Механического института

го звукового давления к объемной колебательной скорости. Это понятие используют, в частности, при описании распространения звука в трубах^ изучении рупоров. При распространении акустических волн в протяженных средах вводят понятие удельного акустического импеданса, равного отношению звукового давления к колебательной скорости (не объемной). Поскольку в книге рассматривается только этот • случай, в дальнейшем определение «удельный» опускается. В § 3.2 используется понятие механического импеданса, отличное от акустического.

Импедансный метод основан на изменении режима колебаний преобразователя под влиянием изменения механического импеданса ?н ОК в зоне контакта с преобразователем. Структурная схема импедансного дефектоскопа показана на рис. 3.25. Преобразователь представляет собой стержень 5, на торцах которого размещены возбуждающий колебания 2 и измерительный 6 пьезоэле-менты. Между ОК 11 и пьезоэлементом 6 находится контактный наконечник 9 со сферической поверхностью. Пьезоэлемент 2 соединен с генератором 4 синусоидального электрического напряжения, Пьезоэлемент 6 — с усилителем 10. Масса 3 повышает мощность излучения в стержень 5. Генератор и усилитель соединены с блоком 7 обработки сигнала с индикатором 8 на выходе. Блок 7 управляет сигнальной лампочкой / и самописцем (на рисунке не показан), регистрирующим дефекты при использовании прибора в системах механизированного контроля.

Для контроля импедансным методом используют дефектоскопы АД-40И, АД-60С, АД-42И. Прибор АД-40И комплектуют совмещенными преобразователями, возбуждаемыми гармоническими колебаниями с частотой, регулируемой в диапазоне от 1,5 до 10 кГц. Прибор АД-42И работает только в импульсном режиме и комплектуется совмещенным и PC-преобразователями. Для первого из них несущие частоты лежат в пределах 2.. .5 кГц в зависимости от механического импеданса ОК, для второго—16.. 18 кГц. Прибор АД-60С комплексного применения, он рассмотрен в п. 3.2.4.

Преобразователь ультразвукового твердомера (рис. 3.36) — стержень /, совершающий продольные колебания под действием пьезоэлемента 2. Стержень прижимают к ОК 8 с постоянной силой. На конце стержня имеется ин-дентор 7 в виде алмазной пирамидки, который внедряется в ОК тем глубже, чем меньше его твердость. С ростом глубины внедрения увеличивается площадь соприкосновения индентора с ОК- В результате гибкость К контактной зоны уменьшается, а модуль механического импеданса ?к растет пропорционально 1//Сш, где со — круговая частота (см. п. 3.2.2). Упругая нагрузка увеличивает собственную частоту колебаний стержня на величину А/, которая служит информативным параметрам.

От рассмотренных акустических методов НК существенно отличается импедансный метод. Он основан на анализе изменения механического импеданса участка поверхности контролируемого объекта, с которым взаимо-' действует преобразователь. Об изменении импеданса судят по характеристикам колебаний преобразователя: частоте, амплитуде, фазе. В отечественных низкочастотных импедансных дефектоскопах преобразователь имеет форму стержня (см. рис. 21, г). В некоторых иностранных приборах (Бонд-тестер, США) преобразователь выполняют в форме пьезопластины с протектором и демпфером. Частота колебаний здесь значительно выше.

Импедансный метод. Признаком дефекта служит изменение механического импеданса ZH контролируемого изделия в зоне его касания с преобразователем, возбуждающим в изделии изгиб-ные колебания звуковых частот. Здесь

ников 5 на загнутых концах накладок 4. Излучающий вибратор возбуждается импульсным генератором 6. Акустический импульс вводится в контролируемое изделие 7, принимается приемном вибратором и преобразуется им в электрический сигнал. Последний усиливается усилителем 8 и поступает на схему амплитудно-фазовой обработки 9 с выходным индикатором 10. Блок 11 управляет сигнализирующими и регистрирующими устройствами. Изменение механического импеданса ZH изделия в зоне дефекта изменяет амплитуду и фазу колебательной скорости изделия в зоне приема, вызывая регистрируемое аппаратурой изменение амплитуды и фазы принятого сигнала.

Резонансный метод. Более распространен способ оценки прочности склеивания с использованием влияния механического импеданса контролируемого изделия на резонансные характеристики нагруженного на него пьезо-преобразователя [27]. Этот способ используется в голландском приборе «Бондтестер» (табл. 31) и отечественном приборе УП-20Р (см. табл. 30).

Снижение структурного шума достигается увеличением активной части Re механического импеданса ZMex или массы конструкции, а также размещением на пути следования бегущей волны сред с импедансами меньшими, нежели импеданс волновода.

Увеличение механического импеданса колебательной системы, как известно, достигается выбором материалов и конструкции с малой жесткостью и большим внутренним трением; использованием прокладок с малым значением модуля Юнга в местах сочленения отдельных элементов конструкции; искусственным демпфированием вибрирующей поверхности различными покрытиями. Метод ослабления колебаний за счет присоединения к исследуемой системе дополнительных импедансов, преимущественно активных, называется вибропоглощением. Он заключается в нанесении упруговязких материалов, обладающих большими внутренними потерями, на вибрирующие элементы машины, причем вибропоглощающий материал должен быть плотно скреплен с колеблющейся поверхностью. Искусственное увеличение потерь колебательной энергии в системе значительно уменьшает амплитуды колебаний особенно в резонансных областях.

