Принцип работы прибора бочвара кратко

Обновлено: 04.07.2024

При воздействии на металлическую деталь или образец переменным магнитным полем в материале возникают вихревые токи. Величина этих токов максимальна на поверхности и убывает по мере удаления от поверхности в глубь образца. Для возбуждения вихревых токов обычно используют питаемые переменным током проходные (охватывающие витками образец ил и деталь), накладные

Созданное вихревыми токами вторичное электромагнитное поле оказывает обратное влияние на возбуждающую катушку, что проявляется в изменении ее активного и индуктивного сопротивлений. Величина и характер распределения вихревых токов в теле металла зависят от частоты тока, питающего катушку, от электрической проводимости и магнитной проницаемости материала, а также от формы и размера катушки и контролируемой детали.

Важно, что характер влияния различных перечисленных выше факторов на активное и индуктивное сопротивление катушки не одинаков. Это дает возможность уменьшать влияние тех или иных факторов и создавать приборы, чувствительные к какому-либо одному из факторов, например, к электропроводности или к наличию поверхностных трещин. Схемы таких приборов подробно описаны в специальной литературе.

Применяют различные способы получения и обработки информации, снимаемой с катушки-датчика. Наиболее распространенными являются: амплитудно-фазовый, фазовый, резонансный, амплитудночастотный и многочастотный способы.

Метод успешно используется:

для выявления усталостных трещин в поверхностных слоях металлических деталей; для измерения толщины покрытий, нанесенных на металлическое основание; для определения толщины стенок листовых материалов; для обнаружения зон структурной неоднородности, например, в результате термического воздействия и других факторов.

Потенциально высокая чувствительность метода вихревых токов позволяет использовать его для оценки степени структурных превращений в материале.

Основы методики контроля. Для обнаружения трещин и других несплошностей в поверхностных слоях деталей в условиях эксплуатации рекомендуется использовать электромагнитные статистические дефектоскопы типа ППД-1М, ППД-2М, ВД-1 ГА, ВДЦ-2. В дефектоскопах имеются датчики накладного типа. В этих приборах используется амплитудно-частотный способ, при котором датчик включается в резонансный контур автогенератора. При попадании датчика в зону трещины происходит срыв генерации, что фиксируется стрелочным индикатором, а также световыми или звуковыми сигналами. Статистические дефектоскопы успешно применяют для обнаружения усталостных трещин в узлах двигателей, барабанах колес, тягах и т. д.

При контроле исследуемая поверхность подвергается сканированию (как бы прощупывается) рабочей торцевой частью датчика. Шаг сканирования не должен превышать диаметра сердечника датчика, в противном случае часть мелких трещин может быть не обнаружена. В перечисленных статистических дефектоскопах минимальные диаметры датчиков, а следовательно, и максимальный шаг сканирования составляют 1,5 — 2,0 мм. При соблюдении условий контроля обнаруживаются поверхностные дефекты (трещины) длиной от 2 —4 мм, глубиной более 0,25 мм при ширине раскрытия 2 — 20 мкм.

Приборы ВД-1ГА, ВДЦ-2 и ППД-2М оснащены комплектами датчиков, позволяющих проводить контроль участков деталей различной конфигурации. Для выявления дефектов в панелях, кузове и других деталях с малой кривизной поверхности целесообразно использовать динамические (модуляционные (дефектоскопы типа ЭДМ-Т. В динамических дефектоскопах (в отличие от статистических) датчик представляет собой две рядом расположенные и вращающиеся по окружности регулируемого радиуса катушки. В приборе ЭДМ-Т частота вращения катушек — 2000— 5000 об/мин, минимальный диаметр вращения — 18 мм. Использование таких приборов дает возможность на порядок увеличить шаг сканирования с контролем статистическими дефектоскопами. Динамические дефектоскопы обладают также и повышенной чувствительностью. Так, при помощи прибора ЭДМ-Т можно обнаруживать трещины длиной, равной или большей 2 мм, а также коррозионные поражения. канавки которых должны служить упорами при перемещении датчика с заданным шагом сканирования.

Контрольные образцы необходимы: для настройки дефектоскопа и оценки их работоспособности; для оценки реальной чувствительности контроля конкретных деталей в конкретных условиях. В качестве контрольных образцов могут быть использованы детали или участки деталей с дефектами, выявленными ранее другими методами.

При отсутствии деталей с естественными дефектами (трещинами) такие трещины следует наносить на бездефектные участки деталей искусственно, при помощи механических вибраторов.

