Способ контроля процесса виброобработки деталей и устройство для его осуществления

 

Изобретение касается снижения остаточных напряжений в деталях путем их внброобработки. Цель изобретения - повышение производительности и экономия электроэнергии за счет повьшения точности определения момента окончания виброобработки. Существо изобретения заключается в том, что в процессе виброобработки вибровозбудителем 1 производится измерение магнитного сопротивления детали датчиком 2. Сигнал с датчика 2проходит через измерительный мост 3и сравнивается на усилителе 4 с сигналом с эталонного датчика 9. Сигнал с выхода усилителя 4 поступает на измерительный прибор 8. Процесс виброобработки заканчивают при стабилизации магнитного сопротивления, измеряемого датчиком 2. 2 с.п.ф-лы. 2 ил. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

SU» 1285031

Ш 4 С 21 11 1О/00

КГГ4т»-.;т 1 Ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ (21) 3770207/22-02 (22) 06.07.84 (46) 23.01 87. Бюл. У 3 (71) Краматорский индустриальный институт (72) А.И.Дрыга, Л.В.Ванкевич, А.И.Мордвинов, Э.Т.Лоев, Г:И.Галочкин и П.В.Голоухов (53) 621.784.375 (088.8) (56) Патент США Ф 3741820, кл. 148-129, 1973.

Авторское свидетельство СССР

У 798185, кл. С 21 В 1/04, 1978. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ВИБРООБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУ)ЧЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение касается снижения остаточных напряжений в деталях путем их виброобработки. Цель изобретения — повышение производительности и экономия электроэнергии sa счет повышения точности определения момента окончания виброобработки.

Существо изобретения заключается в том, что в процессе виброобработки вибровозбудителем 1 производится измерение магнитного сопротивления детали датчиком 2. Сигнал с датчика

2 проходит через измерительный мост

3 и сравнивается на усилителе 4 с сигналом с эталонного датчика 9. Сигнал с выхода усилителя 4 поступает на измерительный прибор 8. Процесс .

C виброобработки заканчивают при ста- Е билизации магнитного сопротивления, измеряемого датчиком 2. 2 с.п.ф-лы.

2 ил. 2 табл. С. !

28503) Изобретение относится к области виброобработки деталей машин для снятия или снижения остаточных напряжений и может найти применение в различных отраслях машиностроения.

Цель изобретения — повышение производительности и экономия электроэнергии за счет повышения точности определения момента окончани виброобработки детали.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства для осуществления предложенного способа; на фиг.2 структурная схема устройства.

Устройство для осуществления способа контроля процесса виброобработки деталей содержит вибровозбудитель I, который устанавливается на обрабатываемую деталь. На, этой же детали установлен датчик 2 контроля, питаемый от сети переменного тока. Выход от датчика контроля поступает иа выпрямительный мост 3 и с последнего — на усилитель 4;

Одновременно к усилителю 4 подключено эталонное сопротивление 5, выпрямительный мост 6 и эталонное сопротивление 7. Концы эталонных сопротивлений подключены параллель- но выпрямительным мостам 3 и 6 и объединены вместе.

На выходе усилителя 4 установлен измерительный прибор 8. Последовательно с датчиками 2 контроля и эталонным датчиком 9 включены регуляторы 10 и II (реостаты). В начале обработки детали регулировкой регу,лятора 10 добиваются согласования характеристик относительного магнитного сопротивления обрабатываемой детали (датчик 2) и эталонного датчика 9. Для обеспечения плавности регулирования предусмот;рен регулятор 11. Согласование датчика контроля и эталонного укажет прибор 8 (нулевое показание).

При виброобработке детали магнитные характеристики изменяются. В частности ф ——

Rm где Р— магнитный поток, проходящий через датчик;

P — магкитодвижущая сила (F T.u};

R — магнитное сопротивление

ITl цепи, по которой проходит магнитный поток.

Из фиг.2 видно, что вибровозбудитель 1, производя обработку детали, имеет датчик 2 контроля, следящий за состоянием детали. Датчик 2 передает результат измерения на выпря мительный мост 3. В свою очередь эталонный датчик 9 передает свой сигнал на выпрямительиый мост 6. Выпрямленные сигналы обоих датчиков сравниваются и поступают на усилитель 4, с которого усиленный сигнал поступает на измерительный прибор 8. Параллельно измерительному прибору может быть подсоединен и регистратор, осуществляющий автоматическую фиксацию хода процесса виброобработкн детали.

