Способ измерения упругих напряжений в соединении деталей Советский патент 1982 года по МПК G01B5/30 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УПРУГИХ НАПРЯЖЕНИЙ В СОЕДИНЕНИИ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения напряжений, в частности в соединениях деталей с натягом. Известен способ измерения упругих напряжений в соединениях деталей, заключающийся в том, что при сборке соединения методом запрессовки записывают временную диаграмму усилия запрессовки, по которой судят об упругих напряжениях 1. Недостатками этого способа являются низкая точность измерения напряжений, связанная с тем, что диаграмма запрессовки не в полной мере отражает влияние только внутренних напряжений, а на ее виде сказываются и другие факторы, такие как геометрические и фрикционные характеристики сопрягаемых поверхностей, скорость запрессовки, вид смазки и т. д., а также невозможность применения способа для соединений с натягом, получаемых иными чем запрессовка методами сборки соединения, такими, как, например, сборка с нагревом охватывающей детали, охлаждением охватываемой. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ измерения упругих напряжений в соединении деталей заключающийся в том, что в соединении возбуждают колебания и измеряют собственную частоту и амплитуду колебаний, по которым судят о напряжениях 2. Недостатком такого способа является сравнительно низкая точность измерений, связанная с существенным влиянием на результаты измерений колебаний геометрических размеров жесткости и дефектов материалов деталей. Цель изобретения - повыщение точности измерения упругих напряжений в соединении деталей с натягом. Указанная цель достигается тем, что соединение деталей нагревают путем возведения на него калиброванным импульсом энергии, повторно измеряют собственную частоту и амплитуду колебаний и о напряжениях судят по разности собственных частот и амплитуд колебаний. На фиг. 1 показана схема устройства для осуществления способа измерения упру1их и)Г1)яжений в соединении деталей с иати1()м; на фиг. 2 --- пример запиеи импуль са тока J, воздействующего на соединение чер(; индуктор, соленоидного типа; на фиг. о - зависимость резонансной частоты f от премени С при нагреве путем воздействия на соединение (в частности на о.хнатываюн1 -|(} Д(.та.ль1 калиброва1 11О1о и.чну.ьса -.liiefiriin. ,VcT)o;icTBO д;1я осун1ествления ci oco6a и:.1ере1Н1Я уируги.х наиряжений в соелинеНИИ деталей с натягом содержит индуктор 1 соленоидного тина, в кот)|) но.чешаетIeiicpaTOp 4 ка.111брован1Н)ГХ имиу.льсов тока, выход. к()Т())ого соединен с индуктором 1, lic.ic Г) времени, иодклк)ченно( ко в.ходу ir :i oainoa ;. с1,:|ите.1ь 6. нередающий датчик ; 11 |:р111 |иый датчик 8, установлеимыс га спсдиненни деталей 2 и 3, и об)а.; )i.iic с си,лите. () цеиь с обра ной cBHi:,io и и П1срн1-е,ьный iipHOop 9, на 14.х()д )Tiiiii)-(j подается сигнал от датчика 7 чеiii..i ч-.ил 1: гсл 1) f) и снгна.: от датчика 8. логоо н.-; 1е|КНия хпругих 11ан)яже11ИЙ - с::1М.1|11еиии дета..1е;| с и;)тЯ|()М ос} HICCTB/IHIiTv c.)lни образом. :.:)е..1Н1км1ие ,1еталей 2 и ., вып(;..:енных I 5 ч;; .-1а cl. 3 I охваты а1он1.ая детал) о ко.л1)П.г) с iiHCHiKHM и В11ут;нм1ни.м ди-амет|uj : сооГ егствеин( 2г,(} и 150 мм и Bi)ieoТ(И (i мм). HOMCJHaiOT ИИДуК10) 1 и Н)НГ:. ; i: If. li( )3б ЖДаЮТ В СО1 и1ИеНИИ (), | удара) ко,.1ебаиия. чтом л lu-nii с оГ)(кг1ной c; i3ijK), состоящей из (.и. 1гге.1я i) и датчиков 7 и 8 уссинав.шва10ТСЯ pt-3(;iiaHCHbie Н(затуха1он1ис колеба.:|1Я. (д)бственн.1О часто и амплитуду ко.|ебамий ре1истрн)у1от с .помоии к) ii3 U ni|слг.ного н П1бора 9. Затем соединение деталей 2 и . наг)евак)1 В(.)зд,ействун ка..1иброваниым 1чч|.1ов1)1М и.миу, | ко.1иисстно T(4,;ia Q 4800 Ka;i) но закону, ноказанному на фи1. 2, с iioMoHUiio индукт())а 1, подключенного к 1сне|)атору 4. /1,,:1Ител1)Ност) возде 1ствия тенлового имну, на соединение дета,лей 2 и 3 задаелся с номоииио )e.ie 5 в|)емени. Иос.ле ок()нча()ия воздейслвия на соединение тен,лового и.миульса с HOMoiHiiio нрибора 9 вновь кмл1стрируется собствсииая частота и а.мнлитуда колеба1Н1Й, вычисляется разность частот и ло|-арифмический декремент зату.хания. Разность частол AI с течение.м вре.мени до Т (моMefrra окончания воздейетвия тенлового имиу.чьса) сначала возрастает, а затем падает (фи|-. 3) за ечет теплообмена .между дета.лями сс единеиия и приближения велич(н у||ру и.х напряжений в соединении к исходр1ым значениям. Но полученным значениям б и А f, и соответствующим им нанрижениям 5 строятся градуировоч)(ые ха)актеристики (6) и (Al). /1алее все операции (кроме измерения напряжений и иоетроения градуировочных зависимостей) иовторяютея, для исследуемого соединения деталей 2 и 3 определяют значения б и А f, но кол-орьгм, с но.мопгью ||)адуироЕН)чньгх зависи.мостей, определяют уиру|ис напряжения 6 в соедине1гии дета.лей. Иримеиение нредлагаемого енособа новьииает точносль и.чмерений за счет устранения влияния на результаты измерений |еомет П1чески.ч параметров и материалов деталей соединений. Формула изобретения (люсоб из.мереиия упругих нанряжений в 1Ч)еднпении деталей, .заключаюп1ийея в г(.)М, что в соединении возбуждают колебании и измеряют собственную частоту li а.мп. ко.лебаний, ио которы.м судят о нанря/кеииях, огличиющийся тем, гго, с не.л1,к по1и,ппе1и1я точиости из.ме)ений на 1 1яжсНнй в сосдин{чп1и дета.ле) f натя1о 1, сое.1.чЛ1енис .лета,лей наг)ева1ол ичте.м воз.кп1сгвия на iieix) калиб)(И(анньгм имну.льсом ЛК ;лл1и, новчо)11о н.змеряюл собственную частоту и а.ми.лиллд ко.лебаний и о напряжениях судял но )азности собствеи1НзГХ частот и ами.литуд ко;1еба1;ий. Иелочиики инфор.мании, принятые во внимание нри iiKCiie)TH3e 1.H()(jB Л. II. Основы техп(хло1ии сбо|)ки .Mairnni и механизмов. Л., «Л ашиностроение, 1969, с. 254 255. 2..Мн.лосердин Ю. .Л., Ба)а1И)в В. М. Высоко1ЧМ1Кралур |ые иси.|) f)e а к торных материалов М., Атомиздат, 1978, с. 24 - 32 (ирототип).