Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Технічні науки / Автоматизація технологічних процесів


862. Трушаков Дмитро Володимирович. Автоматизована система неруйнівного контролю порушень суцільності металу при виготовленні деталей циліндричної форми: дис... канд. техн. наук: 05.13.07 / Кіровоградський національний технічний ун-т. - Кіровоград, 2004.



Анотація до роботи:

Трушаков Д.В. Автоматизована система неруйнівного контролю порушень суцільності металу при виготовленні деталей циліндричної форми – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 – Автоматизація технологічних процесів – Кіровоградський національний технічний університет Міністерства освіти і науки України, Кіровоград, 2004.

Дисертація містить результати теоретичних та експериментальних досліджень по удосконаленню неруйнівного контролю відповідальних деталей гідронасоса шляхом створення автоматизованої системи контролю на основі метода вихорових струмів. Запропоновано спосіб повного відстроювання від впливу зазора між вихорострумовим перетворювачем та контрольованою поверхнею феромагнітного вироба. Здійснено технічну реалізацію макетів вихорострумового дефектоскопа та автоматизованої системи на базі однокристального мікроконтролера сімейства MCS51.

У дисертаційній роботі подане нове рішення актуальної науково-технічної проблеми підвищення якості відповідальних деталей реверсивного насоса змінної продуктивності об’ємного гідропривода ГСТ-90, у процесі їх виготовлення, завдяки використанню побудованої автоматизованої системи неруйнівного контролю порушень суцільності металу. В процесі виконання роботи отримані наступні найбільш важливі наукові та експериментальні результати.

1. Проведені дослідження можливостей різних методів неруйнівного контролю стосовно контролю відповідальних деталей циліндричної форми гідронасоса ГСТ-90 – плунжера, розподільника та сепаратора, показали, що в даному випадку найбільш придатним є електромагнітний (вихорострумовий) метод неруйнівного контролю.

2. Проведений аналіз існуючих конструкцій та властивостей вихорострумових перетворювачів, які є основним функціональним елементом автоматизованої системи неруйнівного контролю порушень суцільності металу, виявив, що:

- для контролю зварних швів у плунжерах, враховуючи анізотропію, в якості первинного перетворювача обрано вихорострумовий перетворювач з П-подібним осердям;

- при контролі розподільника та сепаратора для реєстрації дефектів типу тріщина обрано вихорострумовий перетворювач зі стрижневим осердям.

3. Розробка і аналіз математичних моделей накладних вихорострумових перетворювачів з П-подібним та стрижневим осердями показав, що:

- залежність величини внесеної індуктивності вихорострумового перетворювача від співвідношення зміни ширини тріщини (T) до діаметру магнітопровода перетворювача (D) при умові, що описується за лінійним законом;

- залежність величини внесеної індуктивності вихорострумового перетворювача від співвідношення зміни повітряного зазору між перетворювачем та контрольованою поверхнею (d) до діаметру магнітопровода перетворювача (D) при умові, що описується за гіперболічним законом.

Таким чином, у отриманому від перетворювача сигналі можна відокремити інформацію про наявність тріщіни від інформації про наявність повітряного зазору (проміжку).

4. Аналіз перешкоджаючих факторів при вихорострумовому контролі виявив, що в умовах цеху основним зовнішнім перешкоджаючим фактором, який впливає на якість показань, є зміна зазору (проміжку) між накладним вихорострумовим перетворювачем та контрольованою поверхнею. Для його подолання була розроблена та використана методика відстроювання від впливу зазору між датчиком та контрольованою поверхнею у вихорострумовій дефектоскопії феромагнітних виробів.

5. В результаті проведених експериментальних досліджень накладних вихорострумових перетворювачів з П-подібним та стрижневим осердями були отримані експериментальні залежності вносимих нормованих індуктивностей від ширини тріщини Т і величини зазору d. Ці залежності відповідають розробленій математичній моделі. Адекватність моделі оцінено методом математичної статистики. Розбіжність складає не більше 5%.

6. Розроблені структурні і принципові схеми та виконано макети вихорострумових дефектоскопів – основних вимірювальних блоків автоматизованої системи - для контролю плунжерів та для контролю розподільника і сепаратора, в принцип дії якого покладені інженерні рішення, на які отримані деклараційні патенти України.

7. В результаті аналізу обгрунтовано конструкцію, принцип дії і алгоритм роботи макета автоматизованої системи неруйнівного контролю, а також розроблені структурна і принципова схеми макета. В принцип дії системи покладено:

- покрокове сканування досліджуваної поверхні;

- фіксація та порівняння інформації, що отримана при скануванні на кожному кроці, з попередньо записаною інформацією в постійному запам’ятовуючому пристрої, яка була отримана від еталонів (бездефектних деталей);

- при знаходженні “граничного дефекту” негайне бракування деталі.

8. В результаті проведених досліджень та аналізу даних функціонування макета автоматизованої системи неруйнівного контролю було виявлено, що:

- величина кроків радіального та кутового переміщення вихорострумового перетворювача не перевищує 1 мм (діаметра осердя);

- коливання зазору при скануванні поверхні розподільника та сепаратора між вихорострумовим перетворювачем та контрольованою поверхнею не перевищували 0,9 мм. Ці коливання зазору не впливають на якість показань завдяки розробленому способу повного відстроювання від впливу зазору;

- дефекти на зразках деталей надійно реєструються.

