СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СБОРКИ И НАДЕЖНОСТИ СБОРОЧНОЙ ЕДИНИЦЫ Российский патент 2010 года по МПК G01N29/12 G01N27/02 

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано для диагностики объектов при сборке по параметрам их механических колебаний, например, серийных изделий устройств контроля схода подвижного состава (УКСПС).

Уровень техники контроля дефектности объекта известен из способа, заключающегося в том, что в контролируемом объекте возбуждают вынужденные колебания, изменяют частоту вынужденных колебаний до возникновения резонансных колебаний в объекте, измеряют параметры этих колебаний, в качестве которых выбирают верхнюю и нижнюю частоты, соответствующие заданной амплитуде отклика, определяют соотношение этих частот, которое используют для суждения о дефектности изделия (авторское свидетельство СССР №1552091, МКИ: G01N 29/04).

Однако данный способ не позволяет контролировать качество сборки с достаточной достоверностью объектов, состоящих из нескольких деталей, и оценить надежность установленных на рабочих местах.

Известен акустический способ дефектоскопии объектов, заключающийся в том, что в контролируемом и эталонном объектах возбуждают резонансные механические колебания, определяют их параметры и по результатом сравнения параметров судят о дефектности контролируемого объекта. Отличительной чертой данного способа является то, что с целью повышения чувствительности и надежности контроля объектов малых размеров определяют число резонансных пиков контролируемого объекта в заданном частотном интервале, сравнивают с аналогичным числом для эталонного образца и по разности этих чисел судят о дефектности контролируемого объекта (авторское свидетельство СССР №655961, МПК: G01N 29/04).

Однако недостатком этого технического решения является невозможность контролировать качества сборки с достаточной достоверностью объектов, состоящих из нескольких деталей (сборочной единицы), и оценить надежность изделий, находящихся в процессе эксплуатации.

Наиболее близким к заявляемому решению является способ определения дефектности объекта, заключающийся в возбуждении резонансных механических колебаний в контролируемом объекте, определении их параметров, в качестве одного из которых выбирают количество резонансных пиков в заданном частотном интервале, сравнении их с эталонными значениями, по отклонению от которых судят о наличии дефекта согласно предлагаемому решению, используют минимальную вынуждающую силу, позволяющую выявлять все значимые резонансные частоты, частоту вынуждающей силы последовательно изменяют в заданном частотном интервале, содержащем основные гармоники и несколько обертонов в серии эталонных объектов, после чего строят акустический спектр объекта - зависимость амплитуды возникающих колебаний от частоты, а резонансные пики определяют по превышению величины их добротности над пороговым эталонным значением. При этом в качестве параметров резонансных колебаний дополнительно выбирают добротность колебаний и/или собственные частоты резонансных колебаний, и/или соотношение их амплитуды (патент РФ 2308028).

Недостаток данного технического решения, невозможность контролировать качество сборки с достаточной достоверностью объектов, состоящих из нескольких деталей, и оценить надежность сборочных единиц, находящихся в эксплуатации.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении качества сборки сборочной единицы УКСПС, обеспечении минимального электрическое сопротивления электрической цепи, выявлении дефектных деталей в процессе сборки и оценке надежности УКСПС, установленных на железнодорожном пути и находящихся в процессе эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что в способе контроля качества сборки и надежности сборочной единицы, в которой возбуждают резонансные механические колебания ультразвуковым излучателем в заданном частотном интервале, содержащем основные гармоники, выделяют резонансные пики в заданном частотном интервале, сравнивают их с эталонными значениями, при этом за эталонное значение дополнительно принимают заданное нормируемое сопротивление электрической цепи, возбуждение резонансных механических колебаний производят в процессе изготовления сборочной единицы, при осуществлении контроля сопротивления электрической цепи объекта, при этом излучатель ультразвуковых механических колебаний располагают на разрушающемся контрольном элементе сборочной единицы, а контроль проводят по одному резонансному пику, о качестве сборки сборочной единицы и наличии дефектов судят по величине расхождения частот резонансного пика и эталонного и по сравнению сопротивления электрической цепи сборочной единицы с эталонным, о надежности работы сборочной единицы в процессе эксплуатации судят по расхождению частот резонансного пика и эталонного при отсутствии контроля сопротивления электрической цепи сборочной единицы.

Описанный выше способ позволяет контролировать качество сборки сборочной единицы УКСПС, которое устанавливается в электрическую цепь СЦБ железнодорожной станции.

УКСПС устанавливается на шпалах в междурельсовом пространстве и электрически изолировано от платформы и от рельсов.

Полностью в сборе устройство содержит большое количество электрических контактов (более 30 электрических соединений), которые необходимо все контролировать при сборке устройства и в процессе работы устройства. Наличие постоянной вибрации при прохождении составов повышает вероятность срабатывания цепи вследствие разрыва контактов, не связанных со сходом состава или наличием волочения тяжелых предметов.

