Устройство для контроля усталостно-го разрушения изделий

Устройство для контроля усталостно-го разрушения изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Соцналнстичвскнх

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ Св ИТЕЛЬСТВУ

<„815587 (б1 } Дополнительное к авт. свид-ву (2) 3аявлено 16.0379 (21}2738682/25-28 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 230381. бюллетень ИВ 11

Дата опубликования описания 250381 (51)М. Кл З

G 01 и 3/32

Государственный комитет

СССР ио делан изобретений и открытий

Ж) НЖ 531. 781 (088.8) =n

":.":Й ( и. В. И;.:Ч,аплыгин.

" 3 ( (В. A. Воробьев, Ю. В. Ларионов, А. И. Лисицын

I ( (72) Авторы иэобретени я

Научно-"

Московский автомобильно-дорожный институт и исследовательский институт интроскопии (71) Заявители (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УСТАЛОСТНОГО

РАЗРУШЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для контроля усталостных разрушений иэделий, и может быть применено в машиностроении.

Известно устройство для контроля усталостного разрушения иэделий, содержащее последовательно соединенные преобразователь действующих напряжений, блок выделения промежуточных циклов, блок преобразования пульсирующих напряжений в эквивалентное число циклов и накопительный счетчик Щ .

Недостаток устройства — низкая надежность контроля при долговременных испытаниях изделий.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля усталостного разрушения иэделий, содержащее преобразователь действующих напряжений, подключенный через усилитель к регулируемому пороговому элементу и параллельным каналам, каждый иэ которых включает последовательно соединенные пороговый элемент, формирователь, счетчик циклов и блок заполнения, индикатор диапазона, ко входам которого подключены выходы всех каналов, подключенные также ко входам регулиру-. эО емого порогового элемента, который подключен выходом к сигнализатору перегрузки (21 .

Недостатком устройства является низкая недежность контроля, которая определяется тем, что при отключении напряжения питания (что неоднократно имеет место при длительном контроле срока службы деталей машин в течение всего рабочего ресурса машин) устройство теряет всю накопленную до этого информацию. Кроме того, контроль срока службы в течение всего рабочего ресурса иэделия требует большого объема памяти счетчиков циклов, который обычно недостаточен. Это ограничивает длительность контроля срока службы изделий, т.е. ограничивает функциональные воэможности устройства.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено первым коммутатором, включенным между формирователями и счетчиками циклов, вторым коммутатором, включенным между счетчиками и блоками заполнения, первым и вторым блоками управления и после815587 довательно соединенными блоком ввода информации, входы которого подключены к выходам счетчиков и блоков управления, ячейкой памяти и блоком установки, другие входы которого подключены к первому и второму блокам управления, а выходы — ко вторым входам счетчикон, второй блок управления входом подключен к выходу блока заполнения, а выходами подключен к первому и второму коммутаторам, входам счетчиков, блоку ввода и регулируемого элемента.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — график зависимости разрушающих напряжений (Ь ) от числа (n) циклов (кривая Велера).

Устройство содержит преобразователь 1 действующих напряжений, подключенный через усилитель 2 ко входам параллельных каналов, образованных пороговыми элементами 3, и ко входу 20 регулируемого порогового элемента 4, выходы элементов 3 подключены через формирователи 5 к первому коммутатору 6, выходы которого подключены к счетчикам 7 циклон. Выходы счетчиков

7 циклов соединены со нходами второго коммутатора 8, блока 9 и коммутатора 10 информации счетчикон с цифровым индикатором 11. Один из выходов коммутатора 8 соецинен со входом коммутатора 6, а другие выходы — со входами схем 12 сравнения кодов, на другие входы которых подключены выходы задатчиков 13 количества циклов.

Задатчики 13 количества циклов совместнс со схемами l2 сравнения кодон образуют блоки 14-16 заполнения счетчиков (до заданного уровня). Выходы блоков 14-16 заполнения счетчиков подклк чены ко входам блока 17 команд и параллельно к другим входам регу- 40 лируемого порогового элемента 4, кроме того, выход блока 16 заголнения счетчиков соединен со входом второго блока 18 управления, выходы которого подключены к одному из входон коммута- 5 тора 6 и коммутатора 8, ко входам блока установки н "0" счетчиков 7 циклон, к одному -из входов регулируемого порогового элемента 4, блок 9 ввода и блока 17 команд, выход кото- О рого подключен к регистоатору 19 диапазонов нагружения. Блок 17 команд совместно с регистратором 19 образуют индикатор 20 диапазона нагружения.