На образцах, при помощи которых проводится оценка чувствительности метода, воспроизводят все те затрудняющие контроль особенности(радиусные переходы, отверстия, ребра жесткости, элементы крепления, лакокрасочные покрытия и пр.), которые возможны у подлежащих контролю деталей,

Измерение толщины и оценка качества покрытий. В приборах для измерения толщины неэлектропроводных, например лакокрасочных, покрытий на металлических деталях использована зависимость значения наводимых токов от расстояния между катушкой датчика и металлической основой. Для измерения толщины лакокрасочных покрытий, оксидных и анодных пленок и других сплавов могут быть использованы приборы ТПН-1

Прибор ТПН-П выполнен на транзисторах, компактен и имеет автономное питание. Диапазон измерения прибора — 10 — 200 мкм. Прибор может использоваться для измерения толщины покрытия из низкоэлектропроводных материалов (с электропроводностью от 0,5 м/Ом • мм 2 и выше), например, для измерения толщины неэлектропроводных покрытий

на лопатках. Приборы типа ТПН-П серийно выпускаются на Чебоксарском приборостроительном заводе.

Толщиномерные приборы ТПН-1, ТПН-1МУ и ТПН-П могут применяться также для оценки степени коррозионного поражения деталей из алюминиевых и других цветных сплавов.

Электромагнитный метод применяется и для измерения более толстых неэлектропроводящих покрытий (до 100 мм) на металлических основах, Имеется ряд опытных образцов подобных приборов, успешно применявшихся в промышленности, например приборы ТПК, ЭФИТ, "Дельта", ВТ-20идр.

Измерение толщины стенок. В тех случаях, когда глубина проникновения вихревых токов в глубь материала существенно превышает его толщину, метод можно использовать для измерения толщины стенок. Практически достигнут диапазон измерения от нескольких микрон до нескольких миллиметров.

В условиях эксплуатации для контроля, например, толщины обшивки с целью обнаружения мест, пораженных коррозией, рекомендуется использовать прибор ТФ-1 (или УФТ-1). Эти приборы позволяют проводить контроль при одностороннем доступе к контролируемой детали.

Кроме обычного накладного датчика, прибор ТФ-1 снабжен также экранным датчиком, состоящим из двух катушек, располагающихся в процессе измерения по разные стороны стенки контролируемого изделия (стенка в данном случае играет роль экрана). Применение экранного датчика позволяет увеличить верхний предел измеряемых толщин до 4—5мм при контроле изделий из алюминиевых сплавов и до 10 — 12 мм при контроле изделий из титановых сплавов. Однако в связи с необходимостью доступа к двум сторонам стенки экранные датчики более удобны в условиях производства или ремонта и менее пригодны в условиях эксплуатации.

Чтобы обеспечить необходимую надежность контроля, целесообразно применять специальные приспособления, которые обеспечивали бы вертикальное положение датчика в процессе контроля. При контроле открытых поверхностей следует пользоваться специальными трафаретами, Следует помнить о возможности использования электромагнитных толщиномеров с накладным датчиком для оценки толщины остаточного сечения тонкостенных деталей, например, обшивки, из алюминиевых и других сплавов при коррозионных поражениях.

Токовихревой дефектоскоп ВР5-9000 (Франция). Дефектоскоп предназначен для неразрушающего контроля объектов при помощи низкочастотных вихревых токов и отличается высокой надежностью. Он позволяет выявить поверхностные и внутренние дефекты ферромагнитных материалов (трещины, отклонения размеров, коррозию), а также определить качественные свойства материалов (твердость, сопротивление, термообработку, химический состав, текстуру и т. п.).

Несмотря на высокий технический уровень дефектоскопа он отличается удобством в эксплуатации и простотой интерпретации измерений. Широкий диапазон частот (от 1до 2000Гц) и большая выходная мощность сигнала практически обеспечивают решение всех проблем, возникающих при исследовании ферромагнитных материалов. Амплитуда и фаза сигнала анализируются в модуляторе, что позволяет дифференцировать выявленные дефекты в зависимости от их характера и критерия приемлемости.