При начале виброобработки определяется относительная величина маг;нитного сопротивления обрабатываемой детали по измерительному прибору. 3а тем настраивают эталон на эту велиПо закону равновесия 3ДС с изменением k измен1 тся и ток, а магнитный поток 9 остается постоянным. По изменению тока можно судить о иэменении сопротивления магнитной цепи, т.е. о изменениях, связанных с виброобработкой.

Магнитное сопротивление цепи 1 пропорционально изменению тока 3

В общем, как видно из данной формулы, сонротивлекие магнитной цепи и ток намагничиванкя между собой пропорциональны. Для того, чтобы эта

15 пропорциональность не нарушалась, система датчиков должна быть ненасыщенной, а магнитопровод датчиков выполнен шихтованкым. Изменение сопротивления магнитной цепи обна20., руживают по прибору 8 ° Таким о6"разом, контролируя по мере уменьшения сопротивления магнитной цепи разность между токами датчиков 2 и

9, которая будет расти к при достижении наибольшей и стабильной величины, обработку заканчивают.

Окончание виброобработки соответствует наименьшей величине относи— тельного магнитного сопротивления обрабатываемой ферромагнитной дета ли. Датчики 2 и 9 выполнены одинаково и состоят из магнитопровода, на котором закреплена катушка.

Магнитопровод датчика 2 замкнут через обрабатываемую деталь, а датчика 9 — через эталон, предпочтительно, из материала обрабатываемых деталей.

l285031 чину. В результате уравновешивания двух величин измерительный прибор покажет нуль. Далее начинается виброобработка, и сопротивление магнитной цепи детали будет изменяться, что вызовет нарушение равновесия в электрической цепи между мостами 3 и

6. Это нарушение равновесия выразится в показании измерительного прибора 8, включенного через усилитель 4 для того, чтобы показания были ощутимее.

Когда изменения показаний прибора прекратятся, виброобработка закончена, и приступают к обработке следующей идентичной детали. При этом предлагается датчики не согласовывать, а показание прибора (рассогласованность) принять за нулевой отсчет. Такой метод контроля повышает производительность, не требует дополнительного времени на регулировку. Регулировка и настройка необходима только для другой детали, отличающейся от предыдущей.

Способ контроля процесса виброобработки и устройство для его осуществления позволяют получить слет дующий эФФект; более точно определить момент окончания виброобработки, повысить производительность .установки за счет исключения времени непроизводительной работы; иметь возможность наблюдать за ходом виброобработки;

1 иметь значительную экономию электроэнергии и снижение трудоемкости за счет своевременного прекращения процесса виброобработки; более надежную и простую схему воэможность полной автоматизации процесса виброобработки.

Пример. В соответствии с изобретение была собрана установка и производили контроль окончания виброобработки детали массой

850 кг с жестко прикрепленными образцами размеров 12х70х280 из стали 45. Деталь была соединена струбцинами с виброблоком 1 типа В 42 .

f0

Если магнитодвижущая сила датчика контроля F< зависит от тока 1, и числа витков Я,, а магнитодвижу50 щая сила эталонного датчика F так же зависит от тока 1 и числа витков И и так как числа витков Q, 2 и Я взяти одинаковыми, то при равz новесии 3, = 1 и в результате — J = 0 (нулевое показание в

1 табл.1) . При уменьшении сопротивле:ния магнитной цепи обрабатываемой детали 3, Д, и это мы наблюдаем по измерительным приборам. Когда отВиброустановка предназначена для виброрезонансной обработки корпусных деталей машин и конструкций с целью снятия или снижения остаточных напряжений, вызванных процессами литья, сварки и механообработки вместо термообработки.

Виброустановка содержит нибровозбуцитель, пульт управления, передвижной контейнер, струбцины для крепления виброблока к детали, виброиэолирующие опоры для обрабатываемой детали.

Датчики 2 и 9 состоят из идентичных катушек, помещенных на магнитопроводах. Для обеспечения равномерного сопротивления магнитной цепи между концами магнитопровода эти концы выполнени заостренными. Расстояние между заостренными концами магнитопровода принято 250 мм. Катушкй взяты от трансформатора

ТБС-3-0,16 УЗ на мосты 380В,160BA) .

Выпрямительные мосты 3 и 6 изготовлены из полупроводниковых диодов

Д242.Усилитель 4 изготовлен из

К140ÓÄ-1Б. Балансные сопротивления

5 и 7 приняты по 150 Ом.

