Датчик температуры для исследования дробеударного процесса

 

Изобретение относится к регистрации и контролю теплофизических параметров технологического режима поверхностно-пластического деформирования (ППД) и, в частности ППД дробью. Целью изобретения является повышение надежности датчика температуры. Цель достигается тем, что датчик состоит из оправки. На нее посредством резьбового соединения установлена герметическая трубка. Внутренняя часть трубки снабжена ребрами приема тепла, а наружная - ребрами отдачи тепла. Внутри трубки размещена свернутая сетка, на 1/3 объема заполненная охлаждающим агентом, например Фреоном. На верхней стороне трубки на резьбе установлены гайки для стягивания изолирующих колец. Между кольцами размещены исследуемые образцы (разрезные кольца) с термоэлектродами. Выводы термоэлектродов размещены в шлицеобразных пазах и подсоединены к контрольно-измерительной аппаратуре, установленной на стеллаже стенда. Стенд представляет собой дробеметно-сопловую установку с рабочей камерой. Экран пакетного набора кольцевых элементов датчика снабжен окном, местоположение которого устанавливается дистанционно за пределами рабочей камеры. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к регистрации и контролю теплофизических параметров технологического режима поверхностно-пластического деформирования (ППД) и, в частности, ППД дробью.

Целью изобретения является повышение надежности датчика температуры для исследования дробеударного процесса.

Цель достигается тем, что в указанном датчике, содержащем оправку с закрепленным внутри нее полым корпусом, на котором размещены кольца-образцы и радиально установленные термоэлектроды с кольцами-изоляторами на корпусе, снабженном свернутой сеткой, введенной в его полость, внутренними и наружными ребрами и заполненном охлаждающим агентом, кольца-образцы выполнены разрезными, с толщиной, соизмеримой с диаметром термоэлектродов, при этом кольца-образцы и термоэлектроды размещены между кольцами-изоляторами в виде пакета, кроме того, введен экран, снабженный окном, установленный снаружи пакета с возможностью осевого и радиального перемещений.

На фиг. 1 представлен датчик температуры, общий вид; на фиг.2 - стенд, общий вид; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1.

Датчик состоит из оправки 1, на которую посредством резьбового соединения установлена герметичная трубка 2 (материал: медь М1), внутренняя часть которой снабжена ребрами 3 приема тепла, а наружная - ребрами 4 отдачи тепла. Во внутренней полости трубки 2 по всей длине размещена свернутая сетка 5 и 1/3 объема полости заполнена охлаждающим агентом, например фреоном. С внешней поверхности трубки 2 на резьбе установлены фланцевые гайки 6,7 (материал: медь М1).

Гайка 6 выполнена со стороны резьбы с равнорасположенными по диаметру продольными пазами 8, а гайка 7 - гнездами 9 под пружины 10, между фланцами гаек 6,7 расположены изолирующие кольца 11 (материал: ударопрочный полистирол или ударопрочное стекло на минеральной основе), между которыми расположены исследуемые образцы 12 (разрезные кольца: δ = 0,5...1,0 мм) и термоэлектроды 13 (материал: сплав НХ-09 типа хромель (Gr = 8,8...9,9%, Si = 0,6. . .1,2%, остальное Ni. ГОСТ 1790-77, d = 0,07...0,1 мм); отрицательным (общим) выводом 14 от массы образцов 12 проволока (материал: никель - медный сплав, типа НМ). Кольца 11 и образцы 12 с внутренней стороны снабжены шлицеобразными окнами 15, которые служат для укладки выводов термоэлектродов 13 и выводов 14, а также для установки шпонки 16,17, фиксирующей кольцевые элементы от углового поворота во время сборки. С внешней стороны пакетного набора кольцевых элементов установлен экран 18 цилиндрической формы с окном 19 и фланцем 20 с радиально расположенными гнездами 21 под пружины 10 и отверстиями 22 по центру двух диаметрально противоположных гнезд 21 для размещения направляющих стержней 23, относительно которых в осевом направлении перемещается экран 18 (материал: сталь 110ГЛ) посредством тросика 24 и его каркаса 25 с упором в корпусе 26. Кинематическая связь тросика 24 и его каркаса 25 осуществляется далее с рукояткой и храповым сектором (не показаны), установленными за пределами рабочей камеры 26 дробеметно-сопловой установки 27. Оправка 1 закреплена в шпинделе 28 шагового привода 29, служащем для углового перемещения оправки 1 в пределах одного оборота (для исключения введения токосъемника) токопроводов термоэлектродов 13 и общих выводов 14, и регистрирующей аппаратуре 30 и, соответственно, исключения дополнительных потерь сигналов ТЭДС. Аппаратура 30 расположена на стеллаже 31 непосредственно на станине установки 27. Внутри рабочей камеры 26 устанавливается отсекатель 32 потока дроби.

