автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Диагностика повреждаемости литых деталей тележек грузовых вагонов

ВВЕДЕНИЕ.**.**.**.*.***.***.***.*.*.*.

1. ОБЗОР-И АНАЛИЗ РАБОТ ПО ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ

И ИХ ДИАГНОСТИКЕ.**».•*»••*«•*•••••••.*

1.1. Обзор исследований повреждаемости несущих дето» лей тележек грузовых вагонов.

1.2. Краткая характеристика существующих методов диагностики деталей».•••••«••.•••»••••••.«•• II

1.3. Анализ эффективности методов диагностики повреждаемости применительно к литым деталям тележек.

1.4. Обзор исследований по вопросам теории и практики электромагнитного контроля изделий.*******»*.*

1.5. Постановка цели и задач.*.••.••••••• '

2. АНАЛИЗ ПОВРЕВДАЕМХТИ ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ ТЕЛЕЖЕК ГРУЗОВЫХ

ВАГОНОВ В ЭКСПЛУАТАЦИИ.•♦.*.••♦.*♦**.*.

2.1. Выявление основных типов дефектов и зон их локализации в литых деталях тележек.*************.*

2.2* Статистические закономерности появления дефектов в литых дёталях тележек.,.♦.,,.,.,.

ВЫВОДЫ.**•*••*••••

3. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ТРЕЩИН НА СИГНАЛЫ ВИХРЕТОКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ.*.**.

3*1. Расчет сигналов, вносимых в накладной вихретоновый преобразователь.

3.2. Анализ чувствительности вихретокового преобразователя в резонансном контуре.************»***.

3.3. Формирование сигналов преобразователей, включенных в резонансный контур.***********.********.

3 Стр.

3.4» Анализ влияния трещин на сигналы проходного пре~ образователя.

3.4.1. Влияние глубины длинной продольной трещим ны на величину выходного сигнала преобразователя* •»•••«•*•••»•••*•••*•••*•*»•••••

3.4.2. Влияние длины глубоких трещин на выходной сигнал цреобразователя.••••••••••*•«•••

3.4.3. Анализ формы огибающей выходного сигнала цреобразователя.

ВЫВОДЫ.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИГНАЛОВ ВИХРЕТОКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ.

4.1. Определение электромагнитных параметров материал ла литых деталей тележек.*•••«.•

4.2. Анализ влияния дефектов и мешающих факторов на сигналы цреобразователей.».».,.».».*».

4.3. Оценка погрешностей, вносимых в цреобразователь мешающими факторами.».».***.,***»*»**»»,

ВЫВОДЫ.А,»***************»*****.**».•***.

5. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ДИАГНОСТИКИ ПОВРЕВДАЕМОСТИ ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ ТЕЛЕЖЕК,.

5.1. Определение параметров цреобразователя и режима контроля.»•••••••••••••••••»•••+*••••••*•*••••••

5.2. Прибор для выявления дефектов литых деталей те-лежек.•••*.••.

5.3. Прибор для контроля качества сварочной проволоки

ХХУ1 съездом КПСС по пятилетнеи/ог плану развития народного хозяйства на I98I«*I985 гг» предусмотрен дальнейший рост грузооборота железнодорожного транспорта на 14-15 процентов, Увеличение грузооборота при неотъемлемом условии повышения скоростей движения поездов ведет к росту силового воздействия на узлы вагонов; пятники, автосцепки, узлы тележек. Из них наиболее ответственными, от надежности которых зависит безопасность движения поездов, являются литые детали тележек грузовых вагонов •« надрессорные балки и боковые рамы* Многочисленные повреящения, возникающие цри эксплуатации ли*^ тых деталей тележек, особенно надрессорных балок, свидетельствуют о том, что наряду с разработкой более совершенных конструкций и качественных материалов, необходимо совершенствовать технологию диагностики повреждаемости деталей вагонов в цроцессе эксплуата»-* ции и цри всех видах ремонта, Одним из путей решения этой задачи является разработка и внедрение более совершенных методов и средств контроля техничес«» кого состояния деталей вагонов.

