Способ контроля процесса обработки дробью

 

Изобретение относится к упрочняющей обработке металлических деталей машин методами поверхностного пластического деформирования. Технический результат - повышение точности контроля процесса обработки дробью путем раздельного определения скоростной и расходно-скоростной характеристик потока дроби. Технический результат достигается тем, что двумя датчиками фиксируют параметр обработки и по нему судят об ее интенсивности, причем двумя датчиками замеряют давление от удара одной дробинки и потока дроби, в качестве контролируемого параметра выбирают удельный расход дроби, помещая оба датчика в зону действия потока дроби в одной плоскости максимально близко один от другого, а удельный расход определяют по заданному математическому выражению, датчик контроля единичных ударов помещают внутрь датчика потока дроби и соосно с ним с минимальным зазором, обеспечивающим их осевые перемещения относительно друг друга, а площадь контактной поверхности датчика потока определяется по заданному выражению. 4 ил.

Изобретение относится к упрочняющей обработке металлических деталей машин методами поверхностного пластического деформирования.

Известен способ контроля процесса обработки дробью (авторское свидетельство СССР 1159771, МПК В 24 С 1/00 1997 г.), заключающийся в том, что контроль процесса обработки дробью осуществляют двумя датчиками, расположенными близко один возле другого, и замеряют давление от удара одной дробинки и потока дроби.

Однако известный способ контроля имеет следующие недостатки: он не обеспечивает необходимую точность контроля процесса обработки дробью, что связано с конструктивной особенностью расположения датчиков, у которых оси их чувствительных элементов смещены на некоторое расстояние друг от друга. Причем межосевое расстояние увеличивается при контроле потока дроби большего диаметра. А так как плотность потока абразива распределена неравномерно, то на датчики, помещенные в зону обработки, воздействует поток абразива разной плотности, это приводит к несоответствию показаний импульсов единичных ударов и потока абразива.

Изобретение направлено на повышение точности контроля процесса обработки дробью путем раздельного определения скоростной и расходно-скоростной характеристик потока дроби.

Технический результат достигается тем, что двумя датчиками фиксируют параметр обработки и по нему судят об ее интенсивности, причем двумя датчиками замеряют давление от удара одной дробинки и потока дроби, в качестве контролируемого параметра выбирают удельный расход дроби, помещая оба датчика в зону действия потока дроби в одной плоскости максимально близко один от другого, а удельный расход определяют по формуле где F_cp - среднее усилие потока дроби; средний импульс удара одной дробинки; Δt - средняя продолжительность удара одной дробинки; S_n - площадь контактной поверхности датчика потока, датчик контроля единичных ударов помещают внутрь датчика потока дроби и соосно с ним с минимальным зазором, обеспечивающим их осевые перемещения друг относительно друга, а площадь контактной поверхности датчика потока определяется по формуле где S_n - площадь контактирования чувствительной втулки датчика потока; D_в - наружный диаметр чувствительной втулки датчика потока;
d_в - внутренний диаметр чувствительной втулки датчика потока;
D₀ - диаметр чувствительного стержня датчика единичных ударов.

Отличие от прототипа состоит в том, что датчик контроля единичных ударов помещают внутрь датчика потока дроби и соосно с ним, а площадь контактной поверхности датчика потока определяют по формуле

где S_n - площадь контактирования чувствительной втулки датчика потока;
D_в - наружный диаметр чувствительной втулки датчика потока;
d_в - внутренний диаметр чувствительной втулки датчика потока;
D₀ - диаметр чувствительного стержня датчика единичных ударов.

Сущность предлагаемого способа контроля заключается в конструктивной особенности расположения датчика единичных ударов внутри датчика потока дроби и соосно с ним.

Способ осуществляется следующим образом. На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа, состоящее из корпуса 1, в котором расположена чувствительная втулка 2 датчика потока с площадью контактирования 3 (фиг.2). Внутри чувствительной втулки 2 датчика потока и соосно с ней помещен чувствительный стержень 4 датчика единичных ударов с площадью контактирования 5 (фиг.2), который связан с разветвителем сигнала 6. С разветвителя 6 сигнал поступает на усилитель 7 датчика единичных ударов, а затем на осциллограф 8. Сигнал с чувствительной втулки 2 датчика потока и разветвителя 6 подается на сумматор 9, с которого поступает на усилитель 10 датчика потока и на осциллограф 8.

