Взаимодействия нейтронов

Для снятия фактической циклограммы необходимо изучить порядок взаимодействия механизмов в течение цикла и совмещение ходов; условно разделить изучаемый объект на механизмы рабочих ходов, холостых ходов и механизм управления; дать перечень механизмов в протоколе на величины цикла;- провести не менее 10 раз замеры длительности работы механизмов и построить циклограмму.

Отказы, связанные с нарушением заданных условий взаимодействия механизмов или устройств машины между собой или механизмов' с обрабатываемыми изделиями при выполнении как технологических, так и вспомогательных операций, есть отказы элементов. Их действие проявляется в несрабатывании или неправильном срабатывании механизмов или устройств, а следовательно, в невыполнении тех или иных элементов рабочего цикла, и приводит к аварийным последствиям, если указанные нарушения взаимодействия не локализуются блркиру-

Информационное обеспечение включает способы получения диагностической информации, ее хранение и систематизацию. В качестве диагностических критериев используются временные интервалы при определении надежности, контроле производительности, быстродействия и других аналогичных факторов; эталонные модули для сравнения с фактическими или расчетными значениями при определении таких параметров, как мощность, усилия, крутящие моменты, давление, скорости, ускорения и т. д.; эталонные осциллограммы, позволяющие оценивать зависимость параметров (мощности, усилия и т. д.) от времени. Сопоставляя несколько осциллограмм, получаем динамическую циклограмму, позволяющую выявить вредные взаимодействия механизмов, нарушения заданной последовательности их работы и т. п.; зависимости, определенные корреляционным и спектральным анализами; например, спектральные методы рекомендуется применять при использовании виброакустических параметров в качестве диагностических.

Характер зацепления ролика кривошипа с мальтийским крестом оказывает большое влияние на условия взаимодействия механизмов подъема, поворота и фиксации шпиндельного блока и может изменяться при неточном изготовлении креста и при износе механизма поворота [4]. В начале зацепления ролика кривошипа с мальтийским крестом могут иметь место три характерных типа кривых крутящих моментов. В первом случае после начального зацепления ролика кривошипа с рабочей стороной паза креста, сопровождающимся характерным пиком М\^ крест продолжает двигаться с небольшой постепенно увеличивающейся скоростью. Момент Afnp на этом участке остается все время положительным (станок б). Во втором случае после начального контакта ролика с крестом движение креста прекращается, а ролик поводка продолжает двигаться в зазоре паза креста. На этом участке момент равен нулю (станок 2). Далее происходит более резкое возрастание скорости креста, а затем и блока, чем в первом случае (момент М\ на участке разгона блока положителен, станок 2). В третьем случае после начального зацепления ролика с крестом, сопровождающегося обычно более сильным ударом

Значительно снижают технические возможности и сокращают период нормальной эксплуатации неблагоприятные динамические характеристики станков. Например, неправильная отладка моментов переключения фрикционных муфт и их износ приводят не только к увеличению времени холостых ходов, но и к изменению динамических нагрузок. Не всегда соответствует техническим условиям точность исполнения цикла, что вызывает необходимость проверки теоретических циклограмм станков-автоматов кинематическими и динамическими методами. На динамические условия взаимодействия механизмов значительное влияние оказывают скорость вращения РВ и угол поворота шпиндельного блока (одинарная и двойная индексация). При диагностировании технологического оборудования с едиными валами управления выбираются диагностические параметры, несущие наибольшую информацию о работе различных целевых механизмов. Одним из таких параметров является крутящий момент на РВ, на основе которого разработаны алгоритмы и программы диагностирования механизмов подъема, поворота и фиксации шпиндельного блока; подачи, упора и зажима материала; суппортной группы, а также оценки работы автоматов с технологическими наладками [21, 22]. Сущность способа выявления дефектов механизмов без их разборки с помощью этого параметра заключается в том, что на РВ проверяемого автомата между приводом и кулачками управления устанавливается съемный тензометрический датчик крутящего момента, который через преобразователь соединяется с регистрирующей аппаратурой. Качество изготовления и техническое состояние различных узлов и механизмов, управляемых от одного РВ, оценивается сравнением осциллограмм крутящего момента на РВ проверяемого станка с эталонной, полученных в одном масштабе. Если величина и характер изменения кривой крутящего момента на отдельных участках циклограммы проверяемого станка не соответствуют эталонной осциллограмме, то по типовым динамограммам дефектов и дефектным картам механизмов определяются виды дефектов, причины их возникновения и способы устранения. Для удобства проверки станков в цеховых условиях эталонная осциллограмма наносится на линейку из оргстекла.

