Способ измерения площади контакта деталей в соединениях с натягом

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОЩАДИ КОНТАКТА ДЕТАЛЕЙ В СОЕДИНЕНИЯХ С Н ТЯГОМ, заключающийся в том,что нагревают зону контакта деталей и по величине измеренного информативного параметра определяют искомую площадь контакта, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения производительности и точности, возбуждают в соединении собственные резонансные колебания и регистрируют их частоту, нагревают соединение калиброванным импульсом, вторично возбуждают и измеряют частоту собственных колебаний , а о площади контакта деталей судят по времени изменения собственной частоты до его начального значения .

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

091 ОИ

353) G 01 Н 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3561173/18-28 (22) 02.03.83 (46) 30.05.84. Бюл. Р 20 (72) Ю.Н.Кузуб и Б.M.Àðïåíòüåâ (53) 620.178.53(088.8) (56) 1. Демкин Н.Б., Ланков А.А.

Определение фактической площади касания двух твердых тел при помощи угольных пленок. — "Заводская лаборатория, 1965, Ф 6.

2. Попов В.М. Теплообмен в зоне контакта разъемных и неразъемных соединений. М., "Энергия", 1971, с.. 162-166 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОЩАДИ

КОНТАКТА ДЕТАЛЕЙ В СОЕДИНЕНИЯХ С НАТЯГОМ, заключающийся в том,что нагревают зону контакта деталей и по величине измеренного информативного параметра определяют искомую площадь контакта, отличающийся тем, что, с целью повьппения произво1 дительности и точности, возбуждают в соединении собственные резонансные колебания и регистрируют их частоту, нагревают соединение калиброванным импульсом, вторично возбуждают и измеряют частоту собственных колебаний, а о площади контакта деталей судят по времени изменения собственной частоты до его начального значения.

109504 G

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля изделий машиностроения и может быть использовано в любой отрасли машиностроения.

Известен способ измерения площади контакта по методу нанесения тонких угольных пленок на контактирующие поверхности в соединении (11 .

Недостатком известного способа является необходимость разборки сое1О динения, что неприемлимо для соединений с натягом, собранных методом запрессовки. Измерения описанным способом малопроизводительны, так как нанесенйе тонких угольных пленок, сбор-15 ка и разборка соединений, подсчет числа и площади пятен касаний фактического контакта трудоемок.

Поэтому известный способ измерения площади контакта в соединениях непригоден для применения в условиях массового производства.

Наиболее близким к изобретению является способ измерения площади контакта деталей в соединениях с натягом, заключающийся в том, что нагревают зону контакта деталей и по величине измеренного информативного параметра определяют искомую площадь контакта. 30

Согласно этому способу измерения тепловой поток с постоянной для данного опыта плотностью пропускается через место контакта деталей. При

31 установлении стационарного теплового режима производится измерение температур в характерных точках по длине образцов. По измеренным в образцах температурам и координатам точек расположения спаев термопар строится графическая зависимость изменения температуры.

Температурный перепад, имеющий место в зоне контакта и характеризующий его термическое сопротивление (площадь контакта), определяется по полученной графической зависимости f2).

Недостатком указанного способа

50 является низкая производительность измерений., так как время установления стационарного теплового потока через образец составляет несколько часов. Кроме этого, такой способ измерения предусматривает установку термопар на поверхности образца,что трудоемко и снижает точность измерений из-за непостоянства термического контакта термопар с деталями соединений.

Цель изобретения — повышение производительности и точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения площади контакта деталей в соединениях а натягом, заключающемуся в гом, что нагревают зону контакта деталей и по величине измеренного информативного параметра определяют искомую площадь контакта, возбуждают в соединении собственные резонансные колебания и регистрируют их частоту, нагревают соединение калиброванным импульсом, вторично возбуждают и измеряют частоту собственных колебаний, а о площади контакта деталей судят по времени изменения собственной частоты до его начального значения.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для осуществления способа измерения площади контакта деталей в соединениях с натягом, на фиг. 2— пример записи импульса тока в индукторе устройства, с помощью которого осуществляется калиброванный импульсный нагрев соединений с натягом; на фиг. 3 — пример записи изменения собственной частоты колебаний соединения за время уравновешивания температуры между валом и втулкой, на фиг. 4 — геометрические размеры исследуемого соединения, на фиг. 5— графическая зависимость между временем уравновешивания температуры и площадью контакта деталей в соединении.

Устройство для осуществления способа измерения площади контакта деталей в соединениях с натягом содержит индуктор 1 соленоидного типа, в который помещается исследуемое соединение вала 2 со втулкой Э, генератор

4 калиброванных импульсов тока, релезадатчик 5 времени, усилитель 6, датчик-вибратор 7 и датчик-приемник 8.

Вибратор и приемник, устанавливаемые на детали, образуют совместно с фазовращателем 9 и регулятором 10 амплитуды цепь положительной обратной связи в усилителе 6. Значение частоты собственных колебаний соединения определяется по показаниям частотомера 11. Момент совпадения измененной собственной частоты колебаний

1095040,соединения с ее начальным (до нагре-. ва) значением определяется програм,мным блоком 12, соединенным с частотомером 11 и с реле 13 отсчета времени.

Способ измерения площади контакта деталей в соединениях с натягом осуществляют следующим образом.

