Измерения перемещений

Величина коэффициента концентрации напряжений, завися-щаяся, согласно [84], от формы сварного шва, определялась путем непосредственного измерения параметров сварного шва (ширина шва, высота усиления, радиус перехода от металла сварного шва к основному металлу) на трубах различных заводов изготовителей (производства Челябинского, Волжского трубопрокатных заводов и фирмы "Валлурек"). Данные параметры колебались в следующих пределах: радиус перехода от шва к основному металлу 0,002-

В связи с повышением производительности машин и скоростей движения отдельных их органов, а также в связи с требованиями к высокому качеству изделий человек стал испытывать непреодолимые затруднения в управлении машинами, контроле технологических процессов, выполняемых машинами, измерении отдельных параметров выпускаемой продукции и т. д. В прежних, более примитивных машинах реакция человека была достаточной для того, чтобы изменить режим движения и работы машины, если эти режимы и работа отклонялись от нормальных. Теперь, когда продолжительность многих рабочих процессов измеряется весьма малыми долями времени, когда многие процессы являются непрерывными, физиология человека лимитирует его непосредственную реакцию на отклонение рабочего процесса от нормального Поэтому человек стал создавать искусственные средства управления, контроля и измерения. Такими средствами, хорошо известными в технике, являются различные регуляторы и системы автоматического регулирования рабочих процессов, приборы контроля и измерения параметров этих процессов и т. д. В некоторых случаях стало целесообразным создание специальных машин для управления процессами и их контроля. Так, например, для автоматизации контроля размеров поршневых колец, пальцев, шариков для шарикоподшипников и многих других объектов стали создаваться контрольно-измерительные машины, которые производят не только обмер деталей, но и их сортировку по размерам и другим показателям. В современные автоматические линии встраиваются различные контрольно-измерительные машины и приборы, которые не только контролируют процесс, но и управляют им, сигнализируя и автоматически корректируя этот процесс в процессе работы автоматических линий и систем. Такие машины называются контрольно-управляющими.

Рентгенографический метод, в частности, микроанализ с помощью электронного зонда1 пригоден для исследования продуктов, образующих пленку на металлах: определения размеров и ориентации кристаллов, а также измерения параметров кристаллической' решетки.

Таблицы справочных сведений содержат предельные отклонения, допуски или другие сведения для наиболее распространенных интервалов измерения параметров типовых деталей и их соединений. Справочные таблицы дают полное представление о структуре таблиц в стандартах и построении справочников по допускам и посадкам. Включенные в книгу данные соответствуют действующим стандартам по состоянию на 01.01.1983 г.

1. По функциональному признаку различают: а) измерительные упругие элементы, предназначенные для измерения параметров производственного процесса или естественных величин (магнитное поле земли, уровень солнечной радиации и др.); у большинства приборов происходит преобразование измеряемого параметра; например, напряжение или сила тока преобразуются в электроизмерительных приборах в момент электромагнитных сил, деформирующих упру-

Методы измерения параметров при испытаниях деталей машин можно разделить на механические, пневматические, оптические и электрические.

Механические воздействия существенно влияют на точность приборов, устанавливаемых в системах управления движением и служащих для измерения параметров движений. Под действием вибраций и ударов резко увеличивается «уход» гироскопических приборов, а следовательно, и ошибка измерений, производимых этими приборами; приборы, содержащие измерительное устройство маятникового типа, обнаруживают склонность к смещению нулевого положения.

Среднее значение остаточного ресурса определяют в соответствии с [57] и используют в некоторых случаях при наличии достаточного обоснования (в том числе применяя данные по объектам-прототипам), например при оценке потребности в ремонтных мощностях и сроков измерения параметров технического состояния объекта при дискретном контроле.

Рисунок 3.3.8 - В'III для измерения параметров вибрации

Широкое применение вихретоковые преобразователи нашли в виб-рометрии. Контроль вибраций можно осуществлять как контактным способом (рисунок 3.3.8, а, б}, так и бесконтактным (рисунок 3.3.8, в). При контактном способе измерения параметров вибрации используется сейсмическая масса 8 из электропроводящего материала (рисунок 3.3.8, а). В некоторых конструкциях (рисунок 3.3.8, б) измерительная обмотка преобразует колебательные движения промежуточных элементов За, к которым прикреплены пружины 10, в электрический сигнал, что позволяет значительно увеличить чувствительность преобразователя. На рисунке 3.3.8, в схематически изображен преобразователь, который может быть использован как для контактного, так и для бесконтактного контроля. В первом случае измерительная обмотка контролирует колебания сейсмической массы, во втором сейсмическая масса застопорена винтом 9 и осуществляется бесконтактный контроль колебаний электропроводящего объекта 3 [41].

