Способ оценки качества технологической смазки при волочении проволоки

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки качества технологических смазок при волочении проволоки. Цель изобретения повышение достоверности и оперативности оценки качества технологической смазки. При проведении оценки качества технологической смазки правят проволоку, наносят на нее смазку и волокут через волоку с постоянным ускорением. При этом регистрируют в процессе волочения высокочастотные механические колебания поверхности волоки, выделяют их среднее квадратическое значение, а о качестве смазки судят по угловому коэффициенту нарастания этого значения и величине дисперсии его пульсаций. 2 ил.

Союз СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 С 51 00, 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ1=!

К A BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4439250/23-02 (22) 0.06.88 (46) 07.03.90. Бюл. № 9 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Стечкуса и Всесоюзный научноисследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (72) Г. В. Станкявичюс, В. Н. Аугутис, P. И. Алюшкявичюс, К. М. Рагульскис, Л. Г. Шевалдыкина и Е. Л. Школьников (53) 621.778.02:620. 1.78 (088.8) (56) Крагельский И. В., Щавелнн В. М. и др.

Возможность применения метода акустической эмиссии для оптимизации микрорельефа поверхностей трения. — Трение и износ, 1984, т. 5, № 5, с. 773 — 777.

Авторское свидетельство СССР № 1079331, кл. В 21 С 9/00, G 01 N 19/02, 1983.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования и оценки качества технологических смазок при волочении проволоки.

Цель изобретения — повышение достоверности и оперативности оценки качества технологической смазки.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для оценки качества технологической смазки при волочении; на фиг. 2 эпюры среднего квадратического значения высокочастотных механических колебаний волоки в зависимости от скорости волочения и качества исследуемых смазок.

Устройство для оценки качества технологической смазки при волочении содержит расположенные перед волокой 1 роликовое правильное устройство 2 и направляющие ролики 3, через которые вытяжным устройством 4 протягивается проволока 5, резервуар 6 для исследуемой смазки, расположенный перед входом в смазывающую зо„„SU„„1547911 А 1 (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СМАЗКИ ПРИ ВОЛОЧЕНИИ ПРОВОЛОКИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки качества технологических смазок при волочении проволоки. Цель изобретения— повышение достоверности и оперативности оценки качества технологической смазки.

При проведении оценки качества технологической смазки правят проволоку, наносят на нее смазку и волокут через волоку с постоянным ускорением. При этом регистрируют в процессе волочения высокочастотные механические колебания поверхности волоки, выделяют их среднее квадратическое значение, а о качестве смазки судят по угловому коэффициенту нарастания этого значения и величине дисперсии его пульсаций. 2 ил. ну волоки 1. На поверхности волоки 1 установлен измерительный преобразователь 7 механических колебаний, выход которого подсоединен к последовательно соединенными предусилителем 8, фильтром 9 вверхних частот, усилителем 10 и измерителем 1! среднего квадратического значения высокочастотных колебаний, выход которого параллельно подсоединен к входам блока 12 измерителя углового коэффициента нарастания среднего квадратического значения и блока 13 измерителя дисперсии пульсаций среднего квадратического значения, к управляющим входам которых подсоединен параллельно первый выход блока 14 управления, второй выход которого подсоединен к входу вытяжного устройства 4. Блок 12 измерителя углового коэффициента среднего квадратического значения содержит последовательно соединенные управляемый ключ 15, интегратор 16 и вольтметр 17, а блок 13 измерителя дисперсии пульсаций среднего квадратичес1547911

КОI ) З11LI ЧЕНИЯ вЂ” ПОСЛЕДОВаТЕЛЬНО СОЕДИНЕНные фильтр 18 верхних частот, квадратор 19, у)1рзвляемый ключ 20, интегратор 21 и вольт vIC тр с

В качестве измерительного преобразователя 7 механических колебаний используют например, широкополосный резонансный пьезодатчик типа 8314 (фирмы Брюль и

Къ-о Дания), в качестве предусилителя 8— прсдусилитель на транзисторе КП302 и мик",,осхе:e К2УС262А, в качестве фильтра 9

:.ерх!!их частот — фильтр Sh-701 (ГДР), г, « естве усилителя 10 — усилитель на базс вольтметра В3-57, в качестве измерите1 л я 1 i среднего квадратического значения высоко IBcTOTHblx колебаний — схема выделения <.!;..;.,него квадратического значения на б: )е четь;рех операционных усилителей

1401У 12, в качестье управляемых ключей 15 и 20 -:;)еле РЗС.42, в качестве интеграторов 16 -I 21 -- интеграторы на базе onepaLLHoHHbIx усилителей К140УД7, в качестве вольтметров 7 и 22 = вольтметры В7-16, в качестве фильтра 18 верхних частот

RC-фильтр верхних частот с частотой среза менее 5 Гц, в качестве кзадратора 19 схему перемножителя на:)азе микросхемы

525ПС2. В качестве вытяжьo!n устройства 4, придающего проволоке движение с постоянным ускорением, используют, например, подвижный роликовый блок или степе.:гной полиспаст, приводящиеси и дзих;ение силой тяжеcTH Iiog1BcLUc11ног0 l 1) „:Il:I.