К выходу Регулируемого noporoaoro 55 элемента 4 подключен сигнализатор 21 перегрузки. Выход блока 9 ввода соединен с ячейкой 22 памяти, выход которой подключен к одному из входов блока 23 установки, а к его другому входу подключен один из выходов пер- 40 ного блока 24 управления, его другой выход подключен к управляющему входу блока 9 ввода. Выходы блока 2 3 установки подключены Ко входам внешней . -тановки счетчиков 7 циклов и ко 65 входу внешней установки второго блока 18 управления.

Принцип работы устройства основан на реализации зависимости, изображенной на фиг. 2. Зависимость разрушающих напряжений Ъ от числа и циклов нагрузки для каждого элемента конструкции характеризуется кривой Велера (поз 24 на фиг. 2), График предельно допустимых напряжений в зоне ограниченной выносливости изображается кривой (поз, 25), Область выше предела долговременной выносливости d

1 разбивается на уровни „, 9)>, Ь

В результате разбиения получается количество циклов и,, и, n>, допустимых при работе с нагрузками, не превышающими соотнестненно 3,, b b5 п — предельное количество циклов нагружений, соответствующее механическому напряжению долговременной выносливости 3

Устройство работает следующим образом.

Полученное количество циклов нагружений, н результате разбиения на поддиапазоны чагружений, задается в устройстве задатчиками 13 количества циклов. Преобразователь 1 действующих напряжений устанавливается на изделие. Устачавлйвается нужная информация н ячейке 22 памяти, и включается питсющее напряжение. При з "oM первый блок 24 управления в момент включения питания подает сигнал запре-.а на блок 9 ввода, исключая, таким образом, возм жность записи информации с триггеров счетчиков 7 циклов з ячейку 22 памяти. Кроме того, E момент включения питания вторы . блоком 8 управления формируется короткий импульс, устанавливающий н "0" триггеры счетчиков 7.

После установки в "0" счетчиков 7 блок 24 управления вырабатывает короткий импульс для блока 23 установки, по которому этот блок информацию, записанную в ячеике 22 памяти, устанавливает, используя входы блока 23 устанонки, в счетчиках 7 циклов и блоке 18 управления. После окончания процесса принудительной установки информации первый блок 24 управления убирает сигнал запрета с блока 9 ввода, подавая вместо него сигнал разрешения, осуществив, таким образом, разрешение поступления информации и ячейки 22 памяти для ее записи.

Сигнал с преобразователя 1 действующих напряжений через усилитель 2 поступает на четыре параллельно включенных пороговых элемента 3, настроенных каждый на опрецеленный уровень b, Ь, h> Ь, и на регулируемый пороговый элемент 4. При достижении напряжением определенного уровня соответствующий пороговый элемент 3 пропускает сигнал к формирователю 5, 815587

Формула изобретения

Устройство для контроля усталостного разрушения иэделий, содержащее преобразователь действующих напряжений, подключенный через усилитель к регулируемому пороговому элементу и параллельным каналам, каждый из которых включает последовательно соединенные пороговый элемент, формирователь, счетчик циклов и блок заполнения, индикатор диапазона, ко входам которого подключены выходы всех каналов, подключенные также ко входам регулируемого порогового элемента, который подключен выходом к сигнализатору перегрузки, о т л и ч а ю щ е ес я .тем, что, с целью повышения который через коммутатор 6 приводит в действие соответствующий счетчик 7 циклов, изменившаяся информация которого через блок 9 ввода записывается в ячейке 22 памяти, а также поступает через второй коммутатор 8 на схему 12 сравнения кодов. При достижении в счетчике 7 циклов количества циклов заданного задатчиков 13 циклов схема 12 сравнения кодов выдает сигнал на блок 17 команд, ксторый выдает, в свою очередь, соответствующий сигнал на индикатор, который сигнализирует о новом диапазоне разрешенных нагружений для изделия, Также сигнал со схемы 12 сравнения кодов поступает на вход регулируемого порогового элемента 4, переключив его порог (Ьр, Ь, Ь, Ь,) на более низкий уровень допустимых нагружений. При возникновении напряжений в иэделии, по величине доходящих до соответст- 20 вующего порогового значения регулируемого порогового элемента 4, включается сигнализатор 21 перегрузки. ,Пля того, чтобы узнать, сколько циклов отработала машина по какомулибо диапазону нагружений, достаточНо скоммутировать информацию сооТ ветствующего этому диапазону счетчика 7 циклов коммутатором 10 информации =четчиков на цифровой индикатор

11.

