Будова і ремонт електровоза
Тема: Дефектоскопія деталій електровоза
Об'єм, характер і методи ультразвукової дефектоскопії осі колісної пари
3.1 Загальні відомості
вісь колісний пара дефектоскопія
На залізничному транспорті частіше за все доводиться зустрічатися з тріщинами, виникаючими в деталях в процесі їх експлуатації. Ці тріщини виникають через втомні явища в металах, що знаходяться тривалий час під впливом знакозмінних навантажень. Втомні тріщини, що розвиваються з поверхні деталі, називають поверхневими, чим підкреслюють їх відмінність від тріщин глибинних (внутрішніх). Дефекти у відповідальних деталях вагонів можуть вплинути на безпеку руху поїздів, тому при наявності в деталях небезпечних тріщин їх не можна допускати до експлуатації. Поверхневі тріщини в початковій стадії розвитку в більшості випадків не виявляються візуальними методами контролю. Тому для визначення тріщин користуються більш довершеним методом - методом ультразвукової дефектоскопії.
Ультразвукова дефектоскопія застосовується для контролю: подступичних частин осі при повному огляді у колісних пар для підшипників качения, що не вимагають ремонту зі зміною елементів; шийок і предподступичних частин осей для роликових підшипників - при повному огляді колісних пар без зняття внутрішніх і лабиринтних кілець з циліндричними роликовими підшипниками на гарячій посадці і без зняття лабиринтних кілець з роликовими підшипниками на втулочной посадці; осей з метою перевірки прозвучиваемости їх у знову сформованих колісних пар.
Ультразвукові методи контролю засновані на властивості ультразвукових хвиль відбиватися від неоднорідностей в середовищі, по якому вони розповсюджуються, або поглинатися цією середою. Достоїнствами ультразвукових методів є можливість контролю внутрішніх і закритих зон виробів, можливість автоматизації розшифровки результатів контролю, а недоліками їх є необхідність «акустичного контакту» перетворювача (шукача) з контрольованим виробом, а також труднощі його застосування для контролю виробів з грубими, неочищеними поверхнями і неоднорідною структурою. Як випромінювач і приймач ультразвукових коливань застосовують пластини (пьезоелементи) з титаната барію або цирконата титаната свинця, здатні перетворювати електричне напруження, що підводиться до них в механічні коливання, які передаються в контрольовану деталь. Все необхідне для роботи пьезопластини зібране в окремому блоці, званому шукачем. Для контролю колісних пар застосовують прямі (плоскі) і похилі (призматичні) шукачі. Кожний шукач містить пьезопластину, демпфер, протектор, котушку індуктивності, проводу, що підводять напруження від штепсельного гнізда до пьезопластине, і корпус. Для надійного акустичного контакту між протектором і поверхнею контрольованої деталі вводиться прошарок масла. Напруження у вигляді коротких імпульсів подається на пьезопластину, викликаючи її коливання. Пружні хвилі від пьезопластини проходять з одного боку до демпфера, а з іншою - через протектор і прошарок масла в деталь.
Ультразвукові коливання від прямих шукачів проходять в глибочину контрольованої деталі перпендикулярно тієї поверхні, через яку вони вводяться, а від похилих шукачів - під кутом до поверхні. Якщо шукачі служать для формування і прийому ультразвукових коливань, то всі інші функції (подача напруження на пьезопластини для збудження ультразвукових коливань, індикація прийнятих ультразвукових коливань і т. д.), необхідні для дефектоскопирования деталей, виконуються іншими блоками дефектоскоп.
3.2 Методи ультразвукової дефектоскопії
Різноманітність задач, що вирішуються ультразвуковими дефектоскоп при неруйнуючому контролі металлоизделий, привело до розробки і використання цілого ряду різних методів. Найбільш широке застосування в практиці ультразвукової дефектоскопії знаходить імпульсний луну-метод і метод звукової тіні (останній називають також тіньовим методом). Застосовують також резонансний метод, метод акустичного імпедансу, метод вільних коливань і метод акустичної емісії.