Дефектоскоп ВРЗ-9000 выпускается в трех вариантах в зависимости от условий его применения и характеристик окружающей атмосферы. Он имеет синусоидальный генератор со сменными модулями, определяющими необходимую частоту. Значение тока регулируется от 0 до 0,5 А или от 0 до 5 А специальным переключателем с цифровыми отметками. Дефектоскоп работает от сети переменного тока (220/110 В, 50/60 Гц). Сигнал на телевизионном экране (размером 31 см) имеет вид пятна, кривой или эллипса. Размеры дефектоскопа 490 X 590Х X 520 мм; масса — 50 кг. Экран условно разбит на 9 регулируемых зон, положение которых регулируется для упрощения анализа изображения.

Метод успешно используется:

на лопатках. Приборы типа ТПН-П серийно выпускаются на Чебоксарском приборостроительном заводе.

дим. гос. ун-т. – Владимир: Изд-воВладим. гос. ун-та, 2009. – 60 с.

Ил.14. Табл. 5. Библиогр.: 5 назв.

УДК 621.74 ББК 34.61

1. Перед началом занятий студенты в обязательном порядке проходят общий инструктаж по технике безопасности при выполнении лабораторных работ в литейном зале.

2. Каждую новую работу студенты выполняют только после прослушивания соответствующего инструктажа и указаний преподавателя.

3. Во время работы, особенно при приготовлении смеси в бегунах и заливке металла в формы, необходимо быть внимательным, не отвлекаться и не отвлекать других.

4. Во время заливки металла на плацу не должно быть посторонних лиц, не принимающих непосредственного участия в работе.

5. При изготовлении форм и стержней, при плавке и разливке металла необходимо пользоваться только исправным инструментом.

6. Перед началом работ по приготовлению смеси необходимо убедиться, что чаша бегунов и приводной механизм надёжно защищены ограждением.

7. Необходимо следить за тем, чтобы формовочная смесь не была излишне влажной во избежание вскипания формы.

8. Категорически запрещается производить отбор проб формовочной смеси непосредственно из чаши бегунов. Смесь отбирают из выпускного окна при частично открытой заслонке. Через образовавшуюся щель просыпается небольшое количество формовочной смеси, которую используют как пробу.

9. Рабочее место у бегунов должно быть оснащено вентиляцией, хорошо освещено и не загромождено посторонними предметами.

10. Руки при подъёме опок необходимо держать на цапфах, специальных ручках или стенках опоки, а не под ними.

11. Не допускается производить сгребание лишней смеси с набитой опоки или приглаживание её голой рукой во избежание ранения скрапом или другими металлическими частями.

12. Шихта перед загрузкой в печь должна быть просушена и подогрета во избежание попадания влаги, которая может вызвать выбросы металла из печи.

13. Разливать металл следует только в тщательно просушенных и хорошо прогретых ковшах.

14. При заливке металла ручным ковшом надо держать его сбоку и

15. Все студенты, принимающие участие в подготовке и проведении плавки металла, заливке расплава, должны находиться в специальных головных уборах, в исправной, глухо застёгнутой спецодежде без карманов и в валенках, легко снимаемых гладких сапогах или ботинках с гетрами, в брюках навыпуск, глаза должны быть защищены очками.

Лабораторная работа № 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНОЙ УСАДКИ ОТЛИВОК

Цель работы : изучить явление линейной усадки отливок и определить влияние конструкции отливки на величину линейной усадки. Исследовать влияние состава сплава, температуры его плавки и заливки на величину линейной усадки.

Общие сведения Усадка – важнейшее литейное свойство металлов и сплавов. Усад-

кой называют уменьшение размеров отливок при их охлаждении. Различают усадку в жидком состоянии, при затвердевании и в твердом состоянии. Усадка при затвердевании приводит к образованию усадочных раковин и пористости в отливках. Усадка в твердом состоянии и частично при затвердевании приводит к изменению линейных размеров отливок, что приходится учитывать при проектировании, увеличивая размеры литых деталей на величину усадки (т.е. назначая припуск на усадку).

Данная работа посвящена изучению линейной усадки отливок. Линейная усадка (ε L ) – это уменьшение линейных размеров отливки при её затвердевании и охлаждении до комнатной температуры. Линейная усадка начинается с момента образования в отливке сплошного скелета твердых кристаллов, т.е. в интервале затвердевания между точками ликвидуса и солидуса, и заканчивается при охлаждении отливки до температуры окружающей среды.

У ряда металлов и сплавов при высоких температурах перед началом усадки наблюдается небольшое расширение отливки, которое называется предусадочным расширением . Это расширение связано с фазовыми превращениями, газовыделением, с разогревом первичной твердой корки на поверхности отливки и другими явлениями. Предусадочное расширение уменьшает общую величину линейной усадки отливки.

