Способ определения площади контакта в деталях соединений

 

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля качества изготовления неразъемных соединений. Целью изобретения является повышение производительности способа. Соединение из деталей 4 и 5 с предварительно установленными на них тензочувствительными элементами 6 помещают в индуктор 2 и тензометрической станцией 9 и осциллографом 10 измеряют параметры этих элементов 6. Затем соединение деталей нагревают импульсами тока синусоидальной формы. Длительность калиброванного теплового воздействия задается с помощью релезадатчика времени 8. В процессе перераспределения тепла между деталями изменяются параметры тензочувствительного элемента. Через определенное Q время, которое зависит от величины фактической площади контакта в месте соединения деталей, параметры тензочувствительных элел ентов вернутся в исходное состояние. 2 ил. (/) ipu.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ВСЕСЩРР;1

Р ,;.к

".3 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г:.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3799957/24-10 (22) 05.10.84 (46) 15.04.86. Бюл. М 14 (72) Ю,Н.Кузуб (53) 621.317.3(088.8) (56) Демкин Н.Б, Ланков А.А. Определение фактической площади касания двух твердых тел при помощи угольных пленок. Заводская лаборатория и 6, 1956.

Попов В.И. Теплообмен в зоне контакта разъемных и неразъемных соединений. N.: Энергия, 1971, с. 162166. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДИ КОНТАКТА В ДЕТАЛЯХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к технике неразрушающего контроля качества из— готовления неразъемных соединений.

Целью изобретения является повышение

„ЛО„, 1224 12 А (51) 4 G 01 К 7/16 // G 01 В 11/30 производительности способа. Соединение из деталей 4 и 5 с предварительно установленными на них тензочувствительными элементами 6 помещают в индуктор 2 и тензометрической станцией 9 и осциллографом 10 измеряют параметры этих элементов 6. Затем соединение деталей нагревают импульсами тока синусоидальной формы. Длительность калиброванного теплового воздействия задается с помощью релезадатчика времени 8. В процессе перераспределения тепла между деталями изменяются гараметры тензочувствительного элемента. Через определенное

O время, которое зависит от величины ® фактической площади контакта в месте соединения деталей„ параметры тензочувствительных элементов вернутся в, („„ исходное состояние. 2 ил.

Ф за

Э

1224612 ?О

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля качества изготовления неразъемных соединений машиностроения, в частности контроля, осуществляемого посредством оценки интенсивности теплообмена между деталями соединения.

Цель изобретения — повышение производительности способа.

На фиг.1 представлена принципиаль- 1О ная схема для реализации способа определения площади контакта в деталях соединений; на фиг.2 — тарировочная зависимость = Е(Б).

Способ определения площади контак- 15 та в деталях соединений осуществляется с помощью устройства (фиг.1), содержащего основание 1, размещенных на основании 1 индуктора 2 соленоидного типа и опор 3 для установки испытуемого соединения деталей, например вала 4, запрессованного во ,втулку 5, тензочувствительный эле-. мент 6, закрепляемый на одной из деталей соединения, например валу 4, и связанные с индуктором генератор

7 частоты питающего напряжения с реле времени 8, а с тензочувствительным элементом 6 — тензометрическая станция 9, например, типа

"Топаз-1" и записывающий осциллограФ

10, например, типа НОЗОА.

Способ осуществляют следующим образом.

Соединение из деталей 4 и 5 с

35 предварительно установленным (на валу 4 или втулке 5) тензочувствительным элементом 6 помещают в индуктор 2 и с помощью тензометрической станции 9 и осциллографа 10 изме40 ряют параметры тензочувствительного элемента 6, а затем компенсационным способом подстраивают измерительную мостовую схему, содержащую тензомет; рический элемент 6, добиваясь на вы-.

45 ходе тензометрической станции 9 нулевого уровня напряжения, указывающего на минимальное рассогласование измерительног о моста. Затем соединение деталей (втулку 5) нагревают, пода50 вая на индуктор 2 с генератора 7 импульсы тока синусоидальной формы длительностью Т и амплитудой Ч

Нагревают только периферию втулки 5, обеспечивая осесимметричное распределение температуры, подчиняющееся

55 следующему выражению

Т

Т сй где Т,, — распределение температуры по сечению втулки;

g — распределение активной мощл ности вихревых токов по сечению втулки; с — удельная теплоемкость материала втулки; плотность материала втулки;

Т., — время нагрева соединения индуктором.