Были также исследованы: взаимодействия механизмов автомата с построением и анализом динамических циклограмм; динамические нагрузки на привод (крутящие моменты, усилия, давления в гидро- и пневмоприводе) методами тензометрирования деталей автомата с использованием съемных преобразователей крутящих моментов и усилий, тензометр ических датчиков давления для определения технологических возможностей автомата, возможностей увеличения скорости холостых ходов, выявления дефектов; неравномерность вращения валов и шпинделей с помощью дискретной записи углов поворота или записи угловой скорости с целью изучения влияния падения числа оборотов под нагрузкой, работы муфт, а также влияния механизмов с переменным передаточным отношением на условия работы привода автомата.

Было установлено, что необходима проверка теоретических циклограмм токарных автоматов кинематическими и динамическими методами. Основными причинами нарушения взаимодействия механизмов автомата являются:

рости РВ, следует учитывать, что из-за значительного изменения динамических нагрузок не может быть проверена та точность взаимодействия механизмов, которая будет иметь место при рабочей скорости вращения РВ. Планетарное движение зубчатых колес привода шпинделей не оказывает существенного влияния на величину динамических нагрузок на привод. Величины и характер изменения крутящих моментов, ускорений, скоростей и перемещений позволяют оценить качество конструкции механизмов автомата и обнаружить погрешности их изготовления, сборки и регулировки. Исследование одной из наиболее распространенных моделей гидрокопировального полуавтомата проводилось с целью изучения •его технологических характеристик и сравнения различных типов привода каретки копировального суппорта: с гидроцилиндром и с тидромотором, редуктором и ходовым винтом (винтовая пара скольжения). Наибольшую информацию о дефектах изготовления привода подачи и направляющих содержит запись крутящего момента на винте или усилий на штоке гидроцилиндра. При этих стендовых исследованиях отрабатывались отдельные элементы методики исследования и диагностирования новой гаммы гидрокопировальных полуавтоматов [58].

Метод сопоставления осциллограмм, основанный на анализе одновременно записанных осциллограмм различных параметров. Метод использовался, в частности, для оценки взаимодействия механизмов многошпиндельных токарных автоматов, барабанных приспособлений и поворотных столов агрегатных станков (по динамическим циклограммам).

45. Е. Г. Нахапетян, В. В. Шербаков. Исследование взаимодействия механизмов автоматов. — В сб.: Теория машин автоматического управления. М., «Наука», 1970.

37. Нахапетян Е. Г., Щербаков В. В. Исследование взаимодействия механизмов автоматов при различных условиях их работы. V Совещание по основным проблемам ТММ. Тезисы докладов. М., изд-во АН СССР, 1967.

По энергетич. спектру нейтронов, устанавливающемуся в результате взаимодействия нейтронов с окружающей средой, Я. р. подразделяют на быстрые, тепловые и промежуточные. В быстрых Я. р. замедление нейтронов мало и процесс деления производится гл. обр. нейтронами с энергией более 100 кэВ (1,6-Ю-1* Дж). В тепловых Я. р. за счёт упругого рассеяния нейтронов при столкновении с ядрами вводимого в реактор замедлителя (вещества с лёгкими ядрами) энергия нейтронов существенно уменьшается и становится близкой к энергии теплового движения молекул (—0,025 эВ) при комнатной темп-ре. В Я. р. может устанавливаться и промежуточный спектр нейтронов (энергия от 1 эВ до неск. кэВ). Природными веществами, используемыми для деления, являются уран (сочетание изотопов 235U и 238U) и торий (232Тп) — см. Ядерное топливо.

