Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Имени М. Т. Калашникова
Факультет «Приборостроительный»
Кафедра «Приборы и методы контроля качества»
Лабораторная работа №2 По дисциплине «Программные средства моделирования»
Выполнил: студент группы 6-74-1
Петров К.В.
Проверил: канд. тех. наук, доц.
Стрижак В.А.
Ижевск 2012.
Содержание
Глава 1 Обзор литературы 4
1.1 Классификация пружин 4
1.2 Дефекты пружин 6
1.3 Технологические процессы производства пружин 8
1.3.1 Навивка пружин в горячем состоянии 8
1.3.2 Навивка пружин в холодном состоянии 10
1.3.3 Термическая обработка пружин 12
1.4 Контроль и испытание пружин 13
1.4.1 Контроль геометрии пружин 13
1.4.2 Испытание пружин 14
1.4.3 Визуально-оптический метод контроля 15
1.4.4 Магнитопорошковый метод контроля 15
1.4.5 Люминесцентный метод контроля 16
1.4.6 Электромагнитно-акустический метод контроля 17
1.5 Вывод к главе 1 18
Глава 2 Теоретические исследования 20
2.1 Электромагнитно-акустическое преобразование 20
2.2 Моделирование системы подмагничивания 24
Глава 3 Экспериментальные исследования 27
3.1 Описание экспериментальной установки 27
3.2 Проектирование электромагнитно-акустического преобразователя 28
3.3 Описание зарегистрированных сигналов 30
Список использованной литературы 33
Рисунок 1Формы пружин 4
Рисунок 2 Схема стандартного расположения источников полей относительно границы металла 21
Рисунок 3 Различные конфигурации поля подмагничивания и электромагнитных полей 22
Рисунок 4 Возбуждение поперечных волн в витке пружины 24
Рисунок 5 Геометрическая модель моделирования 25
Рисунок 6 Результат моделирования 25
Рисунок 7 График изменения нормальной составляющей магнитного поля (Bn) при обходе по контуру 26
Рисунок 8 Функциональная схема экспериментальной установки 27
Рисунок 9 Схематическое изображение электромагнитно-акустического датчика для генерации поперечной волны. 29
Рисунок 10 Конструкция преобразователя 30
Рисунок 11 Полученный преобразователь с системой подмагничивания на витке пружины 30
Рисунок 12 Эхограмма при параллельной ориентации поля подмагничивания в витке и оси навивки пружины 31
Рисунок 13 Эхограмма перпендикулярной ориентации поля подмагничивания в витке и оси навивки пружины 32
Глава 1 Обзор литературы
Классификация пружин
Витые пружины классифицируют в зависимости от формы, способа изготовления, направления навивки, назначения и характера работы.
По форме пружины в основном разделяют на цилиндрические, конические, фасонные, плоские и спиральные (рисунок 1).
Рисунок 1Формы пружин
(а, б – цилиндрические, в – конические, г – бочкообразные, д – фасонные, е – плоские, ж – спиральные)
Цилиндрические, конические и фасонные витые пружины разделяют по направлению навивки.
У пружин с правой навивкой витки уложены по ходу часовой стрелки, а у пружин с левой навивкой витки уложены против хода часовой стрелки.
По характеру действия на пружины нагрузки делятся на периодически действующие и постоянно действующие. К периодически действующим относятся нагрузки, испытываемые пружинами через определенные промежутки времени. Такие нагрузки испытывают пружины в механизме рычажного затвора, в храповом механизме, в собачках, в накатнике орудия и др. К постоянно действующим (с плавным нарастанием или убыванием) относятся нагрузки, которым подвергаются пружины непрерывно. Такие нагрузки испытывают и спиральные пружины часов, динамометров и других механизмов.
По виду нагрузки различают пружины растяжения, сжатия, кручения и изгиба. Пружины, работающие на растяжение, подвергаются продольно-осевой нагрузке, т. е. под действием нагрузки растягиваются вдоль оси пружины. При смятии нагрузки пружина принимает исходное положение — сжимается. Пружины растяжения изготовляют цилиндрической, конической и бочкообразной формы.
Пружины, работающие на сжатие, подвергаются продольно-осевой нагрузке и сжимаются под ее действием. При снятии этой нагрузки пружина принимает исходное положение — расправляется. Пружины сжатия по виду опорных плоскостей могут быть с не прижатыми и прижатыми заточенными или шлифованными крайними витками. Последние получают тщательной обработкой, опорные плоскости их должны быть перпендикулярны оси пружины. Для создания надежной опоры каждый торцовый виток на длине поджимается к соседним виткам, предварительно обрабатывается и окончательно шлифуется так, чтобы на длине витка от конца образовалась опорная плоскость, перпендикулярная оси пружины. Шлифованная поверхность показана на рис. 55 штриховкой.
При больших нагрузках используются составные пружины, состоящие из нескольких концентрически расположенных обычных пружин сжатия, воспринимающих
Пружины, работающие на кручение, подвергаются нагрузке моментом от пары сил, действующих в параллельных плоскостях, перпендикулярных оси на нагрузку одновременно. Для устранения закручивания торцовых опор и перекоса пружины размещают одну в другой с последовательным сочетанием правой и левой навивки пружины. В основном пружины кручения работают на изгиб. Такие пружины широко применяют в технике, как пружины прижимные, возвратные и как упругие звенья силовых передач.
Плоские пружины работают только на изгиб под действием изгибающих нагрузок. К плоским пружиним относят рессоры, широко применяемые в железнодорожном и автомобильном транспорте [18].