Практичне вивчення метрології, стандартизації і контролю якості (стр. 9 из 10)
Через те, що у перетворювачі, зображеному на рис.9.1, зовнішній електрод охоплює тільки ¼ кола, то, нехтуючи крайовим ефектом, в формулу для ємності слід ввести коефіцієнт 1/4. Якщо в одержаній формулі розрахувати залежність C = f(R1), то, використовуючи зв’язок між R1, R0, T, одержимо шукану залежність T = f(c).
Тоді розрахункова формула матиме вигляд:
Підставивши значення:
отримаємо у фарадах:
Результати розрахунків наведені нижче
| T, мм | 0 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 4,5 | 5,0 |
| R, мм | 100 | 100,5 | 101 | 101,5 | 102 | 102,5 | 103 | 104 | 104,5 | 105,0 |
| C, пФ | 285 | 305 | 329 | 357 | 390 | 430 | 477 | 613 | 714 | 854 |
Градуювальну характеристику зображено на рис. 9.2. З характеристики видно, що у діапазоні Т = 0-2 мм характеристика близька до лінійної, якщо радіус R0 опорного барабану 1 дорівнює 100 мм, а ширина l = 1 мм, зазор h між барабаном і електродом 2,5 мм, товщина Т картону змінюється від 0,5 мм до 4 мм, а електрод 2 охоплює ¼ кола барабану.
Рисунок 9. 2- Градуйована характеристика перетворювача під час вимірювання товщини картону
Порядок виконання роботи
1) Отримати у викладача умови електроємнісного контролю згідно варіанту відповідно до табл. 9.1.
2) Провести розрахунок необхідних показників і побудувати характеристику перетворювача під час вимірювання товщини картону.
3) Розрахунки і отримані результати оформити відповідно до вищенаведених прикладів розрахунків, зробити відповідні висновки.
Таблиця 9. 1 – Варіанти завдань для виконання лабораторної роботи
| Варіант | R0, мм | h, мм | Т, мм | Охоплення електродом 2 барабану |
| 1 | 50 | 2,3 | 1,0-5,5 | 2/7 |
| 2 | 50 | 2,2 | 0,1-2,5 | 2/7 |
| 3 | 110 | 2,1 | 1,5-8,0 | 1/3 |
| 4 | 110 | 2,0 | 1,0-5,5 | 1/3 |
| 5 | 110 | 1,9 | 0,1-2,5 | 1/3 |
| 6 | 75 | 1,8 | 1,5-8,0 | 2/5 |
| 7 | 75 | 1,7 | 1,0-5,5 | 2/5 |
| 8 | 75 | 1,6 | 0,1-2,5 | 2/5 |
| 9 | 90 | 1,5 | 1,5-8,0 | 2/3 |
| 10 | 90 | 1,4 | 1,0-5,5 | 2/3 |
| 11 | 90 | 1,3 | 0,1-2,5 | 2/3 |
| 12 | 120 | 1,2 | 1,5-8,0 | 1/2 |
| 13 | 120 | 1,1 | 1,0-5,5 | 1/2 |
| 14 | 120 | 1,0 | 0,1-2,5 | 1/2 |
Запитання до самоконтролю
9.1) Які типи електричного контролю вам відомі?
9.2) Опишіть принцип роботи електростатичного методу?
9.3) Що характеризує діелектрична проникність?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 10
10. Магнітний контроль якості виробів і конструкцій
Мета заняття: вивчення умов застосування магнітного контролю якості. Набуття практичних навиків розрахунку параметрів магнітного контролю
Прилади і обладнання: персональний комп’ютер.
Тривалість: 2 год.
Основні теоретичні положення
Магнітна дефектоскопія базується на аналізі взаємодії магнітного поля з матеріалом об’єкту контролю. Залежно від завдань магнітного контролю, марки і властивостей об’єкту контролю, а також необхідної продуктивності використовують ті чи інші інформативні параметри. До числа найбільш розповсюджених відносяться: коерцитивна сила, намагніченість, індукція, магнітна проникність, напруженість, стрибки намагнічування.
Таблиця 10.1 - Відносна магнітна проникність деяких матеріалів
| Парамагнітні | μ | Діамагнітні | μ | Феромагнітні | μ |
| Повітря Олово Алюміній Платина Марганець Паладій | 1,00000036 1,000001 1,000023 1,000361 1.0037 1,00009 | Вісмут Граніт Сурма Срібло Мідь Ртуть Цинк | 0.990825 0,999895 0.999937 0.999981 0.999991 0,999975 0,999981 | Сталь Армко Пермалой Ст. Е1ААБ Електротехн. сталь Нікель Кобальт Чавун | 7000 75000 15400 14400 1120 174 620 |
Магнітному контролю підлягають тільки феромагнітні матеріали, для яких μ > 40, а μ конструкційних сталей знаходиться в діапазоні 70 до 16000. Для діамагнітних і парамагнітних матеріалів, у яких μ дуже мало відрізняється від одиниці, на практиці вважають, що μ = 1.