ВЫВОДЫ

В результате проведения экспериментальных исследований определены

- величина удельной проводимости материала литых деталей тележек ( = I2-I06 См/м);

- уровень отклонений электромагнитных свойств поверхностного слоя деталей, который составил величину не более 10% от среднего значения.

Получены дополнительные сведения о влиянии на сигналы поисковой системы

- вариаций электромагнитных свойств; показано, что на определенной частоте ^ уровень влияния б" и ju на амплитуду выходного сигнала, составляет величину порядка (1.„2)% и характер его очень близок к влиянию зазора оС ;

- "краевого эффекта"; обоснована возможность разделения сигналов от дефектов и "краевого эффекта" по знаку приращения фазы выходного сигнала.

Экспериментальные данные о характере сигналов показывают, что

- рассмотренная в главе 3 методика расчета реакций поисковой системы дает результаты, лишь качественно отражающие картину формирования сигналов в реальной поисковой системе;

- выбор режимов контроля необходимо осуществлять на основе сочетания результатов теоретического и экспериментального анализа.

5. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ДИАГНОСТИКИ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ

ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ ТЕЛЕЖЕК

Анализ реакций вихретоковых преобразователей, проведенный в предыдущих главах, показал, что поисковая система в виде последовательного резонансного контура дает широкие возможности по снижению влияния мешающих контролю факторов и повышению чувствительности к контролируемому параметру (наличию дефектов).

Ниже рассматривается применение результатов проведенных исследований для выбора и расчета основных параметров преобразователя, режима возбуждения поисковой системы и принципы обработки сигналов последней*

5.1» Определение параметров преобразователя и режима контроля

Вихретоковый преобразователь является основным элементом устройств для неразрушающего контроля изделий методом вихревых токов. С его помощью информация о состоянии контролируемой поверхности преобразуется в электрический сигнал.

К характеристикам накладного преобразователя относятся его геометрические размеры (диаметр обмотки возбуждения и ее расстояние до контролируемой поверхности) и электрические параметры обмотки.

При выборе размеров преобразователя часто приходится принимать компромисные решения, связанные с взаимоисключающими друг друга условиями. Например, абсолютная чувствительность преобразователя связана с диаметром обмотки и начальным значением параметра зазора od , Чем больше диаметр обмотки и чем меньше оС , тем абсолютная чувствительность выше, но в то же время чувствительность к коротким дефектам становится меньше. В итоге выбор размеров преобразователя должен быть основан на анализе профиля поверхности контролируемого изделия и минимальных размеров^(длины) дефектов, подлежащих выявлению* Оценка кривизны отдельных участков поверхности надрессорных балок и боковых рам показала, что для обеспечения нормальных условий контроля на этих участках обмотка 2 преобразователя должна иметь средний диаметр не более 10 м« Большой уровень шероховатости поверхности литых деталей препятствует максимальному приближению обмотки к поверхности деталей из-за возможности быстрого износа прокладки и разрушения обмотки при сканировании.

Одним из решений, приводящих к сохранению абсолютной чувствительности при уменьшении размеров преобразователя, является введение в его обмотку ферритового сердечника [вб] . Кроме этого, исследования показали, что подъем обмотки возбуждения от нижнего конца сердечника и распределение ее вдоль его длины позволяют в значительной мере снизить влияние перекосов преобразователя относительно нормали к контролируемой поверхности. Например, при подъеме обмотки на величину ее диаметра достигается отстройка от влияния перекосов в пределах 60 градусов.

Введение ферритового сердечника в обмотку создает определенные трудности при вычислении характеристик преобразователя. Дело в том, что при анализе взаимодействия кругового контура с током с вихревыми токами в объекте контроля использовался обобщенный параметр Jb-t\[coGji<jw0 , где в качестве 1 должен рассматриваться радиус контура вихревых токов. При малых значениях параметра зазора об радиус контура вихревых токов практически равен радиусу кругового контура с током, поэтому в расчетах было использовано значение последнего, В общем же случае необходимо пользоваться понятием "эквивалентного11 радиуса [72] , который может быть определен экспериментальным путем.