Устройства для измерения параметров дефектов могут быть реализованы на интегральных схемах "жесткой" логики, с помощью специализированных микрокомпьютеров или серийно вьшускаемых компьютеров типа ноутбук При этом с помощью компьютера можно выполнять не только операции вычисления параметров дефектов, но и формировать сигналы, управляющие работой преобразователя, вводить коррекцию в измерительный сигнал и изменять по заданному закону токи возбуждения преобразователей.

Упругие и пластические перемещения на заданной базе измеряют тензометрами. Как и все средства измерения перемещений и деформаций,' тензометры делятся на механические, оптические, пневматические, акустические (струнные) и электрические.

При испытаниях деталей машин широко применяют электрические методы измерения перемещений и соответственно элект-

Толщину масляного слоя измеряют общими методами измерения перемещений. Приближенную проверку возникновения жидкостного трения можно производить по скачкообразному изменению электрического сопротивления.

Взаимная индуктивность. ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК - измерительный преобразователь в виде катушки индуктивности с ферромагн. сердечником, индуктивность к-рой в результате изменения возд. зазора в магнитопроводе либо глубины погружения сердечника в катушку изменяется пропорционально измеряемой величине (перемещению или углу поворота). Применяется для измерения перемещений в маломощных устройствах (напр., в стрелочных измерит, приборах).

Основные виды механотронов: а - для измерения перемещений и усилий; б - для измерения давления; в - для измерения ускорений и вибраций; А - подвижный анод; К -неподвижный катод; Б - баллон; М - гибкая мембрана или сильфон, с которым жёстко связан анод; С - впаянный в мембрану управляющий стержень; П - плоская пружина - подвижный электрод; ИМ - инерционная масса, укреплённая на подвижном электроде. Стрелками показано направление перемещения (/), усилия (f), давления (р), ускорения (а)

Для измерения перемещений применяют потенциометр и-ческие (реостатные) датчики, основанные на изменении под влиянием входного перемещения включенного в цепь омического сопротивления. К ним относятся реохордные и полупроводниковые реостатные датчики.

Для измерения перемещений звеньев применяют потенциомет-рические и индуктивные датчики, для измерения относительных деформаций—проволочные и полупроводниковые тензодатчики.

Колебания чувствительного элемента. Если параметры собственных колебаний самого прибора (с, и„) подбирать определенным образом, то перемещения х будут характеризовать изменение определенных параметров колебания объекта. Так для измерения перемещений следует выбрать параметры прибора (виброметра)

Принимая за модуль измерения перемещений массы величину ZD, имеем

перемещения в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для этого на ребрах "столика имеются специальные микрометрические винты. Основание столика закреплено на подвижной рейке зубчатой передачи 18 с помощью пластины 16 И кронштейна 21. Положение отсчетного устройства по высоте фиксируется винтом 19. После совмещения нуля окуляр-микрометра с визирной риской удлинителя 13 установка готова к работе. В случае измерения перемещений визирной риски, больших чем 1 мм, когда она выходит из поля зрения окуляр-микрометра, отсчетное устройство может быть поднято в новое положение нуля, а высота поднятия при этом определяется по шкале индикатора часового типа 14.

В зависимости от типа материала, вида напряженного состояния, характера нагружения и уровня деформаций разрушение может быть обусловлено накопленным усталостным повреждением, накопленной деформацией или их совокупностью. В связи с этим необходимо измерять как величину суммарной односторонней накопленной деформации, так и изменение амплитуды деформации при каждом цикле нагружения i[83]. Для исследования циклически упрочняющихся материалов наиболее эффективен метод оптически чувствительных покрытий, а также метод тензометрии (при величине деформации в первом полуцикле ^ 1 %). Для измерения перемещений в зоне вершины трещины рекомендуется метод оптической интерференции, причем величина исходной деформации должна быть ^ 1 %.