Измерения крутящего

Координаты дефектов измеряют при положении преобразователя на поверхности изделия,когда амплитуда эхосиг-нала от отражателя достигает максимума. После этого выполняют измерение положения дефекта относительно найденного положения преобразователя. Таким образом при определении координат дефекта в ОК возможны два вида погрешностей: погрешность определения положения преобразователя и погрешность измерения координат дефекта относительно этого положения. Дефект имитируют небольшой сферой.

В отношении определения угла заметим, что возможны погрешности в определении этого угла, связанные с изменением угла призмы в результате ее износа, возникновением клиновидной жидкой прослойки между призмой и ОК, изменением скорости распространения ультразвука в призме (например, вследствие изменения температуры). Кроме того, как отмечалось в п. 1 6.3, экспериментальные значения углов преломления заметно отличаются от рассчитанных по закону синусов. При малых глубинах залегания дефектов происходит отклонение угла в сторону максимального значения коэффициента прозрачности ультразвука. При больших глубинах залегания дефекта происходит систематическое уменьшение угла, которое называют квазиискривлением акустической оси. Большая амплитуда эхосигнала достигается не тогда, когда дефект расположен на акустической оси, а когда он выявляется лучом с меньшим углом ai = a—9 (рис. 2.28), так как для него короче путь до дефекта, а следовательно, меньше ослабление эхосигнала (см. задачу 2.4.5). Погрешности измерения координат систематизированы в [9].

Погрешность измерения координат (погрешность селектирования) А, % Погрешность глубиномера (системы селекции) Аг, %

Направленность поля преобразователя, характеризуемая его диаграммой направленности, определяет погрешность измерения координат и условных размеров дефектов. Числовыми характеристиками диаграммы направленности является угол наклона акустической оси «о и угол раскрытия основного лепестка 2ф. Углы «0 и 2ф диаграммы направленности могут быть измерены по СО № 2, СО № 2А или на специальной .установке с элек-тро-магнитоакустическим приемником.

Погрешность измерения координат складывается из систематических и случайных погрешностей. Формулы для расчета систематических погрешностей даны в табл. 13.

Случайные погрешности измерения координат Н и L расположения отражателя, обусловленные в основном неточностью установки оператором преобразователя в положение, при котором амплитуда эхо-сигнала максимальна, тем больше, чем шире диаграмма направленности и не превышает 4,5 % при измерении глубины Я и 1 % при измерении расстояния L при нулевой погрешности глубиномера.

13. Формулы для расчета относительных систематических погрешностей измерения координат дефекта

Цифровой индикатор предназначен для измерения координат выявленных дефектов, а также для измерения длительности и задержки развертки, временных параметров автоматического сигнализатора дефектов и системы ВРЧ. Координаты h и L расположения отражателя вычисляют по известным значениям времени t распространения УЗ-колебаний в контролируемом объекте до отражателя и обратно, а также угла ввода а:

неоднородностью по толщине и. длине могут отличаться изделия металлургического производства — поковки, листы при нестабильности и нарушениях технологии изготовления- К этой группе можно отнести сварные, паяные, клеевые соединения, а также изделия из композиционных, биметаллических и плакированных материалов. Неоднородность структуры, влияя на стабильность акустических свойств (прежде всего скорости УЗ-колебаний, коэффициента затухания), приводит к неравномерной чувствительности, погрешностям измерения координат дефектов.

Точность измерения координат (точность селектирования) А, % Погрешность глубиномера (системы селекции) Лг, %

Направленность поля преобразователя определяет ряд других основных параметров — реальную чувствительность, угол ввода луча, точность измерения координат, плотность сканирования и др.