Способ осуществляют следуlotl)Hfvl оора( зом.

Конец очищенной предварительно калиброванной проволоки 5, протянутой последовательно через IipBBHльны устройство 2, ! направляющие ролики 3, 10;: р )угр 6 с иссле,lóåìoé смазкой H ка1;1), I качественной волоки 1, закрепляют в захва-. вытяжного устройства 4. При запуске блока 14 управления управляющий сигнал с его второго выхода включает вытяжное устройство 4. При этом волокут проволоку,; постоянным ускорением, а пе )ед волов .11;е : пра зят сс, чем исключают влияние сход)иой волпистост1! 111)OBOJIOK I! на ll иф(>1) . 11т,! .1!! ый IIB Ра метр, и наносят слой исследуемой смазки.

В Il pl)LLccct BOJI() Hc HH H 11:) 01)(: Ior< I 5 в контакте проволоки с IOB, гало.: волоки генерируются высокочастотные механические

К0 ICáB ННН, которые B BH1LP ) IL г1)азвуковых волн распространяются по об Нему и поверхности Волоки 1. С помОщыО !!31!Сри)ельного преобразователя 7 механических колебаний регистриру.:от упругие волны поверхности волоки 1, преобразуя B электрический сигнал. Усиленный в предусилителе 8 сигнал поступает на фильтр 9 верхних частот, в котором отфильтровываются низкочастотные составляющие сигнала, соответствующие низкочастотным вибрациям от колебания проволоки 5 при входе в волоку 1, от остаточной волнистости проволоки 5 после правки, от неравномерной работы правильного устройства 2 и направляющих роликов 3, вытяжного устройства 4 и т. п., также регистрируемым измерительным преобразователем 7, однако являющимся не информативными с точки зрения оценки качества смазки. Так как в процессе трения проволоки 5 о канал волоки 1 генерируются высокочастотные (до нескольких мега"О герц) механические колебания, несущие информацию о качестве смазки, то в дальнейшем обрабатывают только высокочастотные составляющие сигнала, при этом частоту среза фильтра 9 верхних частот выбирают не менее 100 кГц.

В усилителе 10 усиленный <о необходимого для нормальной работы последующих блоков высокочастотный сигнал, соответствующий высокочастотным механическим колебаниям, поступает на малоинерционный

20 измеритель 11 сред его вадратического значения высокочастотных колебаний, постоянная усреднения которого менее 1 мс, при этом выделяют среднее квадратическое значение сигнала U...(t). Напряжение UcÄ(t)

25 на выходе измерителя 11 среднего квадратического значения высокочастотных колебаний отражает интенсивность (мощность) этих колебаний, а малоинерционность позволяет регистрировать как линейную зависимость нарастания интенсивности высоко30 частотных колебаний при увеличении скорости волочения, так и пульсации интенсивности, связанные со стабильностью действия смазки в очаге деформации.

В зависимости от качества смазки чем больше механизм трения в процессе волоче !ь IIHH прибли)каетси к жидкостному, тем большим слоем смазки разделены поверхности трущихся тел. При этом интенсивность генерируемых волокочастотных механических колебаний наименьшая. Чем ху)ке антифрик,g ционная эффективность смазки, тем больше число пятен касания микрорельефов проволоки 6 и канала волоки 1 и соответственно, больше интенсивность генерируемого сигнала. Так как с увеличением скорости вслочения интенсивность механических

45 колебаний увеличивается по линейному закон;, то в процессе волочения с постоянным ускорением на выходе малоинерционного йзмерителя 11 среднего квадратического значения высокочастотных колебаний регистриру1от линейно возрастающие напряжения, крутизна нарастания которых зависит от качества смазки.

B зависимости от стабильности действия смазки при различных скоростях волочения возникает пульсация среднего квадратического значения, при этом, чем стабильнее

55 слой смазки в условиях волочения, тем равномернее пульсации интенсивности высокочастотных колебаний, а их уровень мень1547911

55 ше. На фиг. 2 представлены кривые, соответствующие напряжению U.-. (t) на выходе малоинерционного измерителя 11 среднего квадратического значения высокочастотных колебаний как сумме составляющих от линейно увеличивающейся интенсивности при увеличении скорости волочения V и пульсаций интенсивности: а — смазка высокого качества (растительное масло, олеиновая кислота для медной проволоки), б — смазка низкого качества (дециловый спирт для медной проволоки), в — волочение без смазки (сухое трение) . Согласно фиг. 2 среднего (сглаженное) значение среднего квадратического значения высокочастотных колебаний U-.(t) прямо пропорционально скорости волочения V, где коэф.фициент пропорциональности К равен тангенсу угла нарастания этого значения.

