пучка, що падає на фотопластинку, минаючи об'єкт. Голограми містять усю необхідну інформацію про об'єкт.

Голограми дозволяють виконати прямий вимір розмірів об'єкта, знаходити координати окремих крапок, вивчати його рельєф, форму т т.д. Вони служать для визначення величин деформацій, вібрацій, відхилень від еталона і т.д., порівнянних з довжиною хвилі випромінювання викорис-товуваного лазера.

«+». 1.Бесконтактность.

2.Висока чутливість.

3.Об'ємність зображення.

4.Можливість дослідження об'єктів з поверхнями, що дифузійно-відбивають, що неможливо в звичайної інтерферометрії.

5.Порівняльна простота голографічних установок.

7 група методів – вихретокова дефектоскопія заснована на взаємодії електромагнітного поля вихретокового перетворювача з електромагнітним полем вихрових струмів, що наводяться в контрольованому виробі, щільність яких залежить від властивостей матеріалу В.К. установлює залежність між величинами активного і реактивного опору перетворювача при зміні електропровідності, магнітної проникності, розмірів і форми контрольованого об'єкта. Область застосування: для контролю деталей і виробів, як правило, на стадії виготовлення з метою визначення їхньої відповідності Т.У.

Визначають нормальну складову поля утвореного тріщинами.

Дефектоскопи: ИПП-1М, ИДП-1; ЭЗТМ, ВД-30П (СРСР), ФВ-450 (США), ВД-40Н, «Проба-5»; ППД-1МУ (РСР).

Визначення зносу ваговим методом.

Знос визначається по різниці ваг до і після іспиту. Випробуються в основному в лабораторних умовах (у виробничих умовах – рідко, тому що маса деталей велика).

Устаткування – аналітичні ваги типу ВЛ-200.

Питомий ваговий знос.

М – маса матеріалу, загублена чи деталлю утворять у процесі іспитів.

S – фактична площа робочої поверхні;

l – шлях пробігу.

Визначення зносу методом штучних баз.

Полягає в тім, що на робочій поверхні випробуваного зразка поперед-ньо виготовляються поглиблення визначеної форми і розмірів, і виробляється виміру його висоти до і після іспитів. Здебільшого поглиблення виконуються за допомогою інденторів на твердомірах Роквела, Вікерса, ПМТ-3.

Метод визначення зносу вирізаними лунками.

Для іспиту даним методом застосовують прилад М.Хрущьова – Е.Берковича. Прилад містить алмазний різець з ручним приводом і оптичною системою для виміру довжини лунки.