Рис. 41. Зависимость полных эффективных сечений взаимодействия нейтронов с различными веществами от энергии нейтронов

кроскопического поперечного сечения взаимодействия нейтронов с активируемым изотопом, а также от самопоглощения излучения материалом источника. Именно поэтому удельная активность источника имеет предельное значение. Она в основном определяется плотностью потока нейтронов реакторов, достигающей 10й — 1015см~2-с~г и временем активации, в течение которого-изотоп подвергается облучению нейтронами в канале реактора.

Приборы контроля теплоэнергетических процессов, использующие ядерные излучения, могут быть классифицированы по принципам их действия. Так, приборы могут быть основаны: на изменении взаимного расположения источника и приемника излучения; на законах взаимодействия у-излучения с веществом; на законах взаимодействия р-излу-чения с веществом; на законах взаимодействия нейтронов с веществом; на явлениях ионизации и возбуждения атомов вещества.

В тех случаях, когда энергия столкновения невелика, т. е. вероятность рассеяния на большие углы не мала, а также при описании взаимодействия нейтронов с веществом хорошие результаты дает модель твердых шаров. Сталкивающиеся частицы считаются твердыми шарами с радиусами лх и rz, так что модельный потенциал имеет вид

где К — параметр, зависящий от энергии ПВА, характеристик взаимодействия нейтронов с веществом, распределения вакансий в каскаде, констант взаимодействий с дислокациями; t — время облучения (поток Ф); а0 — кинетический коэффициент (при комнатной

Радиоактивность среды повышается также и в присутствии изотопов Na24 (продукт взаимодействия нейтронов с изотопами А127), концентрация которых в паре в 1000 раз меньше, чем в воде реактора, при этом изотопы эти быстро распадаются. Устранить радиоактивность воды легко с помощью ионитов. Основная часть трудно распадающихся изотопов Со58 (Ni68 + нейтроны) и Со60 (Ni60 или примесь в нержавеющей стали Со59 + нейтроны) создает радиоактивность в 10 раз меньшую, чем изотопы Со58. Однако накопление продуктов коррозии, содержащих эти изотопы, в системе регулирующих стержней недопустимо; устраняются они путем промывки системы струей воды.

Для металлического бериллии и его оксида характерными эффектами, наблюдаемыми при росте флюенса бы-стРых нейтронов, являются размерная нестабильность и гелиевое охрупчи-бание. Размерная нестабильность связана с реакциями взаимодействия бы-СтРых нейтронов с бериллием. Увеличение относительного объема AV/V °°разца бериллия (радиационное рас-"Ухание) при температурах облучения 70—130°С описывается вависи-[50]

8Д)а(?.ечення взаимодействия нейтронов о Ио п ХаРактеризуют вероятность ядер-еи акции (например, поглощения) или *нения энергии нейтронов (рассеяния).

Рис. 7.11. Сечение взаимодействия нейтронов с разными веществами

его в ядро нейтрон может быть упруго или неупруго рассеян, что изменяет направление его движения или энергию, кроме того, могут излучаться при этом у-кванты. Попавший в ядро нейтрон может быть захвачен ядром, что вызовет ядерную реакцию с образованием нового изотопа, испускание а-частицы или другого излучения. Величиной, характеризующей процесс взаимодействия нейтронов с веществом, является эффективное сечение рассеяния или поглощения. Оно сложным образом зависит от химического состава вещества и энергии нейтронов (рис. 7.11) с наличием ряда экстремумов. Поэтому при организации радиационного контроля качества промышленной продукции необходимо тщательно учитывать возможный состав материала контролируемого объекта и энергетический спектр нейтронного излучения.