Для преобразователя с данными, приведенными в 4.3, был получен годограф вносимых сопротивлений по методике, описанной в 4.1. Сопоставление его с теоретическим годографом (аналогично рис. 4.2) позволило вычислить "эквивалентный радиус" и определить начальное значение параметра зазора об .

Далее расчет параметров и режима работы поисковой системы проводился в следующей последовательности:

- выбор значения обобщенного параметра Jb/jn , соответствующего максимальному сигналу от дефекта (согласно рис. 3.3 этому условию отвечает ft/ju = 2.3);

- расчет резонансной частоты и)0 по формуле со0 = (Л»2- У" t} ■ б"-yw0

- определение величины добротности контура

U Я где L и R- - индуктивность и активное сопротивление обмотки преобразователя, измеряемые экспериментально;

- вычисление емкости конденсатора контура L с =

Q1 R2

- построение экспериментальных годографов вносимых приращений сигнала и А иптр л иптр

41.0;

- выбор значения ^ , удовлетворяющего условию отстройки от зазора при сохранении амплитудной чувствительности к дефектам.

Результаты применения этой методики к расчету параметров контура и режима работы описанного ранее преобразователя следующие: 15 -ICT3 м, об = 0,3, при J>/ju = 2. СОо = 353,8-Ю3 с"1, q = 228, с = 266-Ю-*12 Ф, £ = 0,9

5,2. Прибор для выявления дефектов литых деталей тележек

В основу функциональной схемы прибора, представленной на рис. 5.1, положен принцип выделения двух информативных параметров; основного - амплитуда выходного напряжения преобразователя - и дополнительного - фазового сдвига между напряжением на контуре и выходным напряжением. Последовательный контур 2 с включенным в него параметрическим преобразователем возбуждается от источника синусоидального напряжения I. Выходной сигнал преобразователя после буферного каскада 3 поступает на один из входов фазометри-ческого устройства 5 и на блок выделения модуля амплитуды 4. Опорное напряжение на второй вход фазометрического устройства подается от источника возбуждения I. Сигналы, пропорциональные модулю амплитуды выходного напряжения и его фазе поступают на пороговые формирователи импульсов б и 7. В этих блоках осуществляется сравнение поступающих сигналов с рядом заранее заданных опорных напряжений, соответствующих значениям параметров выходного сигнала датчика, установленного на бездефектном участке поверхности изделия.

При отклонениях параметров выходного сигнала от значений опорных напряжений вырабатываются сигналы, поступающие на схему совпадений 8, которая формирует соответствующий импульс для включения светового индикатора 9. Совпадение во времени положительных приращений амплитуды и фазы выходного сигнала вызывает срабатывание индикатора дефекта. Рост амплитуды и отрицательное прираже-ние фазы приводит к индикации края изделия, а уменьшение фазы при постоянстве амплитуды - к сигнализации об увеличении зазора между датчиками и изделием более номинального значения.

Лабораторные испытания описанной схемы выявили ряд недостатков, среди которых - необходимость дополнительной настройки при

Рис. 4.10 Функциональная схема прибора

1. генератор

2. поисковая система

3. буферный каскад

4. блок выделения модуля амплитуды

5. фазометрическое устройство

6,7. пороговые формирователи импульсов

8. схема совпадения

9. индикаторное устройство бора при переходе с одной детали на другую. Последняя вызывалась, очевидно, различием электромагнитных свойств материала деталей разных лет выпуска. Это приводило к смещению рабочей точки на исходном годографе и нарушению режима контроля. Экспериментальные исследования, проведенные в предыдущей главе, показали, что изменения электромагнитных свойств металла литых деталей происходят плавно. Рост сигнала преобразователя от номинального значения до экстремального происходит при перемещениях преобразователя на расстояния порядка 4-6 см. Резкие скачки выходного напряжения, аналогичные сигналу от трещины, наблюдаются лишь при переходах преобразователя через границу раздела основного металла детали с наплавленным, но они отличаются по амплитуде в 2.3 раза.