Кроме этого линейная усадка отливок зависит от состава сплава, температуры его заливки в форму, от материала формы, ее конструкции и т.д. Линейная усадка, определяемая только свойствами самого сплава, называется свободной усадкой . В обычных условиях литья свободная усадка почти не встречается. Обычно литейщики имеют

дело с так называемой затрудненной усадкой. Затрудненной называется усадка, которая протекает при наличии сопротивления или торможения усадки формой. Это торможение вызывается трением отливки о стенки формы из-за наличия стержней, выступающих частей формы, из-за теплового расширения формы и т.д. Кроме механического торможения, часто встречается и термическое торможение усадки, вызванное разной скоростью охлаждения отдельных частей отливки.

Поэтому действительная усадка каждой отливки индивидуальна и даже для одной отливки может быть различной в разных ее частях. Такая реальная усадка называется литейной (ε L ) . В отличие от литейной, линейную усадку определяют на специальных образцах, изготовленных в виде стержней, прутков, брусков и т.д.

Между линейной и объемной усадками существует следующая зависимость:

где ε V – объемная усадка; ε L – линейная усадка.

В практике за величину усадки принимают относительные величины , выражающие изменение объема или длины при охлаждении отливки, %

ε V = [( V 0 – V 1 ) / V 1 ]100;

ε L = [( L 0 – L 1 ) / L 1 ]100,

где V 0 – начальный объем отливки в жидком состоянии при температуре жидкого металла (объём модели или формы); V 1 – объем отливки после затвердевания и охлаждения до температуры окружающей среды; L 0 – начальная длина (ширина, толщина) образца (измеряют по соответствующему размеру модели образца или формы) при температуре жидкого металла; L 1 – длина (ширина, толщина) образца при температуре окружающей среды.

Разницу между линейными размерами модели L мод и отливки L отл , выраженную в процентах,

ε лит = [(L мод – L отл ) / L отл ]100

называют относительной литейной усадкой . Она отличается от ве-

личины линейной усадки, так как зависит не только от коэффициента линейной усадки и температуры затвердевания, но и от конструкции отливки, формы, технологии изготовления формы и т.д.

Коэффициенты линейной усадки, с которыми приходится оперировать на практике, определяются для всех литейных сплавов и выражаются в следующих цифрах: для чистого железа – 2,44 %, для технически чистого железа – 2,3970 %, для фасонных отливок из мягкой стали – 1,182 – 2 % (и даже до 2,2 %), для серого чугуна – 0,9 – 1,9 %. Как отмечалось выше, литейная (затрудненная) усадка определяется практически и может быть несколько меньше указанных значений.

Линейную и литейную усадку определяют измерением длины образцов при различной температуре в горизонтальном направлении. Направление измерения важно потому, что вследствие действия силы тяжести вертикальные размеры отливок меняются не только в твердом состоянии, тогда как горизонтальные размеры отливок не зависят от усадки в жидком состоянии.

Методика измерения линейной усадки

Существуют различные приборы для определения линейной усадки. Чаще всего применяются приборы Н.Ф. Большакова и А.А. Бочвара. Эти приборы построены по одному принципу – в них измеряется с помощью индикатора-микрометра уменьшение длины образца по мере его охлаждения. Отличие заключается только в способе передачи деформации образца к индикатору.

Рассмотрим принципиальную схему прибора для определения литейной усадки по методу А.А. Бочвара. Основу прибора составляет комбинированная, т.е. состоящая из металлической и песчаной частей форма. Полость формы имеет вид двутавра. Средняя часть формы

Окончил Московское высшее техническое училище (1923), с 1924 преподаёт там же, с 1930 — в Московском институте цветных металлов и золота, с 1961 — в Московском институте стали и сплавов. Основные работы в области кристаллизации, литейных свойств, рекристаллизации и жаропрочности цветных металлов и сплавов, металловедения урана и плутония. Андрей Анатольевич Бочвар создал теорию эвтектической кристаллизации (1935, докторская диссертация) и теорию литейных свойств. Разработал и впервые в мировой практике внедрил метод кристаллизации фасонных отливок под давлением (1936). Широко известно правило Бочвара для оценки температуры начала рекристаллизации металлов. Заложил основы структурной теории жаропрочности сплавов, установил закономерности деформации изделий из металлов с разным типом кристаллической решётки при циклических изменениях температуры.

