+7 (903) 799-86-55

Приборы НК для предприятий подшипниковой промышленности



В статье дан краткий обзор методов и средств НК, применяемых на заводах подшипниковой промышленности. Описаны принцип действия, область применения и приведены основные технические характеристики приборов.

 

Об авторах

Мельников Игорь Викторович

 

Мельников Игорь Викторович  

Директор БНПГП «НИИ Подшипник», член правления БАНКиТД. Кандидат техн. наук, с. н. с. Научные интересы - методы и средства структурного НК деталей, методы и средства вихрето- кового контроля поверхностных слоев деталей после шлифовальных и фи­нишных операций и связь их свойств с эксплуатационными параметрами.

 

 

 

Семенов Евгений Николаевич

 

 

Семенов Евгений Николаевич 

Заведующий НИО НМК. В 1981 г. окончил факультет радиофизики и электроники БГУ. Научные интересы - вихретоковые методы структуро- и дефектоскопии.

 

 

 

Семенов Александр Евгеньевич

 

 

Семенов Александр Евгеньевич 

С. н. с. НИО НМК, аспирант ка­федры квантовой радиофизики и опто-электроники БГУ. В 1995 г. окончил факультет радиофизики и электроники.

 

 

 

Рациональное применение методов НК повышает качество продукции за счет совершенствования технологических процессов и своевременной корректировки режимов обработки. Накопленный в течение 40 лет в Белорусском научно-производственном госу­дарственном предприятии «НИИ Подшипник» значительный опыт по разработке и внедрению в подшипниковой промышленности структуро- и дефектоскопов позволяет комплексно решать задачи контроля. На схеме (рис. 1) отражено использование средств НК на передовых предприятиях подшипниковой промышленности, обеспечивающих качество выпускаемой продукции на всех ста­диях технологического процесса.

использование средств НК на передовых предприятиях подшипниковой промышленности

В подшипниковой промышленности наи­большее распространение для структуро- и дефектоскопии заготовок и деталей подшипников получили вихретоковый и магнитный методы НК, применение которых основано на связи физико-механических свойств контролируемых объек­тов и их электромагнитных параметров.

Магнитный метод контроля наибольшее распространение получил при контроле качества отжига поковок колец и остаточного аустенита.

Для контроля качества отжига поковок колец из сталей ШХ15 и ШХ15СГ используется установка модели УКО. Ее ра­бота основана на измерении коэрцитивной силы или остаточ­ной намагниченности. Установка позволяет выявлять по­ковки с повышенной и пониженной твердостью, а также со структурой пластинчатого перлита, что обеспечивает каче­ство последующей механической обработки. Размеры конт­ролируемых поковок: диаметр 30 ÷ 450 мм, высота 20 ÷ 180 мм.

Контроль содержания остаточного аустенита в коль­цах железнодорожных подшипников осуществляется на уста­новках типа УКА. Работа установки основана на измерении намагниченности насыщения. Она обеспечивает контроль как непосредственно после закалки, так и после отпуска. Для настройки и проверки работоспособности прибора в процессе эксплуатации в комплект поставки входят аттесто­ванные по ферромагнитной массе стандартные образцы. Пределы контроля остаточного аустенита от 0 до 30 %. Масса контролируемых колец 2 кг и более, диаметр - до 450 мм. Для контроля деталей подшипников массой до 2 кг исполь­зуется прибор ПКА, работа которого основана на измерении разности намагниченности насыщения эталонной (с извест­ным количеством остаточного аустенита) и контролируемой деталей, помещенных в дифференциальный магнитный мост. Внедрение в техпроцесс данного вида контроля позво­лило разрешить проблему временной стабильности разме­ров деталей подшипников.

Отладка прибора АПС для контроля прижогов на кольцах подшипников

  Отладка прибора АПС для контроля прижогов на кольцах подшипников

Дефектоскоп АПС-Д для контроля поршневых пальцев на поверхностные дефекты

В последнее время перед заводами отрас­ли остро встал вопрос контроля исходного метал­ла в состоянии поставки (прутки, трубы и т. д.). Традиционный металлографический анализ кон­цевых отрезков прутков не обеспечивает 100 % контроль и связан с большими затратами.

В связи с этим в институте разработан и внедрен на ряде заводов вихретоковый дефектоскоп ПНК-86 для сплош­ного контроля в динамическом режиме поверхностных дефектов (трещины) и соответствия марке стали калибро­ванных прутков из подшипниковых сталей в составе авто­матической линии. Диаметр контролируемых прутков от 10 до 45 мм. Минимальная глубина выявляемой трещины - 1 % от диаметра контролируемого прутка.

Контроль структурного состояния колец как после закалки, так и после низкотемпературного отпуска можно осуществлять, используя парамет­ры первой гармоники вторичной ЭДС классичес­кого проходного преобразователя. Колебания диаметра колец являются существенным мешаю­щим фактором при контроле структурного состо­яния, особенно после низкотемпературного отпуска. Ослабление этого фактора достигается фазовой отстройкой. Наилучшие условия от­стройки обеспечиваются в диапазоне частот приблизительно от 200 до 800 Гц.

пример фазовой отстройки от колебаний размеров

Рис. 2

Этим требованиям от­вечает структуроскоп ПНК-73, предназначенный для полу­автоматического сплошного конт­роля качества термообработки деталей подшипников с рас­сортировкой на три группы: «Перегрев», «Норма», «Недогрев». На рис. 2 показан при­мер фазовой отстройки от ко­лебаний размеров (наружный диаметр DH) при контроле колец подшипников 25.01 на данном приборе.