В данной ситуации эффективным было бы использование модуляционного метода контроля или дифференциального преобразователя (например, ). Однако применение первого затруднительно изза сложной поверхности литых деталей тележек, а второго - в силу плохой повторяемости свойств при воспроизведении конструкции и значительного уровня помех при перекосах и работе в зонах сильной неоднородности (на краю изделия, в галтелях). Тем не менее задача может быть успешно решена с помощью специального метода обработки сигналов преобразователя. Сущность его заключается в периодическом сравнении свойств участков поверхности контролируемой детали при непрерывном движении преобразователя вдоль нее. По сути этот метод представляет собой сочетание особенностей модуляционного метода (выделение резких скачков огибающей выходного напряжения при движении датчика вдоль поверхности) и свойств дифференциального преобразователя (приведение сигнала, соответствующего номинальному, к нулевому уровню), Отличие состоит в том, что этот принцип реализуется с помощью однообмоточного преобразователя, скорость которого может быть произвольна, но отлична от нуля.

Принцип действия устройства [б4] , осуществляющего указанный метод, основан на анализе приращений амплитуды и фазы выходного сигнала преобразователя относительно их абсолютных значений, соответствующих свойствам предшествующего участка поверхности изделия» В устройстве использована схема выделения напряжений, пропорциональных абсолютным значениям амплитуды и фазы выходного сигнала преобразователя (рис. 5.1), Изменения в ней состоят в том, что указанные напряжения с блоков 4 и 5 поступают на два параллельно соединенных блока анализа приращений амплитуды и фазы, которые выполнены по одинаковой схеме, изображенной на рис, 5.2.

Рассмотрим работу одного из блоков анализа приращений. Он содержит генератор 3 управляющих сигналов, две ячейки памяти I, два блока 2 вычитания.

На входы АиФ поступают напряжения, пропорциональные амплитуде и фазе выходного сигнала преобразователя. Они непрерывно изменяются в процессе движения последнего над поверхностью изделия. Генератор управляющего сигнала вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов, поступающих на управляющий вход ячеек памяти. В течение промежутка времени , когда уровень управляющего сигнала равен нулю, коэффициент передачи ячеек памяти равен единице. В это время на оба входа блоков вычитания поступают одинаковые напряжения и на его выходе устанавливается нулевой уровень сигнала. Таким образом, за время происходит "обнуление" сигналов, пропорциональных амплитуде и фазе выходного напряжения преобразователя, В момент прихода на управляющие входы ячеек памяти переднего фронта прямоугольного импульса происходит запоминание ячейками памяти текущих значений амплитуды и фазы.

2 ■ ф 4

3 А i г

Рис. 5.2 Функциональная схема блока анализа приращений

1 - ячейка памяти

2 - блок вычитания

3 - генератор управляющих импульсов

Схема переходит в режим сравнения» Всякое изменение их за время Т » равное длительности управляющего импульса, вызывает появление на выходах блоков вычитания сигналов, пропорциональных приращениям амплитуды и фазы с учетом их знака. Эти сигналы поступают на пороговые формирователи б, 7 импульсов (рис. 5*1), связанные с индикаторным устройством.

По окончании действия управляющего импульса коэффициент передачи ячеек памяти вновь становится равным единице. Напряжение на выходах блоков вычитания падает до нуля и схема переходит в режим1 отслеживания].

В режиме сравнения при совпадении во времени прихода импульсов положительной полярности на входы схемы совпадения, последняя вырабатывает сигнал, поступающий на индикатор дефекта.

С целью исключения возможности пропуска дефектов в течение режима отслеживания служит второй блок анализа приращений, работающих со смещением во времени, обеспечивающим непрерывность контроля. Выходы схем совпадения обоих блоков анализа приращений подключаются в схеме ИЛИ, соединенной своим выходом с индикатором дефектов.