При необходимости контроля предлагаемый способ позволяет оценить надежность УКСПС, находящихся в рабочем состоянии, тем самым избежать трудоемкой и сложной операции монтажа и демонтажа устройства.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором показана одна сборочная единица УКСПС (таких сборочных единиц, соединенных между собой в единую электрическую цепь, в УКСПС может быть несколько) с указанием на ней места установки ультразвукового излучателя, места электрических контактом в сборочной единице и места подключения прибора для измерения сопротивления электрической цепи сборочной единицы.

Способ контроля качества сборки осуществляется следующим образом.

Производят сборку сборочной единицы УКСПС. После того как произведена предварительная сборка сборочной единицы УКСПС, на контрольную вставку 1 устанавливают ультразвуковой излучатель 2, а к клеммам 3 и 4 подсоединяется прибор 5 для измерения сопротивления, (например, Микроомметр Ф4104-М1). Возбуждают резонансные механические колебания ультразвуковым излучателем в частотном интервале 5-40 кГц, содержащем основные гармоники, выделяют резонансные пики в заданном частотном интервале, выбирают один резонансный пик, частота которого ближе всего совпадает с резонансной частотой, и начинают производить окончательную затяжку каждого резьбового соединения гайками. Гайкой 6 затягивают соединение между подводящей клеммой 3 и стойкой 7. Гайкой 8 затягивают соединение между стойкой 7 и контрольной вставкой 1. Гайкой 9 затягивают соединение между контрольной вставкой 1 и ударовоспринимающей планкой 10. После обтяжки всех соединений контрольной вставки 1, ультразвуковой излучатель устанавливают на другую контрольную вставку и производят действия, описанные выше. Если не удается добиться совпадения резонансных частот с эталонными значениями в некотором допустимом интервале или соответствия сопротивления электрической цепи нормируемым значениям, сборочную единицу признают не пригодной для установки в УКСПС и производят ее разборку.

В процессе эксплуатации УКСПС в контрольной вставке могут накапливаться усталостные явления, которые могут вызвать разрушение контрольной вставки, предметами свисания за пределы нижнего габарита, усилиями значительно меньше, чем те, на которые рассчитана данная контрольная вставка в исходном состоянии. В процессе вибрации может ослабнуть затяжка крепежных элементов.

Контроль надежности сборочных единиц УКСПС, находящихся в эксплуатации и установленных на железнодорожных путях, производится аналогичным образом, как при контроле качества сборки, отличие состоит в том, что здесь на производят измерения сопротивления электрической цепи. Затяжку каждого болтового соединения производят в случае не совпадения резонансных частот с эталонными значениями в некотором допустимом интервале. Если данная операция, затяжка крепежных элементов, не приводит к желаемым результатам, т.е. разность резонансных частот выходит за пределы допустимой величины, то считают сборочную единицу не пригодной для дальнейшей эксплуатации.

Данный способ может быть реализован на приборах из пьезокерамики, выпускаемых электронной промышленностью.

Использование: для контроля качества сборки и надежности сборочной единицы. Сущность заключается в том, что возбуждают резонансные механические колебания ультразвуковым излучателем в заданном частотном интервале, содержащем основные гармоники, выделяют резонансные пики в заданном частотном интервале, сравнивают их с эталонными значениями, при этом за эталонное значение дополнительно принимают заданное нормируемое сопротивление электрической цепи, возбуждение резонансных механических колебаний производят в процессе изготовления сборочной единицы, при осуществлении контроля электрического сопротивления цепи сборочной единицы, при этом излучатель ультразвуковых механических колебаний располагают на контрольном элементе сборочной единицы, а контроль проводят по одному резонансному пику, о качестве сборки сборочной единицы и наличию дефектов судят по величине расхождения частот резонансного пика и эталонного и по сравнению сопротивления электрической цепи сборочной единицы с эталонным, о надежности работы сборочной единицы в процессе эксплуатации судят по расхождению частот резонансного пика и эталонного при отсутствии контроля сопротивления электрической цепи сборочной единицы. Технический результат: повышение качества сборки сборочной единицы и обеспечение оценки надежности сборочной единицы в процессе эксплуатации. 1 ил.

Способ контроля сборочной единицы, в котором возбуждают резонансные механические колебания ультразвуковым излучателем в заданном частотном интервале, содержащем основные гармоники, выделяют резонансные пики в заданном частотном интервале, сравнивают их с эталонными значениями, отличающийся тем, что за эталонное значение дополнительно принимают заданное нормируемое сопротивление электрической цепи, возбуждение резонансных механических колебаний производят в процессе изготовления сборочной единицы при осуществлении контроля электрического сопротивления цепи сборочной единицы при этом излучатель ультразвуковых механических колебаний располагают на контрольном элементе сборочной единицы, а контроль проводят по одному резонансному пику, о качестве сборки сборочной единицы и наличию дефектов судят по величине расхождения частот резонансного пика и эталонного и по сравнению сопротивления электрической цепи сборочной единицы с эталонным, о надежности работы сборочной единицы в процессе эксплуатации судят по расхождению частот резонансного пика и эталонного при отсутствии контроля сопротивления электрической цепи сборочной единицы.