При работе устройства. нагружения высших уровней учитываются также и на счетчиках циклов низких уровней.

В случае достижения, например, в области 1.l, граничного числа. циклов п сигналиэатор 20 диапазона нагружений информирует разрешение работы машины только в области I.LI соответственно порог регулируемого порогового элемента 4 переключается 40 на максимально допустимое напряжение, равное Ь . В случае достижения и зд.сь предельного числа циклов остается воэможность работы только при напряжениях, не превышающих предела выносливости 3р . При этом, сигнал с блока 16 заполнения счетчика до заданного уровня поступает на второй блок 18 управления коммутаторами, который вырабатывает сигнал на комму- о таторы 6 и 8, в результате которого автоматически перекоммутируются входные и выходные связи счетчиков 7 циклов. Ко входу счетчика 7 циклов бывшего 111 диапазона нагружений подключается выход формирователя 5 порогового элемента с порогом 34(фиг.2).

Выход это о счетчика циклов подключается к счетному входу бывшего счетчика циклов 11 диапазона нагружений, выход которого, в свою очередь, сое- 60 динен со входом бывшего счетчика циклов 1 диапазона нагружений. Остальные связи счетчиков циклов остаются прежними. В результате такой перекоммутации получается новый счетчик 45 циклов долговременного диапазона на гружений с емкостью, значительно превосходящей емкость каждого из бывших счетчиков циклов, взят л в отдельности. Второй блок 18 управления коммутаторами выдает также сигнал на индикатор 20 диапазона нагружений для индикации разрешения работы машины только в долговременном диапазоне нагружений и на регулируемый пороговый элемент 4 для установки его порога равным у. Изменившееся состояние блока 18 управления коммутаторами через блок 9 ввода записывается в ячейку 22 памяти.

По окончании процесса перекоммутации счетчиков циклов блок 18 управления выдает импульс для установки элементов нового счетчика циклов в

"0", соответственно их нулевая информация записывается и в ячейке 22

-.àMÿòè.

Работа счетчика циклов долговременного диапазона нагружений аналогична работе для счетчиков других диапазонов нагружений, с той лишь разницей, что информация о подходе к предельному числу циклов нагружений изделия получается путем коммутации составных частей счетчика циклов долговременного диапазона нагружений на цифровой индикатор 11.

Работа устройства в режиме испытаний аналогична работе в режиме контроля. В режиме испытаний при помощи пороговых элементов устанавливаются нужные уровни допустимых на- пряжений и производится подсчет циклов по полученным диапазонам нагружений. По состоянию детали после или в процессе испытаний делается вывод о правильности выбора количества циклов нагружений.

Применение предлагаемого устройства позволяет осуществить испытания и контроль усталостного разрушения иэделий, подвергаемых знакопеременной нагрузке на протяжении всего ресурса работы изделий.

815587

ВНИИПИ Заказ 1024/71 Тираж 907 Подписное

Филиал ППП Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 надежности и расширения функциональных возможностей, оно снабжено первым коммутатором, подключенным между формирователями и счетчиками циклов,вторым коммутатором подключенным между счетчиками и блоками заполнения, первым и вторым блоками управления и последовательно соединенными блоком Веода информации, входы которого подключены к выходам счетчиков и блоков управления, ячейкой памяти и блоком установки, другие входы которого подключены к первому и второму блокам управления, а выходы — ко вторым входам счетчиков, второй блок управления входом подключен к выходу блока заполнения, а выходами подключен к первому и второму коммутаторам, входам счетчиков, блоку ввода и регулируемого элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 504939, кл. G 01 И 3/32.

2. Патент ФРГ 9 1958257, кл. G 01 N 3/32, 1977 (прототип).