Для более полного представления о работе устройства в различных условиях контроля рассмотрим временную диаграмму сигналов (рис. 5.3), на которой представлены управляющий сигнал Uyap , изменения амплитуды 1700 и фазы U(у) выходного сигнала преобразователя (условно), напряжения , ^-^pz на выходах пороговых формирователей импульсов и напряжение Ucc на выходе схемы совпадения. Отсюда видно, что, несмотря на влияние изменений зазора и "краевого эффекта", устройство позволяет надежно вццелять сигналы от дефектов. Влияние вариаций электромагнитных свойств металла за время, соответствующее режиму сравнения может вызвать сигнал, похожий на сигнал от дефекта, но значительно

Рис. 5.3 Временная диаграмма работы прибора

1,5 - бездефектный участок с номинальным зазором

2 - дефектный участок с номинальным зазором

3 - бездефектный участок с увеличенным зазором

4 - дефектный участок с увеличенным зазором

6 - бездефектный участок на краю изделия

7 - дефектный участок на краю изделия меньший по амплитуде и фазе. Величина его была оценена в 4,2,

Следовательно путем выбора порога срабатывания формирователей импульсов можно предотвратить ложное срабатывание схемы, хотя при этом не исключается возможность пропуска малых дефектов, сигналы от которых соизмеримы с сигналами от вариаций или ja ,

Для оценки вероятности пропуска fjz дефектов и вероятности перебраковки было произведено измерение величины сигнала устройства при расположении датчика на бездефектных участках литых деталей тележек. Результаты измерений представлены в виде гистограммы на рис, 5,4, по которой была определена плотность распределения приращений выходного напряжения: л Unm-)2 где (f = 0,037 - среднее квадратическое отклонение приращения выходного напряжения от номинального значения. При воздействии сигнала от трещины произойдет аддитивное сложение его с помехой и тогда

На основании (5.1) и (5.2) можно вычислить характеристики обнаружения [бв] : ТТ°™ х TT0TH\Z со (аипм<г-f-AUarp j p's1-jk'\e ; (5.3)

00 (aUrjMS~)

1 (5A) a"

0,295

0,165

0,272

0,147

0,052

0,057

0,007

0,002

НО -7,5 -5 - 2,5 0 2.$ 5

Рис. 5.4 Распределение приращений выходного сигнала поисковой системы при вариациях электромагнитных свойств поверхностного слоя литых деталей тележек где U0 - значение оптимального порога срабатывания формировагде ZF ~ плата за пропуск дефекта;

Ър - плата за перебраковку;

- вероятность того, что в изделии есть дефект.

При расчетах примем, что плата за пропуск дефекта во много раз больше платы за перебраковку, поскольку последняя определяется только стоимостью производства детали, а пропуск дефекта может повлечь за собой значительные материальные затраты (например, при крушениях). Пусть = I03, тогда используя данные главы 2 о повреждаемости литых деталей с учетом того, что сигнал aU„™ = 0,2,можно вычислить Lj0 , PF и ^з .

В качестве примера рассмотрим результаты расчета характеристик обнаружения дефектов в 12 зоне надрессорной балки после 13 лет эксплуатации.

Для этой зоны вероятность наличия дефекта J- =0,15 (рис. 2.II). При этом = 0,029, a PF в 0,218 и fj = ПГ7. Эти данные говорят о том, что вероятность пропуска дефекта весьма мала, а вероятность перебраковки составляет значительную величину, т.е. из всего количества срабатываний индикатора 21,8% могут оказаться ложными. Уровень перебраковки можно уменьшить путем увеличения порога срабатывания формирователей, но при этом возрастет вероятность пропуска. Так, например, для того же типа дефектов при 0,05 PF = 0,088 и Рр = 3,7 КГ5.

Устройство по приведенной схеме испытывалось на Барнаульском вагоноремонтном заводе (приложение 2) и в депо Экспериментального кольца станции Щербинка Московской железной дороги» В результате проведенных испытаний было установлено [l29] , что с помощью телей импульсов, определяемое прибора возможно уверенное выявление поверхностных дефектов типа трещин, ненаблюдаемых визуально, то есть под слоем смазки или загрязнений. В двух случаях были зафиксированы показания прибора о наличии дефектов в зоне наплавки на опорной поверхности подпятника, которые удалось вскрыть только после предварительной механической обработки.