Чувствительная втулка 2 и чувствительный стержень 4 во время обработки подвержены воздействию дроби 11 через площади контактирования 3 и 5 соответственно.

Контроль удельного расхода дроби по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.

При контроле процесса обработки дробью чувствительные элементы обоих датчиков вводят в контролируемый поток дроби 11. Чувствительный стержень 4 датчика единичных ударов имеет площадь 5, которая контактирует с обрабатывающей средой и определяется по формуле

где D₀ - диаметр стержня, передающего импульс единичного удара.

Величина D₀=(l,2...1,4)D, где D - диаметр дроби.

Данное соотношение выбрано с учетом того, чтобы исключить одновременный удар двумя дробинками по площади контактирования чувствительного стержня датчика единичных ударов. При этом подбор внутреннего диаметра втулки датчика потока и диаметр стержня датчика единичных ударов необходимо осуществлять таким образом, чтобы соблюдался минимальный зазор, обеспечивающий осевое перемещение чувствительных элементов друг относительно друга.

Чувствительная втулка 2 датчика потока имеет площадь контактирования 3 с потоком

где S_в - площадь контактирования чувствительной втулки;
D_n - наружный диаметр втулки;
d_n - внутренний диаметр чувствительной втулки датчика потока.

Величина D_n=(5...10)D и зависит от расхода дроби и заданного размера зоны, для которого определяют удельный расход дроби, причем с уменьшением расхода дроби величина D_n изменяется в большую сторону, а с уменьшением размера исследуемой зоны изменяется в меньшую сторону. Площадь контактной поверхности датчика потока вычисляется по формуле

где S_n - площадь контактирования чувствительной втулки датчика потока;
D_в - наружный диаметр чувствительной втулки датчика потока;
d_в - внутренний диаметр чувствительной втулки датчика потока;
D₀ - диаметр чувствительного стержня датчика единичных ударов.

По предварительно оттарированной осциллограмме датчика единичных ударов (фиг.3) рассчитывают средний импульс единичного удара

где n - количество i-x импульсов на осциллограмме;
F_i=f(t_i) - единичных ударов;
Δt_i - длительность i-го удара;
средняя продолжительность единичного удара.

По предварительно оттарированной осциллограмме датчика потока дроби (фиг. 4) определяют среднее усилие F_cp, создаваемое суммарным давлением потока дроби и единичных ударов, на площади S_n. Величину F_cp определяют средней линией F_n=f(t). Произведение F_cpΔt характеризует средний импульс потока дроби за время Δt единичного контактирования. Тогда количество дробинок N, одновременно ударяющих за время Δt на площади зоны обработки S_n, определяется отношением

Удельный расход дроби q вычисляют по формуле

или, подставляя (2) и (3), получают

Скорость потока дроби V определяют по осциллограмме единичного удара соотношением

где m - масса одной дробинки.

Формула изобретения

Способ контроля процесса обработки дробью, включающий измерение двумя датчиками давления от удара одной дробинки и потока дроби, причем оба датчика помещают в зону действия потока дроби в одной плоскости максимально близко один от другого, вычисляют удельный расход дроби по математическому выражению

где F_ср - среднее усилие потока дроби;
средний импульс удара одной дробинки;
Δt - средняя продолжительность удара одной дробинки;
S_п - площадь контактной поверхности датчика контроля давления потока,
отличающийся тем, что датчик контроля давления от удара одной дробинки помещают внутрь датчика контроля давления потока дроби и соосно с ним с минимальным зазором, обеспечивающим их осевые перемещения относительно друг друга, а площадь контактной поверхности датчика контроля давления потока дроби вычисляют по математическому выражению

где S_п - площадь контактирования чувствительной втулки датчика контроля давления потока;
D_в - наружный диаметр чувствительной втулки датчика контроля давления потока;
d_в - внутренний диаметр чувствительной втулки датчика контроля давления потока;
D₀ - диаметр чувствительного стержня датчика контроля давления от удара одной дробинки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4