В 1946 г. был привлечен к работам по Урановому проекту и работал на заводе № 12 в г. Электросталь, а затем был переведен в НИИ-9.

Внес важный вклад в разработку брони танка Т-34. Государственные премии СССР (1941, 1949, 1951, 1953), Ленинская премия (1961). Награждён 4 орденами Ленина, 4 другими орденами, а также медалями. Похоронен на Донском кладбище города Москвы.

В 1985 г. в честь Андрея Анатольевича Бочвара в Москве названа одна из улиц в районе Щукино, СЗАО — Улица Академика Бочвара.

Библиография

Бочвар А. А., Исследование механизма и кинетики кристаллизации сплавов эвтектического типа, М.-Л., 1935
Бочвар А. А., Основы термической обработки сплавов, 5 изд., М.-Л.,1940
Бочвар А. А., Жадаева О. С. Юбилейный сборник трудов Моск. Ин-та цветных металлов и золота, вып.9, Металлургиздат, 1940 г.
Бочвар А. А., Металловедение, 5 изд., М., 1956
Металлургия и металловедение цветных сплавов. К 80-летию академика А. А. Бочвара. М. Изд-во Наука. 1982 г. 248 с. С порт., ил. Тираж 1950

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Бочвар А. А." в других словарях:

БОЧВАР — БОЧВАР Дмитрий Анатольевич (7 августа 1903 9 октября 1990) логик, квантовый химик, создатель (наряду с Э. Постам и Я. Дукасевичем> нового направления исследований в логике многозначных логик; окончил Московское Высшее Техническое училище… … Философская энциклопедия

Бочвар — фамилия. Известные носители: Бочвар, Анатолий Михайлович советский металловед Бочвар, Андрей Анатольевич советский металловед, сын Анатолия Михайловича Бочвара … Википедия

Бочвар — Анатолий Михайлович [17(29).8.1870, Радомысль, 11.9.1947, Москва], советский металловед, основатель московской школы в металловедении, профессор (1917), заслуженный деятель науки и техники РСФСР (1933). В 1908 организовал первую в Москве… … Большая советская энциклопедия

Бочвар А. — Анатолий Михайлович Бочвар (17 (29) августа 1870, Радомысль, Российская империя 11 сентября 1947, Москва, СССР) советский металловед, основатель московской школы в металловедении, профессор (1917), заслуженный деятель науки и техники РСФСР (1933) … Википедия

Бочвар А. М. — Анатолий Михайлович Бочвар (17 (29) августа 1870, Радомысль, Российская империя 11 сентября 1947, Москва, СССР) советский металловед, основатель московской школы в металловедении, профессор (1917), заслуженный деятель науки и техники РСФСР (1933) … Википедия

Бочвар Анатолий Михайлович — Бочвар, Анатолий Михайлович [17(29).8.1870, Радомысль, 11.9.1947, Москва], советский металловед, основатель московской школы в металловедении, профессор (1917), заслуженный деятель науки и техники РСФСР (1933). В 1908 организовал первую в Москве… … Большая советская энциклопедия

БОЧВАР Анатолий Михайлович — (1870 1947) российский металловед, профессор, заслуженный деятель науки и техники России (1933). Создал ряд новых (антифрикционных и др.) сплавов … Большой Энциклопедический словарь

БОЧВАР Андрей Анатольевич — (1902 84) российский металловед, академик АН СССР (1946), дважды Герой Социалистического Труда (1949, 1953). Сын А. М. Бочвара. Основные труды по кристаллизации, литейным свойствам, рекристаллизации и жаропрочности цветных металлов и сплавов,… … Большой Энциклопедический словарь

Бочвар, Андрей Анатольевич — Андрей Анатольевич Бочвар Дата рождения … Википедия

Бочвар, Андрей — Андрей Анатольевич Бочвар Дата рождения: 26 июля (8 августа) 1902 Место рождения: Москва, Российская империя … Википедия

Вопрос доверия

Серьезный и требовательный

Преподавательскую работу Андрей Бочвар оставил еще в начале 1950-х — не хватало времени. Но он всегда уделял внимание развитию сотрудников: приглашал в институт видных ученых и сам выступал с лекциями и докладами. Излагал материал четко, сжато и просто — и требовал того же от других. Андрей Бочвар был человеком очень серьезным, про таких говорят — лишний раз не улыбнется.

Конфликты и связи

Читайте также: