УНИВЕРСАЛЬНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

 

ДЛЯ ТОЧНОЙ ЦИФРОВОЙ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

 

      Оценку технического состояния (диагностику) необходимо регулярно осуществлять для того, чтобы обеспечить надежную работу машин и механизмов. Во все времена (от древности до наших дней) эту важную функцию осуществляли наиболее квалифицированные специалисты, способные на интуитивном уровне обнаружить любую скрытую проблему. В настоящее время квалификация специалиста-контролера уже не имеет решающего значения. Гораздо важнее иметь надежные инструменты, при помощи которых можно «предсказать» поведение исследуемого объекта в будущем. В настоящее время разработаны специальные нормативы, используя которые периодически проводятся технические осмотры и инспекции.Главная цель периодической проверки технического состояния – не допустить внезапных неисправностей или аварийных ситуаций в процессе эксплуатации.

      Главной проблемой большинства существующих методов является то, что они не предсказывают появление неисправностей, а лишь определяют факт их наличия. Поэтому в большинстве случаев, используя существующие нормативы, заменяют не только изношенные, но и вполне работоспособные детали. Это делают «для подстраховки» без какой-либо необходимости, только потому, что «по регламенту подошел срок, и деталь подлежит замене». Весьма заманчиво было бы иметь устройство, которое могло бы очень точно определить, сколько часов (дней или лет) проработает какая-либо деталь до критического износа.

      Известно, что техническое состояние всей детали, во многих случаях, можно определить по состоянию тонкого поверхностного слоя. Через поверхностный слой проходят все контактные нагрузки, поэтому в нем накапливается информация об условиях эксплуатации, и износе материала. В процессе эксплуатации структура поверхностного слоя постоянно меняется. Обычно там накапливаются микродеформации и усталостные напряжения. Это приводит к появлению микротрещин (флокенов), в которых образуются микроскопические «концентраторы напряжений». Далее процесс износа и разрушения идет по цепочке: Слой за слоем изношенный материал отшелушивается и уносится во внешнюю среду. Таким образом микроразрушения проникают вглубь до тех пор, пока не становятся заметными для обычных устройств неразрушающего контроля. Экспериментально установлено, что любые внутренние усталостные полости и трещины имеют вполне определенные признаки на поверхности, в тонком поверхностном слое. Из этого следует, что в тонком поверхностном слое любого материала зашифрована подробная информация о техническом состоянии всей исследуемой детали. Для определения свойств микроструктуры тонкого поверхностного слоя можно сделать миниатюрную царапину, например, острым алмазным индентором, и зарегистрировать изменения силы трения. При этом частота силы трения будет зависеть от размеров зерен микроструктуры поверхностного слоя. Для анализа полученных результатов необходимо преобразовать силу трения в электрический сигнал. Для этого индентор (сканирующий алмаз) снабжают пьезоэлементом. Измеряя частоту процесса, можно вычислить размеры фрагментов структуры. Чем меньше размеры зерен, тем выше частота. Оценивать кристаллическую структуру можно либо по средним (статистическим) значениям измеряемых величин, либо по цифровым характеристикам амплитудно-частотного спектра. Далее представлены слайды, на которых наглядно показана суть нового метода определения технического состояния деталей машин и механизмов.

 

slaid-02

slaid-03

slaid-04

slaid-05

slaid-06

slaid-07

slaid-08

slaid-09

slaid-10

%d0%be%d0%b1%d0%bb%d0%be%d0%b6%d0%ba%d0%b0-%d0%b7%d0%b0%d0%bf%d0%b8%d1%81%d0%ba%d0%b8-%d1%81%d0%b0%d0%b9%d1%82       %d0%be%d0%b3%d0%bb%d0%b0%d0%b2%d0%bb%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5-%d0%b7%d0%b0%d0%bf%d0%b8%d1%81%d0%ba%d0%b0-%d1%81%d0%b0%d0%b9%d1%82

%d0%bf%d0%b8%d1%81%d1%8c%d0%bc%d0%be-%d0%b2-%d1%80%d0%b6%d0%b4-%d1%81%d0%b0%d0%b9%d1%82       %d0%bf%d0%be%d1%80%d1%83%d1%87%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5-%d1%80%d0%b6%d0%b4

%d0%bf%d0%b8%d1%81%d1%8c%d0%bc%d0%be-%d0%b2%d0%bd%d0%b8%d0%b8%d0%b6%d1%82       %d0%b7%d0%b0%d0%ba%d0%bb%d1%8e%d1%87%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5-1

%d0%b7%d0%b0%d0%ba%d0%bb%d1%8e%d1%87%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5-2       %d0%b7%d0%b0%d0%ba%d0%bb%d1%8e%d1%87%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5-3

%d0%bf%d1%80%d0%be%d1%82%d0%be%d0%ba%d0%be%d0%bb-1       %d0%bf%d1%80%d0%be%d1%82%d0%be%d0%ba%d0%be%d0%bb-2

%d0%bf%d1%80%d0%be%d1%82%d0%be%d0%ba%d0%be%d0%bb-4       %d0%bf%d1%80%d0%b8%d0%ba%d0%b0%d0%b7-%d0%b3%d0%be%d1%81%d1%82

%d0%b7%d0%b0%d0%b3%d0%be%d0%b3%d1%83%d0%bb%d0%b8%d0%bd