В зависимости от качества смазки этот угол меняется, например а (а, соответственно, меняется и коэффициент пропорциональности.

Далее определяют угловой коэффициент нарастания среднего квадратического значения высокочастотных колебаний. При этом в момент пуска вытяжного устройства 4 блок 14 управления вырабатывает сигнал, который с первого его выхода поступает на управляющие входы блока 12 измерителя углового коэффициента нарастания среднего квадратического значения и блока 13 измерителя дисперсии пульсаций среднего квадратического значения, замыкая управляемые ключи 15 и 20. Напряжение Uc : (t). пропорциональное среднему квадратическому значению высокочастотных механических колебаний, с выхода малоинерционного измерителя 11 среднего квадратического значения высокочастотных колебаний поступает на вход интегратора 16, постоянная интегрирования которого выбирается т =0,1 с (этим обеспечивается сглаживание поступаюшего сигнала, а выходное напряжение интегратора более приближено к идеальному значению) . Выходное напряжение интегратора 16 выражается следующим образом:

Un-x<(t)= — (,„() = ЯЫ, 1 1

1,, где t = V/à — время волочения, прямо пропорциональное скорости волочения

V, так как ускорение а постоянно;

Т вЂ” время от начала волочения до момента достижения максимальной скорости V.".

В момент времени Т блок 14 управления размыкает контакты управляемого ключа 15 и отключает вход интегратора 16 от измерительного тракта, а напряжение на выходе интегратора 16 регистрируется вольтметром 17. В момент времени Т на выходе интегратора 16 напряжение равно Uebtx = — К—

T 1 72

30 и пропорционально угловому коэффициенту нарастания среднего квадратического значения К, так как т и Т вЂ” постоянны.

По своей величине коэффициент К соответствует тангенсу угла нарастания среднего квадратического значения высокочастотных колебаний, представленного на фиг. 2. По величине этого коэффициента определяют качество технологической смазки.

Кроме того, напряжение U;.. (/) с выхода малоинерцион ного измерителя 11 среднего квадратического значения высокочастотных колебаний поступает на фильтр 18 верхних частот, квадратор 19 и через замкнутые контакты управляемого ключа 20 на интегратор 21 блока 13 измерителя дисперсии пульсаций среднего квадратического значения.

В фильтре 18 верхних частот, постоянная времени которого выбирается не более 5 мс, отфильтровывают медленно нарастающую со временем (с увеличением скорости волочения) сглаженную составляющую среднего квадратического значения высокочастотного сигнала (/;.. (/). Напряжение Usta -> (/) на выходе фильтра 18 верхних частот отражает только пульсации среднего квадратического значения:

Увы i > (1 ) Uc к з (t ) — и t.

В квадраторе 19 напряжение У" (t) возводится в квадрат и поступает на вход интегратора 21, постоянная интегрирования которого выбирается т =0,1 с. Выходное напряжение интегратора 21 пропорционально дисперсии пульсаций среднего квадратического значения: г

Ui, (/) = i (U. (i) Ж вЂ” — D. о где D — дисперсия.

При достижении скорости волочения в момент времени Т блок 14 управления размыкает контакты управляемого ключа 20, вход интегратора 21 отключается от измерительного тракта, а вольтметром 22 регистрируют напряжение, пропорциональное дисперсии пульсаций среднего квадратического значения высокочастотных вибраций при временном усреднении. По величине дисперсии пульсаций среднего квадратического значения определяют качество технологической смазки в виде ее антифрикционной стабильности.

В процессе измерения отключением входов интеграторов 16 и 21 от измерительного тракта в конце волочения достигают предотвращения разрядки конденсаторов интеграторов через цепи измерительного тракта, чем увеличивается достоверность показаний вольтметров 17 и 22.

Изменяя значение V- . путем перестройки вытяжного устройства 4, можно определить диапазон скоростей волочения, при котором стабильность действия смазки наивысшая.

1547911

Таким образом, чувствительность предлагаемого способа оценки качества исследуемой смазки в 3 — 5 раз выше, чем известного (особенно для волочения тонкой и тончайшей проволоки), что повышает его достоверность. Кроме того, ввиду снижения временных затрат на подготовку образца проволоки, а также на измерение информативного параметра в широком диапазоне скоростей волочения повышается его оператив10 ность, Формула изобретения

Способ оценки качества технологической смазки при волочении проволоки, заключаю- )и щийся в определении информативного параметра, соответствующего качеству технологической смазки, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и оперативности оценки качества технологической смазки, проволоку волокут с постоянным ускорением, измеряют в процессе волочения высокочастотные механические колебания волоки, определяют среднее квадратическое значение высокочастотных механических колебаний волоки и оценивают качество смазки по угловому коэффициенту нарастания среднего квадратического значения высокочастотных механических колебаний волоки и величине дисперсии пульсаций среднего квадратического значения этих колебаний.

1547911 ск3 иакс

Составитель А. Сергеев

Редактор В. Петраш Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 98 Тираж488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прп ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101