Розрахункові завдання магнітного контролю якості виробів.
І Виберіть значення струму для створення магнітного поля напруженістю Н = 80 А/см на зовнішній і внутрішній поверхнях циліндричної втулки з внутрішнім діаметром 16 мм і зовнішнім діаметром 24 мм.
Розв'язування. Якщо струм, що намагнічує, пропускають безпосередньо у втулці в осьовому напрямку, то:
.Напруженість циркулярного магнітного поля на внутрішній поверхні втулки дорівнює нулю, тому що ця поверхня не охоплює намагнічувальний струм. Тому у даній задачі намагнічування можливо лише пропусканням струму в стержні, що проходить через отвір втулки. Тоді напруженість поля на внутрішній поверхні втулки дорівнюватиме:
,що навіть перевищує потрібне значення. Таким чином, необхідний струм намагнічування складає 603 А.
ІІ Виявіть тріщину в циліндричній деталі довжиною l = =200 мм, зовнішнім діаметром (d = 35 мм і товщиною стінки δ = 2,5 мм) із загартованої сталі 45. Виберіть метод контролю і режим намагнічування.
Розв'язування
1) Вибираємо метод контролю. Спочатку визначаємо магнітні параметри Br та Hc, наприклад: Br = 1,2 Тл і Hc = 2160 А/м.
На підставі даних Сухорукова В.В. робимо висновки про те, що можливий контроль із залишковою намагніченістю, тому що параметри сталі марки 45 потрапляють в область, що лежить вище лінії Б. тобто вище потрібного рівня чутливості в даній задачі.
На рис. 10.1 знаходимо напруженість магнітного поля, необхідного для отримання потрібного значення Br. Ця напруженість складає 15200 А/м.
1 - сталь ШХ15; 2 - сталь 30ХГСЛ; 3 - Сталь X12Ф1;
4 - сталь Х16Н6; 5 – сталь 10; 20; 45;
А, Б, В - умовні рівні чутливості ГОСТ 21105-87
Рисунок 10. 1- Номограма для визначення рівня чутливості під час контролю за залишковою намагніченістю
2) Розраховуємо струм циркулярного намагнічування для знаходження тріщин, що зорієнтовані подовжньо:
.3) Визначаємо напруженість поля соленоїда для контролю поперечних тріщин. Через те, що відношення l/d < 30, то слід намагнічувати деталь за допомогою подовжувачів або об'єднати деталі ланцюгом і одночасно намагнічувати декілька деталей. Під час цього, не виникає ніяких особливостей розрахунку соленоїда і струм намагнічування визначається із відношення:
,де w - число витків; L - довжина соленоїда.
Слід вказати, що поблизу торців соленоїда напруженість магнітного поля може бути меншою, ніж розрахована. Тому необхідно передбачити можливість вимірювання напруженості поля поблизу торців соленоїда. На цьому закінчується вибір режиму магнітопорошкового контролю циліндричної деталі.
Порядок виконання роботи
1) Отримати у викладача умови проведення магнітного контролю згідно варіанту і завдання відповідно із табл. 10.1, 10.2.
2) Провести розрахунок необхідних показників із необхідними поясненнями.
3) Розрахунки і отримані результати оформити відповідно до вищенаведених прикладів розрахунків, зробити висновки.
Таблиця 10. 1 – Варіанти даних для завдання І
| Варіант | Н, А/см | dзв,мм | ddn, мм |
| 1 | 100 | 30 | 15 |
| 2 | 90 | 32 | 24 |
| 3 | 80 | 27 | 12 |
| 4 | 70 | 25 | 20 |
| 5 | 60 | 24 | 12 |
| 6 | 50 | 20 | 8 |
| 7 | 40 | 16 | 10 |
Таблиця 10. 2– Варіанти даних для завдання ІІ
| Варіант | l, мм | d, мм | δ, мм | Br, Тл | Нс,А/м |
| 1 | 151 | 20 | 1,2 | 0,6 | 20 |
| 2 | 155 | 22 | 1,4 | 0,7 | 23 |
| 3 | 160 | 24 | 1,6 | 0,8 | 26 |
| 4 | 165 | 26 | 1,8 | 0,9 | 29 |
| 5 | 170 | 28 | 2,0 | 1,0 | 32 |
| 6 | 175 | 30 | 2,2 | 1,1 | 35 |
| 7 | 180 | 32 | 2,4 | 1,2 | 38 |
| 8 | 185 | 34 | 2,6 | 1,3 | 41 |
| 9 | 190 | 36 | 2,8 | 1,4 | 44 |
| 10 | 195 | 38 | 3,0 | 1,5 | 47 |
ЗАПитання до сАмоконтролю
10.1) Які способи намагнічування поля використовують під час контролю
10.2) З якою метою використовують магнітні порошки у дефектоскопії?
10.3) Тріщина якого напрямку викликає максимальний потік розсіювання?
10.4) Які вимоги висувають, до поверхні ОК під час магнітопорошкового контролю?