Источник: http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/znpdizt/2009_18/8%20kireev.pdf
Растущая
конкуренция на международном транспортном рынке требует от
предприятий, деятельность которых
связана
с эксплуатацией парка подвижного состава, целенаправленных
действий, ориентированных на повышение экономической
эффективности. В результате снижения численности
парка
подвижного состава до необходимого минимума в центре внимания
предприятий выпускающих и эксплуатирующих подвижной состав оказались
надежность и эксплуатационная эффективность локомотивов и
мотор-вагонных поездов [1].
Для обеспечения качества, надежности и эксплуатационной
эффективности тягового подвижного состава в процессе изготовления и
эксплуатации проводится комплекс мероприятий технического
диагностирования. Весомое место в комплексе диагностических
мероприятий, направленных на контроль технического состояния,
занимают операции ультразвукового контроля элементов тягового
подвижного состава на отсутствие внутренних недопустимых несплошностей.
Для ультразвукового контроля деталей в локомотивостроении наибольшее
распространение получил ультразвуковой импульсный эхо-метод [2]
(рисунок 1), основанный на генерации электромагнитных
высокочастотных импульсов ультразвуковым эхо-дефектоскопом,
преобразовании их пьезоэлектрическим преобразователем (ПЭП) в
акустические (ультразвуковые) импульсы, ввода их
через
контактную жидкость в контролируемое изделие, отражения от дефекта типа
нарушения сплошности, обратном преобразовании ПЭП в
электромагнитные колебания, обработкой их приемо-усилительным
устройством эхо-дефектоскопа, визуализацией импульсом на
экране
дефектоскопа и расшифровкой специалистом неразрушающего контроля.
Рисунок
1 - Структурная схема
ультразвукового импульсного эхо-метода
1 – генератор; 2 – излучатель; 3 – объект
контроля; 4
– приемник; 5 –
усилитель; 6 – синхронизатор; 7 – индикатор, I
–
зондирующий импульс,
II – эхо-импульс от несплошности,
III – эхо-импульс от донной поверхности изделия.
Одной
из актуальных насущных
задач, направленных на повышение достоверности результатов
ультразвукового контроля, является вопрос
стабилизации
акустического контакта между ультразвуковым пьезоэлектрическим
преобразователем и поверхностью объекта контроля (ОК), через которую
вводится ультразвуковая волна. Особое значение это имеет при
контроле элементов подвижного состава цилиндрической формы в радиальном
направлении.
При ультразвуковом контроле цилиндрических деталей с малым диаметром
кривизны (50-150мм), вследствие углового
перемещения
ПЭП (рисунок 2), возникает сложность в стабилизации акустического
контакта.
Рисунок
2 - Угловые перемещения ПЭП
на поверхности ОК
1 – ПЭП, 2 – ОК.
Известен способ стабилизации акустического контакта между ПЭП и ОК применением съемных призм [3], выполненных из органического стекла, с радиусом вогнутой части контактной поверхности соответствующей радиусу контролируемого изделия (рисунок 3).
Рисунок
3 - Применение съемных
призм для стабилизации акустического контакта
1 – ПЭП, 2 – призма, 3 – ОК.
Недостатками
применения съемных
призм являются следующие факторы:
- необходимость в изготовлении множества призм с разными контактными
радиусами, для контроля объектов разного диаметра;
- необходимость смены призмы при переходе к контролю другого
диаметра;
- потеря энергии ультразвуковой волны на границе ПЭП – призма;
- потеря энергии ультразвуковой волны на границе призма – ОК.
Была поставлена цель поиска конструкции устройства, позволяющего
стабилизировать акустический контакт и исключить недостатки съемных
призм.
Авторами предложено конструктивное решение стабилизатора акустического
контакта (САК) (рисунок 4).
Рисунок
4 - Стабилизатор
акустического контакта
1 – ПЭП, 2 – САК, 3 – ОК.
Применение САК позволяет исключить изменения акустического контакта, вследствие угловых перемещений ПЭП на поверхности ОК. САК не обладает недостатками съемных призм и предназначен для диагностирования ультразвуковым импульсным эхо-методом элементов подвижного состава железных дорог цилиндрической формы диаметром 50 – 150 мм.
Список литературы
1.
Харламов П.О. Способи
визначення показників надійності нових маневрових тепловозів
//
Перспективи розвитку рухомого складу залізниць: Зб.
наук. праць. – Харків: УкрДАЗТ, 2006. –
Вип.. 76.
– С. 104-113.
2. Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник. Изд. 2-е испр. и
доп. / Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 2003. – 656с.
3. Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля.
/ М.: Машиностроение, 1981. – 240с.