Длительность калиброванного теплового воздействия на соединение задается с помощью реле-задатчика времени 8, управляющего генератором 7.

При таких условиях нагрева величина энергии калиброванного теплового импульса Q, аккумулируемого во втулке, определяется следующим выражение.м

g„

cm †---- — Т d

R2 R2 / Р

R где m — масса втулки;

R, — внешний радиус втулки соединения;

R — внутренний радиус втулки соединения.

Параметры тензочувствительного элемента 6 изменяются после воздействия на соединение (втулку) калиброванного теплового импульса величиной

Q, так как внутреннее отверстие втулки 5 после нагрева кратковременно увеличивается за счет теплового расширения ее материала„ и вал 4 испытывает меньшее сжимающее усилие из-за уменьшения натяга 8 в соединении на величину где х — коэффициент линейного расширения материала втулки.

Так как тензочувствительный элемент 6 включен в одно иэ плеч измерительного моста, то изменение его параметров из-за изменения напряженного состояния деталей соединения при их нагреве вызывает сигнал на выхоце измерительного моста, который записывает с помощью осциллографа 10.

Изменение параметров тензочувствительного элемента 6 к концу калиброванного нагрева соединения оценивае тся изменением его сопротивления на величину hR иcxoh. ю

1224612 где К вЂ” исходное значение сопротивления тенэочувствительного элемента после его установки на детали соединения;

R, — значение сопротивления тензочувствительного элемента после калиброванного нагрева одной из деталей (втулки) соединения.

После окончания теплового воздействия на соединение с реле времени 8 на осцилпограф 10 поступает. импульс

"Метка", отмечающий на записанной осциллограмме момент окончания теплоного воздействия на соединение. В процессе перераспределения между валом 4 и втулкой 5 тепла Q, запасенного во втулке 5 соединения при калиброванном нагреве, параметры тензочувствительного элемента изменяются и через время измерительный мост возвращается в исходное до нагрева состояние, так как из-за перераспределения тепла между валом 4 и втулкой 5 напряженное состояние деталей, соединения возвращается к исходному до нагрева значению. Причем величина времени изменяется, в основном, от изменения величины фактической площади контакта в месте соединения деталей 4 и 5, так как известно, что общая тепловая проводимость между деталями соединения зависит от плоЪ щади фактического контакта, условий приложения нагрузки, физических свойств межконтактной среды. Причем наибольший вклад в тепловую проводимость вносит фактическая площадь контакта в соединении.

Перед проведением измерений согласно предлагаемому способу предварительно методом тонких угольных пленок должна быть проведена оценка площади фактического контакта в ряде пробных соединений для построения

4 тарировочной зависимости = f(S) (фиг.2).

При измерениях оценивается

10 время, за которое измененные параметры тензочувствительных элементов возвращаются к своему исходному до нагрева соединения значению. Величина изменяется в зависимости от фактической площади контакта в соединении.

По результатам измерений (способом тонких угольных пленок и предлагаемым способом измерений) получа-

gp ется графическая зависимость — изменение времени от площади фактического контакта S между деталями соединения.

2 Формула изобретения

Способ определения площади контакта в деталях соединений, основанный на использовании теплового потока, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности способа, предварительно размещают на детали соединения тензочувствительные элементы и измеряют их ис35 ходные параметры, затем одну из деталей соединения нагревают калиброванным импульсом энергии, а о площади контакта судят по времени возврата параметров тензочувствительных элементов в исходное состояние.

1224612

Г,с

70 о го з,а u e, .

Рокмочвсния площадь моито та 10 му

Составитель В.Тарасов

Редактор Н.Киштулинец. Техред И.Попович Корректор E.Ñèpoõìàí

Заказ 1941/39 Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r,Óæãoðoä, ул.Проектная, 4