Тіньовий метод (малюнок 3.1) одним з перших став застосовуватися для ультразвукового контролю металлоизделий. Випромінювач ультразвукових хвиль І, деталь і приймач П утворять «акустичний тракт». Рішення про стан деталі, що перевіряється виноситься по рівню прийнятого сигналу U (на електродах приймального шукача П). Якщо на шляху ультразвукових хвиль від випромінювача до приймача немає перешкод (несплошностей), що відображають або розсіюючих ультразвукові хвилі, то рівень прийнятого сигналу максимальний. Цей рівень різко меншає або падає майже до нуля, якщо в деталі є несплошность Д. Решеніє виноситься при дотриманні вимог до умов акустичного контакту обох шукачів з деталлю. Як видно з малюнка 3.1, дзеркально-тіньовий метод в принципі не відрізняється від тіньового і зручний лише тоді, коли до деталі є односторонній доступ. Перед проведенням контролю тіньовим методом потрібно настройка підсилювача прийнятих сигналів. Настройку, або «юстировку», виконують на бездефектном зразку. При цьому свідчення реєструючого приладу (наприклад, стрілочного покажчика) встановлюється на максимальне ділення шкали (100%). Випромінювання ультразвукових хвиль може виготовлятися в безперервному і імпульсному режимах.
Серйозним недоліком тіньового методу є значні погрішності свідчень приладу, реєструючого рівень прийнятого сигналу, через нестабільність акустичного контакту обох шукачів з контрольованою деталлю. Крім того, тіньовий метод не дає інформації про розташування (координатах) і вигляд виявленої несплошности. По цих причинах цей метод в дефектоскопії деталей залізничного транспорту має лише обмежене застосування.
а - тіньовий метод; би - дзеркально-тіньовий метод
Малюнок 3.1 - Різновиди тіньового методу ультразвукової дефектоскопії
Широко використовують на залізничному транспорті луну-імпульсний метод. У цьому випадку застосовують один шукач, який випромінює і приймає ультразвукові хвилі. Від шукача 4 (малюнок 3.2) періодично обійдуть короткі ультразвукові імпульси, які розповсюджуються по контрольованій деталі 5, В проміжку між імпульсами шукач приймає відображені від дефектів 6 і різних стінок деталі 5 ультразвукові хвилі. При нормальному падінні хвиль, коли стінки деталі паралельні (малюнок 3.2, а), на екрані дефектоскоп виникають сигнали 2 від дефекту 6 і сигнали 3 від протилежної стінки. При похилому падінні ультразвукових хвиль (малюнок 3.2, би) на екрані дефектоскоп в загальному випадку з'являється тільки сигнал 2 від дефекту 6. Наявність дефекту визначають по появі сигналу на екрані дефектоскоп, а глибину залягання його - за часом проходження ультразвука. Луною-імпульсним методом виявляють дефекти менших розмірів.
1 - початковий сигнал; 2 - сигнал від дефекту; 3 - донний сигнал; 4 - прямий шукач; 5 - деталь; 6 - дефект; 7 - похилий шукач
Малюнок 3.2 - Луна-імпульсний метод
3.3 Технологія ультразвукової дефектоскопії осей колісних пар
Для ультразвукової дефектоскопії осей колісних пар використовують наступні основні технологічні прийоми:
а) крізний контроль подовжніми ультразвуковими хвилями шляхом їх введення з торця осі за допомогою прямого ультразвукового шукача; при цьому може бути перевірена ближня до точки введення шейк осі і видалена від неї подступичная частина і половина середньої частини осі;
б) контроль подовжніми хвилями шляхом їх похилого введення з торця за допомогою похилого шукача з малим кутом падіння (6-8°); при цьому перевіряється ближня до точки введення подступичная частина з більш високою чутливістю, ніж при першому прийомі;
в) контроль поперечними хвилями шляхом їх похилого введення з циліндричної поверхні осі за допомогою похилого шукача з кутом падіння порядку 37 - 40°. Цей метод використовується, як правило, лише при підтвердженні дефекту, виявленого одним з перших двох методів, оскільки він, хоч і більш чутливий, вимагає великих витрат часу. Таким чином, кожна вісь перевіряється не менш ніж двома типами шукачів: прямим шукачем 0° і призматичним 6° (8°) або 37° (40°).