Реализация схемы обработки сигналов с помощью цифровых методов позволяет повысить точность селекции полезных сигналов, а применение микропроцессорной техники [94 значительно расширит возможности данного способа обработки информации. Внедрение прибора позволит установить объективный контроль повреждаемости надрессорных балок и боковых рам вагонных тележек, улучшить условия труда,дефектоскопистов и сократить время дефектации деталей, Для проведения контроля литых деталей тележек по существующей технологии затрачивается 2 часа 37 мин (приложение № I), а с применением прибора - 20 мин на один вагон, что говорит о повышении производительности контроля почти в 5 раз.

Экономический эффект только от сокращения времени контроля составит 1,5 руб. на один вагон. Здесь не учтены экономия керосина, мела, клея, используемых при существующей технологии контроля литых деталей. Кроме этого, своевременное и полное выявление трещин в деталях тележек позволит повысить надежность ходовых чадтей вагонов а, следовательно, и безопасность движения « поездов.

5,3, Прибор для контроля качества сварочной проволоки

Качество сварочной проволоки, применяемой при наплавочных и сварочных ремонтных работах, зависит от технологии ее изготовления, в процессе которого характерно возникновение следующих типов дефектов:

- продольные трещины и волосовины, вызываемые нарушениями режимов волочения;

- закаты, причинами которых могут быть неисправности фильеров;

- раковины внутренние и выходящие на поверхность.

Природа первых двух типов дефектов отличается от последнего и, вследствие этого, требует раздельного контроля» Для выявления дефектов типа трещин, волосовин и закатов целесообразно применять преобразователи проходного типа с двумя близкорасположенными измерительными обмотками, включенными дифференциально. Дефекты типа раковин вызывают сигналы преобразователя, являющиеся следствием изменения величин коэффициента заполнения, Для выявления такого рода дефектов нужно применять разнесенные трансформаторные преобразователи проходного типа с дифференциальным включением измерительных обмоток, в одну из которых помещается заведомо бездефектный образец проволоки, а в другую контролируемый,

При контроле сварочной проволоки в качестве носителя информации может быть принята амплитуда напряжения, снимаемого с измерительных обмоток, поскольку приращения фазы его очень малы.

Таким образом, для осуществления контроля сварочной проволоки вполне приемлем амплитудный способ, который реализован в приборе [4l] , внедренном на Омском заводе транспортного машиностроения. Функциональная схема прибора построена по известным принципам Гвб! и представляет собой двухканальное устройство, обеспечивающее выявление и оценку параметров согласно результатам 3#4# Прибор укомплектован набором сменных датчиков, что позволяет производить контроль сварочной проволоки диаметрами 2, 3, 5 мм# Средняя скорость перемещения сварочной проволоки через датчики может достигать 2-3 м/с,

С использованием разработанного прибора создаются условия для обеспечения нормальной работы сварочных автоматов, исключается возможность применения дефектной проволоки и, соответственно, повышается качество сварочных и наплавочных работ и в целом изделий •

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1, Для решения теоретических и практических задач диагностирования повреждаемости литых деталей тележек грузовых вагонов проведен статистический анализ, в результате которого установлено следующее:

- дефекты надрессорных балок и боковых рам имеют преимущественно усталостный характер; для боковых рам свойственно проявление в начальный период эксплуатации скрытых дефектов;

- в соответствии с целью исследований в качестве основного параметра, характеризующего повреждаемость литых деталей, целесообразна применять функцию распределения наработки деталей до появления дефектов;

- наработка до появления дефектов в надрессорных балках подчиняется распределению Вейбулла, а в боковых рамах - суперпозиции экспоненциального и вейбулловского законов;

- выявленные закономерности позволяют прогнозировать возникновение дефектов различных видов в литых деталях тележек с учетом типа вагона и срока их эксплуатации, что обеспечивает при диагностировании выбор рационального режима контроля.