В качестве измерительного прибора 8 принят микроамперметр И-93 класса 1. Для грубой первоначальной настройки предпочтительно пользоваться милливольтметром или миллиамперметром, а затем, когда показания датчика 2 контроля и эталонного датчика согласованы, переходить на микроамперметр или микровольтметр.

Датчик 2 (фиг.1) установлен на обрабатываемой детали.

Таким образом, до виброобработки по прибору 8 определяют относительную величину магнитного сопротивления материала детали и настраивают на ее эталон — датчик 9, уравновешивают их (показание нуль в табл.1), в процесе виброобработки определяют наименьшую величину маг нитного сопротивления материала детали и по сохранению этой величины постоянно при дальнейшей обработке судят о конце виброобработки.

5 1 28503 клонение прибора ф, = 3, ".! = сnnst, виброобработка закончена.

Регулируя токи датчиков 2 и 9, добиваются показания измерительного прибора 8, равного нулю. 1!осле это го включают виброустановку и начи— нают виброобработку ° Полученные данные сведены в табл.1.

Таблица !

Время виброрезонансной обработки, мин

Показания прибора, мА (относительная величина магнитноРезонансная частота,Гц

ro сопротивления материала детали) 0

8,2

l5,4

20,7

23,7

24,8

25,2

25,3

25,3

25,3

25 3

25,3

Изменяя частоту возбуждаемых колебаний и снимая показания хода виброобработки, можно выбрать оптимальный режим виброобработки. После окончания виброобработки детали приступают к обработке следующей идентичной детали. При этом корректировка устройства незначительна и может не производиться.В табл. 2 приведены данные виброобработки, когда датчики 2 и 9 не сбалансированы точно(начальное показание равно 3). Такая настройка и при отсутствии настройки на нуль при обработке одинаковых деталей ускоряет цикл виброобработки.

Таким образом, виброрезонанская 4р обработка детали заканчивается через 7 мин. Так как дальнейшего изменения магнитных свойств не наблюдается, следовательно, не происходит изменения структуры металла. 45

Устройство позволяет быстро и надежно определить конец виброобработки.Кроме того, по данным табл.! видно> что вначале процесс виброобработки протекает быстро (большие измене- 0 ния в показаниях), а затем резко за медляется идостигает установившегося значения! показание прибора 25,3 мА) .

Практически виброрезонансную обработку можно закончить через 7 мин.

127,4

127,4

127,4

127,4

127,4

127,3

127,3

127,3 !

27,3

127,3

127,3

I? 8503!

Таблица 2

Показания прибора,мА (относительная величина магнитного сопротивления материала детали) Резонансная частота, Гц

Время виброрезонансной обработки, мин

11,2

l8,4

23,8

26,8,27,8

28,2

28,3

28,3

28,3

28,3

28,3 ный поток, измеряют в процессе виброобработки величину магнитного сопротивления материала детали и по ее стабилизации фиксируют момент окончания виброобработки.

2. Устройство контроля процесса виброобработки детали, содержащее вибровоэбудитель, датчик контроля и измерительный прибор, о т л и ч а ю40 щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, экономии электроэнергии за счет повышения точности определения момента окончания виброобработки детали, оно

45 снабжено двумя выпрямительными мостами, эталонным датчйком и усилителем, причем выходы датчиков через выпрямительные мосты соединены с входами усилителя, выход которого

50 соединен с измерительным прибором, а в качестве датчиков используются датчики магнитного сопротивления.

Из табл. 2 также видно, что при обработке в течение 7 мин процесс вибростабилизации закончен. Таким образом, при .регулировке датчиков желательно в разумных пределах приближаться к нулевому показанию измерительного прибора. При большом рассогласовании точность измерений уменьшается.

Формула изобретения

1, Способ контроля процесса виброобработки деталей, включающий измерение косвенного параметра, характеризующего величину остаточных напряжений в детали, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыщения производительности, экономия электроэнергии за счет повышения точности определения момента окончания виброобработки детали, соз ,дают в обрабатываемой детали магнит! 27,4

127,4

127,4

127,4

127,4

127,3

127,3

127,3

12?,3

127,3

127,3

1 285031

Фиа1

Составитель В.Этинген

Редактор В.Данко Техред Н.Глущенко Корректор А.Тяско

Заказ 7603/29 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5,Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул, Проектная,4