Диапазоны измерения крутящего момента, Н-м первый второй третий 50—500 20—200 20—100

i — образец; 2 — динамометр для измерения крутящего момента; 3 — динамометр для измерения осевой силы; 4 — якорь магнита; 5,6 — электромагниты; 7 — ротор магнита; 8 — тяги; 9 — захваты

Регистрация показаний в двоично-десятичном коде на световом табло и может быть записана на светолучевом осциллографе. Погрешность измерения около 0,01 % от измеряемой частоты, что в переводе на измеряемую силу дает погрешность около 0,05 % от измеряемой величины. Для качественного анализа исследуемого процесса нагружения в приборе предусмотрены аналоговый выход и запись на светолучевом осциллографе (погрешность 1— 2 %). Максимальное быстродействие в сочетании с вибростержневыми датчиками 20—50 изм/с. На базе этого прибора создан целый ряд приборов специального назначения: КН-3 — для судового буксировочного динамометра, КН-4 и КН-7 — для измерения крутящего момента и осевой силы на валах насосных установок и судов, .КН-10 — быстродействующий прибор (до 1000 изм/с) с регистрацией результатов на цифровом табло и записью на узкоформатную кинопленку (16 мм), КН-12 — для измерения силовых параметров при испытаниях авиационных двигателей, в котором предусмотрена возможность стыковки с ЭЦВМ.

Рис. 10.149. Схема включения датчиков для измерения крутящего момента. Четыре датчика D, составляющие измерительный мостик, наклеены на измерительный вал, нагруженный крутящим моментом, под 45° к оси попарно на диаметрально противоположных сторонах. Для уменьшения влияния переходного сопротивления скользящего контакта целесообразно предусмотреть пять токосъемных колец для подключения к усилителю балансировочных сопротивлений.

Рис. 10.154. Токосъемное устройство с охватывающей проволокой. Для измерения крутящего момента на вращающемся валу 1 устанавливается изолированное от вала токосъемное латунное кольцо 3, охватываемое медной отожженной проволочкой 2, которая натягивается пружиной 4. Применение целесообразно при окружной скорости кольца, не превышающей 1 м/с.

Рис. 10.160. Датчик для измерения крутящего момента без контактного устройства системы ЛПИ. Испытуемый вал соединяется с валом 1, на котором насажены три медных кольца 2 — 8 — 11, несущие кольца ротора 3 — 7—10, снабженные зубьями (на рисунке снизу). Опоры 15 вала крепятся в боковых крышках 14 корпуса 5. Магнитный поток катушек б, надетых на щеки 12 — 4—9 - статора, замыкается через стаканы 13. При скручивании вала измеряемым моментом зазоры между зубьями с одной стороны кольца 7 уменьшаются, с другой — увеличиваются, изменяя с различными знаками длину воздушных зазоров, образованных зубьями, а следовательно, и индуктивность обеих катушек. При угле закручивания, равном 1/2°, индуктивность каждой катушки может составлять до 30% начальной. Датчик включается в мостиковую схему, индикатор - в измерительную диагональ мостика.

1. Одинец С. С. и др. Сродства измерения крутящего момента. М.: Машиностроение, 1977.

Рис. 1. Схема приспособления для измерения крутящего момента.

Для измерения крутящего момента использовано специальное приспособление (рис. 1), оснащенное динамометрами осевой деформации [1]. Приспособление представляет собой кинематическую пару, в которой втулка /, вал 2 и ударник 7 составляют пространственно закрепляемый блок, а втулка 3, полый вал 4, контрольная платформа 5 с динамометром 6, сочлененные воедино, 'вращаются относительно первого блока на валу 2. Привод второго блока осуществляется посредством захвата втулки 3 челюстями подвижного корпуса бурового ключа. Крутящий момент фиксируется по деформации динамометров 6 (сплошного сечения), каждый из которых снабжен активными и компенсационными тензодатчиками. Измерение нормальных усилий, испытываемых деталями узла торможения, производится посредством тензодатчиков, смонтированных на захватах (челюстях) подвижного корпуса ключа.

Рис. 31. Съемные датчики для измерения крутящего момента а — для токарного автомата; б — для гидрокопировального станка

Прибор состоит из корпуса, узла трения, системы обеспечения нормальной нагрузки образцов, привода, передающего крутящий момент на поверхности трения и обеспечивающего их относительное угловое перемещение, системы измерения нормальной нагрузки и системы измерения крутящего момента и момента трения.