Измерение твердости металлов. В практике неразрушающего контроля широко распространен электроакустический импеданс-ный метод измерения твердости металлов. Метод основан на измерении относительных изменений механического импеданса колебательной системы преобразователя в зависимости от механических свойств поверхности контролируемого объекта в зонах ввода колебаний [73]. Преобразователи, применяемые в электроакустических импедансных твердомерах, представляют собой различные варианты динамической системы возбуждения колебаний с одной степенью свободы. Механическим импедансом, или полным механическим сопротивлением (Н-с/см), такой системы называется отношение комплексных амплитуд возмущающей силы F и вызываемой ею колебательной скорости v:

Рецензенты: кафедра «Детали машин» Московского инженерно-строительного института; В. Н. Кудрявцев, зав. кафедрой «Детали машин» Ленинградского механического института, д-р техн. наук., проф.

Влияние способа выплавки и состояния стали 12ХНЗА на склонность ее к коррозионному растрескиванию при консольном изгибе в коррозионной среде. Образцы 15X20 мм с трещиной глубиной 3 мм испытаны в 3%-ном растворе NaCl. Максимальный изгибающий момент в зоне надреза 1400 Н-м. Испытания проведены на установке Львовского физико-механического института АН УССР [60].

Таблица 154. Малоцикловая выносливость стали 20ХН2М в рабочих средах. Плоские поперечные образцы размерами 2.5Х6Х Х57 мм испытаны на машине ИП-2 чистым изгибом по методике Львовского физико-механического института при пульсирующем отнулевом цикле с частотой 1 Гц в различных рабочих средах (данные А. Б. Куслицкого и И. А. Тамариной)

Рис. 203. Предел выносливости электростали состава, %: 0,16 С; 0,24 Si; 0,32 Mn; l,37Cr; 4,18Ni; 0,19 Mo; 0,48 W; 0,17 Си; 0,010 S; 0,013 Р; 0„ = 1,39 ГПа (/) и 0,17 С; 0,2751; 0,40 Мп; 1,47 Сг; 4,16 Ni; 0,14 Mo; 0,64 W; 0,16 Си; 0,009 S; 0,017 Р; ав=1,46 ГПа (2) в зависимости от среды испытаний. Поперечные образцы испытаны изгибом при вращении со скоростью 3000 об/мин на базе 10е циклов по методике Львовского физико-механического института АН УССР на

•Работа выполнена в отраслевой лаборатории проблем надежности бумагоделательного оборудования при кафедре деталей машин Ижевского механического института

72. Д и ж е ч к о Н. Н. Графическое решение уравнения движения многомассовой системы. Труды Тульского механического института. Вып. 10. М., Оборонгиз, 1958.

74. Д и ж е ч к о Н. Н. Приведение сил и масс плоских механизмов с несколькими степенями подвижности графическим методом. Вопросы проектирования и расчета механизмов. Выя. 17. Труды Тульского механического института. М., Госгортехиздат, 1959.

Автор выражает благодарность сотрудникам отдела физико-химических методов упрочнения материалов Физико-механического института им. Г.В.Карпенко АН УССР за помощь в проведении экспериментов и оформлении результатов исследований. Автор также искренне признателен проф., докт. техн. наук Ф.Ф.Ажогину за ценные замечания, сделанные им при рецензировании книги.

Гидравлическая гайка конструкции кафедры технологии машиностроения Ижевского механического института и завода Ижтяжбуммаш (рис. 296) развивает усилие при запрессовке под-

Как видно из рис. 295, процесс монтажа подшипника осуществляется с применением двух гидравлических ручных рычажных насосов высокого давления. Более целесообразно применение механизированного насоса высокого давления (рис. 297). Принципиальной особенностью этого насоса является возможность создания двух потоков масла высокого давления, причем один поток масла подается в гидравлическую гайку а, второй — в соединение б для разъединения сопрягаемых поверхностей деталей. Насос, показанный на рис. 297, создан кафедрой технологии машиностроения Ижевского механического института и демонстрировался на ВДНХ в 1963 г.

Одним из таких решений является применение пластмассовой прослойки в качестве компенсатора при сборке узлов и машин. Сущность этого процесса, разработанного кафедрой технологии машиностроения Ижевского механического института, заключается в том, что между сопрягаемыми поверхностями деталей вводится прослойка пластмассы, предназначенная для компенсации погрешностей обработки этих поверхностей. Компенсирующая прослойка получается за счет заполнения полужидкой пластмассой зазоров, образовавшихся при выверке собираемых деталей или узлов. По истечении незначительного времени пластмассовая прослойка в зазоре затвердевает и превращается в жесткий компенсатор нужной формы и размера.