Подступичние частини осей для роликових підшипників контролюють прямим і призматичним 37°-ним шукачами з боку шийок і з боку середньої частини осі. Осі типів РУ1 і РУ1Ш додатково контролюють без зняття внутрішніх кілець підшипників в зовнішній і внутрішній зонах подступичной частини шукачем 37° (40°), якого встановлюють на середню частину осі. Ознаками для бракування осі є одиночний імпульс в зоні контролю, перевищуючий рівень перешкод в декілька разів (при умові, що перешкоди в зоні контролю будуть не вище за 5 - 10 мм), а також непрозвучиваемость осі, т. е. відсутність донного відображення і відображення від дальньої галтели при прямому шукачі.
Контроль осей колісних пар методом крізного прозвучивания прямим шукачем здійснюється обов'язково з обох торців при перевірці осей всіх типів. Цей метод застосовують для виявлення небезпечних поперечних тріщин і інших прихованих дефектів в будь-якій частині осі, а також для бракування осей з крупнозернистою структурою.
Осі колісних пар, у яких не виявляються донне відображення і відображення від галтелей (це показує на велике поглинання ультразвука, викликане крупнозернистою структурою металу), є «непрозвучивающимися». Колісні пари з такими осями підлягають расформированию для перевірки подступичной частини осі магнітним методом при умові, якщо від дня останнього формування вони знаходилися в експлуатації більш восьми років. Подступичние частини «непрозвучивающихся» осей з терміном експлуатації до восьми років повинні бути перевірені призматичним шукачем 37° (40°) з боку шийки і з боку середньої частини осі. При відсутності сигналів, відображених від поверхні посадки і граней ступици (що свідчить об непрозвучиваемости контрольованої дільниці осі), колісні пари підлягають расформированию.
Контроль на заводах необточених осей з метою перевірки структури металу (розміру зерна) і виявлення внутрішніх вад виробляють з кожного торця осі. При виготовленні осей або осьових заготівель колісних пар потрібно проводити перевірку структури їх сталі методом прозвучивания таким чином, щоб донне відображення в осі або її заготівлі по висоті було не нижче за відображення в еталонному бруску при тому ж положенні регуляторів дефектоскоп. Якщо воно нижче, то вісь бракують і направляють на додаткову термообробку.
Виконання ультразвукового контролю осі колісних пар із застосуванням різних шукачів, а також настройка дефектоскоп і розшифровка осциллограмм при дефектоскопированії різних зон осі, описані в керівництві, вимагають певних навиків і досвіду у виконавців.
4. Технічно обгрунтована норма часу на ультразвукову дефектоскопію осі колісної пари
Методи встановлення норм часу, вживані на практиці, залежать від характеру і типу виробництва. Застосовуються два методи нормування труда:
- аналітичний дослідницький метод;
- сумарний або дослідно-статистичний.
Перший метод передбачає встановлення нормативних витрат часу на основі глибокого аналізу елементів, що становлять операцію.
Другий метод нормування передбачає встановлення дослідно-статистичних норм часу без аналізу технологічних операцій і визначення витрат по складових частинах норми.
Технічно обгрунтована норма часу розраховується на основі наступних передумов:
- виходячи з рівня продуктивності труда робочого відповідної кваліфікації, що перевищує середній рівень продуктивності робітників на даних роботах, але оптимальною, що не є;
- розробки найбільш раціонального технологічного процесу при використанні продуктивного справного обладнання і інструмента, найбільш високопродуктивних і економічно доцільних режимів;
- застосування раціональної організації робочого місця і його обслуговування;
- використання прогресивних нормативних матеріалів по труду.
https://www.youtube.com/watch?
Завдання на дистанційне навчання:
Прочитати, законспектувати і вивчити матеріал
Коспекти, питання та індивідуальні консультації по вайберу 0669797045