Отримані техничні характеристики макета відповідають технічним вимогам.

9. Проведено розрахунок економічної ефективності автоматизованої системи неруйнівного контролю відповідальних деталей гідронасоса. Величина економічного ефекту при використанні даної системи при річному плані випуску насосів 13911 штук, дорівнює Ерічн=31546,42 грн. Період окупності додаткових капітальних вкладень складає Ток=1,55 роки.

Публікації автора:

1. Плєшков П.Г., Серебренніков С.В., Трушаков Д.В. Вихорострумовий дефектоскоп та сканувальний пристрій для поточного контролю металевих виробів форми тіл обертання// Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. - 2000. - №1. – С. 70-71.

2. Ващенко Б.І., Трушаков Д.В. Вихрострумовий дефектоскоп для перевірки якості металевих виробів// Збірник наукових праць Кіровоградського інституту сільськогосподарського машинобудування/ Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація/. - Кіровоград: КІСМ. - 1998. - Вип.3. - С. 30, 31.

3. Гамалій В.Ф., Трушаков Д.В. До вибору методики автоматизації неруйнівного контролю відповідальних деталей гідронасоса// Збірник наукових праць Кіровоградського державного технічного університету/ техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація/ Кіровоград: КДТУ. - 2002. - Випуск 11. - С. 247-250.

4. Серебренніков С.В., Плешков П.Г., Трушаков Д.В. Порівняльні дослідження вихрострумових перетворювачів для дефектоскопії плунжерів гідронасосів// Фізичні методи та засоби контролю середовищ, матеріалів та виробів. Випуск 6. Збірник наукових праць Фізико-механічного інституту ім. Г.В. Карпенка НАН України. Київ-Львів. - 2001. – С. 95-100.

5. Трушаков Д.В. До вибору способа послаблення заважаючих факторів при проведенні вихорострумового неруйнівного контролю металевих деталей та виробів// Збірник наукових праць Кіровоградського державного технічного університету/ техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація./ - Кіровоград: КДТУ. –2003. – Випуск 13. - С. 382-386.

6. Гамалий В.Ф., Трушаков Д.В., Серебренников С.В. Вихретоковый дефектоскоп с частотной отстройкой от влияния зазора// Материалы 8-го Международного семинара-выставки “Современные методы и средства неразрушающего контроля и технической диагностики”. – Киев. - 2000. - С. 10-11.

7. Серебренніков С.В., Трушаков Д.В., Медяник В.Г. Порівняльні дослідження неруйнівних методів контролю для дефектоскопії деталей аксіально-поршневих машин// Матеріали третьої Української науково-технічної конференції “Неруйнівний контроль та технічна діагностика 2000”. - Дніпропетровськ. - 2000. - С. 187-188.

8. Серебренников С.В., Трушаков Д.В., Гамалий В.Ф. Автоматизация процесса вихретокового контроля металлических изделий формы тел вращения с отстройкой от влияния зазора// Материалы международной конференции “Современные материалы, технологии, оборудование и инструмент в машиностроении”. – Киев. - 2000. - С. 75-76.

9. Серебренников С.В., Трушаков Д.В., Версаль В.А. Сравнительный анализ вихретокових датчиков с магнитопроводом// Материалы научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов “Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления” (Датчик-2001). - М.: МГИЭМ. - 2001. - С. 309-310.

10. Трушаков Д.В. До обгрунтування використання електромагнітного контролю при дефектоскопії металевих деталей та виробів// Тезисы докладов международной научно-практической конференции “Современные информационные технологии в управлении и профессиональной подготовке операторов сложных систем”. – Кировоград. - 2003. - С. 163-165.

11. Трушаков Д.В., Серебренніков С.В. Вихорострумовий контроль зварних швів, отриманих тертям// Збірка тезисів ІІ Всеукраїнської науково-технічної конференції молодих учених та спеціалістів “Зварювання та суміжні технології”. - Київ. - 2003. - С. 81.

12. Gamaliy V, Trushakov D. Microprocessor System for Non-Destructive Diagnostics// 15-th Conference on Non-Destructive Testing. Rome (Italy) – 15-21 October 2000. – P.608.

13. Деклараційний патент 34933А Україна, МКИ G 01N 27/86. Спосіб повного відстроювання від впливу проміжку у вихорострумовій дефектоскопії феромагнітних виробів: Деклараційний патент 34933А Україна, МКИ G 01N 27/86/ Б.І. Ващенко, Д.В. Трушаков; Кіровоградський державний технічний університет. - №99074185; Заявл. 20.07.1999; Опубл. 15.03.2001.

14. Деклараційний патент 34934А Україна, МКИ G 01N 27/00. Вихорострумовий дефектоскоп для контролю феромагнітних виробів: Деклараційний патент 34934А Україна, МКИ G 01N 27/00/ Б.І. Ващенко, Д.В. Трушаков; Кіровоградський державний технічний університет. - №99074186; Заявл. 20.07.1999; Опубл. 15.03.2001.

15. Деклараційний патент 62570А Україна, МКИ G01N27/00. Вихорострумовий дефектоскоп для контролю феромагнітних виробів: Деклараційний патент 62570А Україна, МКИ G01N27/00/ В.Ф. Гамалій, В.Ф. Пащенко, Д.В. Трушаков; Кіровоградський державний технічний університет. - №2003043228; Заявл. 10.04.2003; Опубл. 15.12.2003.