Соединение помещают в индуктор 1 и принудительно возбуждают в нем (например, путем удара) собственные колебания. При этом в цепи обратной связи, состоящей из усилителя 6, датчика- вибратора 7, контролируемого соединения, датчика-приемника 8, регулятора 10 амплитуды и фазовращателя 9, устанавливаются незатухающие колебания на частоте собственных колебаний соединения. Значение частоты собственных колебаний в соедине" нии регистрируется частотомером 11.

Значение измеренной частоты собственных колебаний соединения заносится в программный блок. Затем соединение деталей нагревают, подавая на индуктор 1 импульсы тока длительностью

Т1 и амплитудой tl . Их форма приведена на фиг. 2, Длительность калибро" ванного теплового воздействия на соединения задается с помощью релезадатчика 5 времени, управляющего генератором 4 калиброванных импульсов тока.

Собственная частота колебаний соединения изменится после воздействия на соединение калиброванного теп . лового импульса, так как нагрев охватывающей детали (втулки 3) уменьшает сжимающие напряжения в соединении, внутреннее отверстие втулки 3 увеличивается вследствие теплового расширения, и вал 2 испытывает меньшие сжимающие усилия. После окончания теплового воздействия на соединение с реле-задатчика Р времени поступает импульс запуска на реле 13 отсчета времени и одновременно частотомером 11 измеряется измененная собственная частота колебаний соединения, ее значение поступает на программный блок 12, где сравнивается с исходной частотой собственных колебаний соединения.

Процесс измерения и сравнения повторяется до наступления равенства исходной и измененной собственной частот колебаний соединения, при этом с программного блока 12 поступает сигнал на реле 13 отсчета вре,мени и на нем регистрируется время n„ за которое частота 1 И измененных собственных колебаний соединения при-.

5 мет исходное значение 1 1 „ (фиг. 3) .

Причем интервал времени будет изменяться, в основном, от изменения величины фактической площади контакта в месте соединения деталей 2 и

3, так как известно, что общая тепловая проводимость между деталями соединения.зависит от площади фактического контакта, условий приложения нагрузки, физических свойств межконтактной среды. Причем наибольший вклад в тепловую проводимость вносит фактическ».. площадь контакта в соединении.

Hp и м е р. Способ был опробован для измерения площади контакта деталей в соединениях с геометрическими размерами, приведенными на фиг. 4, материал соединения ст. 45. Калиброванное тепловое воздейст.— вие на соединение составляло 6 =

2400 кал при времени воздействия

Т = 10 с.

Перед проведением измерений предварительно методом тонких угольных

ЗО пленок была проведена оценка площади фактического контакта в соединениях, величина площади контакта изменялась

1от 1000 до 400 мм .

Данным способом измерили время возврата измененной собственной частоты колебаний соединения f нц к ее начальному (до нагрева) значению иск щ Время возврата изменялось от 2 до 8 в зависимости от фактической площади контакта в соединении.

По результатам измерений способом тонких угольных пленок и данным способом измерений быпа получена графи, ческая зависимость времени возврата собственной частоты колебаний соединения к исходному (до нагрева) значению от площади фактического кон50 такта в соединении.

Для соединений одинаковой конструкции, изготовленных по одной технологии, при известных величинах напряжений, действующих в месте соединения деталей, время возврата собственной частоты. колебаний соединения после калиброванного теплового . воздействия к исходному (до нагрева) значению будет изменяться в за1095040

Фиг.2

fucx висимости от площади фактического контакта в соединении.

Использование способа дает возможность оценить площади контакта в соединениях с натягом, собранных методом запрессовки, где метод нанесения тонких угольных пленок не пригоден.

Кроме того, изобретение позволяет повысить в 4-5 раз производительность при измерениях, так как отсут ствуют трудоемкие операции сборки и разборки соединений и подсчета числа пятен фактического контакта в

5 местах контактирования деталей, а также увеличить точность на 15-20Х при измерениях, так как исключается возможность изменения площади контакта во время сборки и разборки сое1О динений

1095040 ое3инение с иаяягюм

Фиг. Ф

7,с

N Я я .4ю я

Фттцце кар плшцадь контпта, ryeè

Фиг.Х

Тираж 547 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3582/23

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А.Чистяков

Редактор С.Пекарь Техред А.Ач Корректор Н.Зинзикова

Способ измерения площади контакта деталей в соединениях с натягом Способ измерения площади контакта деталей в соединениях с натягом Способ измерения площади контакта деталей в соединениях с натягом Способ измерения площади контакта деталей в соединениях с натягом Способ измерения площади контакта деталей в соединениях с натягом 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехнических измерений и может быть использовано для прецизионного измерения двух параметров пьезоэлемета: собственной частоты и добротности в процессе изготовления радиокомпонентов, шлифования, напыления на пьезоэлектрическую подложку и других операций

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения температурного коэффициента частоты у образцов из ферромагнитного материала

Изобретение относится к методикам определения динамических характеристик конструкций балочной схемы при изгибных колебаниях

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам определения резонансной частоты, добротности, амплитуды стационарных резонансных колебаний объекта

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам определения резонансной частоты и добротности колебаний объекта

Изобретение относится к прогнозированию характеристик собственных частот в подсистеме трубок, включающей закрытые кожухом сильфонные компоненты

Изобретение относится к способам и устройствам для измерения частоты колебаний мультикантилевера
Наверх