Датчик температуры работает следующим образом.

В собранном виде датчик температуры закрепляют в шпинделе 28; выводы термоэлектродов, предварительно пронумерованные и закоординированные в развертке цилиндрической поверхности пакетного набора, соединяют с коммутатором регистрирующей аппаратуры 30, включающей два параллельно соединенных в цепи осциллографа С-19 и Н102, что позволяет одновременно регистрировать сигналы с заданного участка горячих стыков цилиндрической развертки пакетного набора исследуемых образцов 12 и термоэлектродов 13 с помощью управляющих движений исполнительных механизмов: шагового привода 29 и рукоятки храпового механизма перемещения экрана 18 с окнами 19, открывающими необходимую зону дробеобработки пакетного набора по заранее составленной карте исследований.

С пульта управления дробеметно-сопловой установки 27 устанавливают скорость вращения дробеметной турбины, протарированной в скорость дроби: тиристорное, бесступенчатое регулирование электродвигателя дробемета, тип энергоносителя-транспортера дробепитателя дробемета (газ или жидкость под давлением), тип и размер дроби устанавливаются предварительно сменой в бункере-накопителе рабочей камеры 26. После установления режимно-энергетических параметров процесса устанавливают заданный участок обработки датчика температуры 1, включают с пульта в работу дробепитание дробемета и вращение его турбины, включают в заданный момент времени механизм 32 отсечки (на открывание-закрывание потока дроби на исследуемый участок датчика), при этом на регистрирующей аппаратуре фиксируют импульсы ТЭДС закладных термопар, после чего приступают к обработке полученных записей и фотографий с экрана, прибора.

Датчик обеспечивает с поправкой на температуру свободных концов устойчивость работы в широком интервале температур 400...1300^оС в зависимости от режимов дробеобработки и материала образцов. Высокая термостойкость сплава НХ9-09 обеспечивает хорошую термоэлектрическую стабильность электродов. В интервале вышеуказанных температур чувствительность термопар датчика составляет 40 мкВ/^оС, обладает линейной градуировочной характеристикой в допуске ±0,25 мВ и хорошей стабильностью ТЭДС. Введение тепловой трубки в корпус датчика повышает его термическую стабильность за счет поддержания постоянной температуры в зоне термопарных спаев в пределах +3...+5^оС.

Предложенный датчик позволяет эффективно исследовать и оперативно определять тепловую обстановку в зоне дробеударной обработки конструкционных и инструментальных материалов и в соответствии с температурным фактором назначать оптимальные режимы обработки.

Формула изобретения

1. ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДРОБЕУДАРНОГО ПРОЦЕССА, содержащий оправку с эакрепленным внутри нее полым корпусом, на котором размещены кольца-образцы и радиально установленные термоэлектроды с кольцами-изоляторами, отличающийся тем, что корпус снабжен свернутой сеткой, введенной в его полость, внутренними и наружными ребрами, и заполнен охлаждающим агентом, кольца-образцы выполнены разрезными, с толщиной, соизмеримой с диаметром термоэлектродов, при этом кольца-образцы и термоэлектроды размещены между кольцами-изоляторами в виде пакета.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что в него введен экран, снабженный окном, установленный снаружи пакета с возможностью осевого и радиального перемещений.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3