 комплексная плоскость вносимых ЭДС

Рис. 3

Перспективность применения высших, в частности третьей, гармоник для контроля ка­чества термообработки деталей подшипников, обусловливается их большей чувствительно­стью к структурному состоянию и повышенной помехозащищенностью контроля для изделий с большим размагничивающим фактором, когда контроль по первой гармонике становится практически невозмож­ным. В качестве примера на рис. 3 при­ведена комплексная плоскость вносимых ЭДС первой и третьей гармоник от вариации диаметров D и темпе­ратуры закалки шари­ков. Высшие гармоники используются и при конт­роле качества термообработки деталей подшипни­ков из стали ЭИ347. Сложность контроля деталей из этой стали связана со значительным влиянием разброса свойств стали различных плавок на показания средств НК. При использовании в качестве информативного параметра проекции третьей гармоники на выбранную «ось контроля» и сопоставлении полученных результатов с величиной среднего из общей совокупности зерен каждой детали или со средним из 10 % выборки наиболее крупных зерен удается по­лучить однозначную зависимость для деталей из различных плавок сталей. Метод высших гар­моник положен в основу работы структуроскопа АТШ, предназначенного для выборочного конт­роля качества закалки шариков и роликов с отношением длины к диаметру = 1. В качестве информативного параметра используется отно­шение 3-й гармоники к среднему значению сиг­нала многообмоточного трансформаторного пре­образователя. Диаметр контролируемых шаров от 4 до 30 мм.

  Прибор КОН для контроля остаточной намагниченности  

Прибор КОН для контроля остаточной намагниченности

Согласно современным представлениям, разруше­ние деталей подшипников начинается в тонких поверхност­ных слоях рабочих поверхностей. Снижение предельных значений контактной усталости вызывается наличием в по­верхностных и примыкающих к ним слоях деталей центров разрушения, нарушающих однородность структурно-меха­нических свойств. Серия приборов типа АПС предназначена для контроля однородности структурно-механических свойств рабочих поверхностей деталей подшипников. Эти приборы могут быть использованы в исследовательской практике при наладке и отработке технологических процес­сов финишной обработки поверхностей деталей (примене­ние новых станков, абразивных материалов, СОЖ и т. д.), оптимизации эксплуатационных свойств рабочих поверх­ностей, исследовании усталостной долговечности подшипни­ков качения. При сканировании контролируемой поверх­ности постоянная составляю­щая сигнала вихретокового преобразователя характери­зует структурно-механичес­кие свойства поверхностного слоя, а переменная - одно­родность свойств. Приборы серии АПС применяют для выявления прижогов и де­фектов нарушения сплош­ности на деталях подшип­ников после шлифовальных операций, что позволяет от­казаться от традиционного контроля методом холодно­го травления. На рис. 4 при­веден характерный вид осциллограммы сигналов от трех участков поверхности: годного, с прижогами типа «врез» и штриховыми. Прибор АПС-76 функционально заменяет приставку «ЕОТ» к автомату АУТКО чехословацкого произ­водства, при этом дополнительно позволяет проводить анализ однородности структурно-механических свойств поверхности шариков. Разрешающая способность прибора при контроле шлифованной поверхности - сетка штриховых прижогов с минимальной площадью штрихов 1 мм2, предельные разме­ры выявляемой трещины: глубина - 0,05 мм, протяженность - 0,7 мм.

характерный вид осциллограммы сигналов от трех участков поверхности

Рис. 4

В настоящее время актуальной задачей стало производство малошумящих подшипни­ков. Разработанный для ее решения прибор ИВП предназначен для измерения и контроля вибра­ционных ускорений и скоростей в полосах час­тот 0,50 ÷ 0,3, 0,3 ÷ 1,8 и 1,8 ÷ 10 кГц. Прибор обеспечивает контроль вибрации механизмов по виброускорению от 1 до 30 м/с2 и по вибро­скорости от 0,0003 до 0,01 м/с.

Измерение и контроль остаточной намагниченности деталей подшипников и подшипников в сборе осущест­вляется прибором КОН-81 путем визуального наблюдения за отклонением стрелочного индикатора или сравнения намагниченности с наперед задаваемыми уровнями браков­ки. Прибор измеряет напряженность магнитного поля в диа­пазоне от 0 до 500 А/м. С прибором может быть поставлена мера магнитного поля и градиента магнитного поля МПГ-82. На весь комплекс выдаются свидетельства о государствен­ной поверке.

 Автоматический структуроскоп КТР для разбраковки иглороликов по твердости

Автоматический структуроскоп КТР для разбраковки иглороликов по твердости

Компьютеризация средств НК позволит широко использовать статистические методы контроля с использованием международного стандарта ИСО 9001 для обеспечения высокого качества выпускаемой продукции за счет лучшего управления техпроцессом. Практический интерес представляет также реализация вихретокового метода контроля в режиме намагничивания с заданной напряженностью внутреннего поля. В этой области на базе IBM-совместимого ком­пьютера создан измерительный комплекс «САКТ-1», позволяющий проводить статистический контроль и рассортировку деталей подшипников после различных видов термообработки. Использова­ние комплекса позволяет не только обнаружи­вать брак, но с помощью статистических мето­дов предупреждать его, поддерживать процесс на надлежащем уровне вос­производимости, а также выявлять причину дефек­та и предотвращать его дальнейшее возможное появление. Статконтроль включает в себя построе­ние контрольных карт (X- R карта), графиков рас­пределения и гисто­грамм, проверку на нор­мальность распределе­ния и стационарность процесса, расчет индексов воспроизводимости процесса, вероятный процент брака и др. Цифровая обработка сигнала ВТП проводится по 1-й и 3-й гармоникам на частотах 10, 275 и 2000 Гц в намагничивающих полях от 5 до 20 кА/м.

 

Благодарим журнал "В Мире НК" за любезно предоставленную информацию http://www.ndtworld.com

Возврат к списку