2. Анализ эффективности методов неразрушающего контроля показал, что электромагнитный метод, не применявшийся ранее для контроля литых деталей тележек, может быть рекомендован как одна из составляющих комплекса средств диагностирования повреждаемости,

Графо-аналитические исследования позволили установить целесообразность использования в качестве поисковой системы накладного параметрического преобразователя, включенного в последовательный резонансный контур. Для указанной поисковой системы разработана методика расчета выходного сигнала, на основе которой выявлены рациональные режимы работы, обеспечивающие необходимую чувствительность к дефектам и возможность отстройки от влияния ряда мешающих факторов.

Проведение экспериментальных исследований позволило получить допллнительные данные о влиянии мешающих факторов и обосновать принцип амплитудно-фазовой селекции полезных сигналов поисковой системы."

На основе анализа теоретических выводов и результатов эксперимента определены параметры реальной поисковой системы и режимы ее работы.

3. Разработан вихретоковый прибор для выявления поверхностных дефектов на литых деталях тележек грузовых вагонов. Конструктивное решение поисковой системы обеспечивает отстройку от влияния перекосов, а режим работы - ослабление влияния зазора.

Разработано устройство для обработки сигналов поисковой системы, позволяющее осуществлять контроль литых деталей в условиях сложного профиля поверхности и вариаций электромагнитных свойств материала деталей.

4. Показана необходимость проведения контроля качества сварочной проволоки, как одного из элементов технологического процесса ремонта литых деталей тележек, от которого зависит качество ремонта и, соответственно, надежность деталей.

В связи с этим проведен теоретический анализ влияния дефектов на сигналы проходных преобразователей. Разработаны модель и методика расчета сигналов, на основе которой определены режимы контроля и выработаны рекомендации по оценке степени дефектности сварочной проволоки.

Разработан прибор для контроля качества сварочной проволоки, обеспечивающий выявление трещин, закатов, задиров и других поверхностных дефектов.

5. Разработанные приборы прошли испытания в цеховых условиях. Главным управлением по ремонту подвижного состава и производству запасных частей МПС принято решение о производстве опытной партии приборов для контроля литых деталей тележек с последующим внедрением их на ремонтных предприятиях МПС,

Прибор для контроля качества сварочной проволоки внедрен с экономическим эффектом, который составляет 11,376 тыс, рублей в год на один прибор.

1. А в д у е в с к и й В.Ф, Вычисление реакций вихретоковыхпреобразователей, Дефектоскопия, 1975, № 5, с, 27-31,

2. А д л-'е р Ю,П,, Макаров Е,В,, Грановский

3. Ю.В, Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий, М., Наука, 1971,

4. Алексеев А,П. Способы отстройки от мешающих факторов при контроле движущихся коротких изделий, Тезисы докладов 1У Всесоюзной межвузовской конференции "Электромагнитные методы контроля материалов и изделий". Омск, 1983, ч I, с. 22-24,

5. Анализ технического состояния надрессорных балок и боковинтележек ЦНИИ-ХЗ перед поступлением в деповской ремонт. ПКБ ЦВ МПС, НВ-080, 1977; HB-I30, 1978.

6. Армстронг Дж. Усовершенствование системы обнаружениядефектов подвижного состава* Железные дороги мира, 1981, № 9, с. 30-40,

7. Артамоновский В.П, К оценке характеристик надежности по данным разовых осмотров. Труды ВНИИ вагоностроения, 1979, вып. 39, с. 30-34,

8. Ахмеджанов Р,А,, В а щ е н к о Б,И,, Исаков

9. В.А,, Лазарев К,П. Дефектоскопия литых деталей тележек грузовых вагонов. Тезисы докладов 1У Всесоюзной межвузовской конференции "Электромагнитные методы контроля материалов и изделий". Омск, 1983, с,

10. Б е д а П.И, Исследование сигнала накладного датчика в зависимости от изменения размеров и расположения дефектов типа трещин. Дефектоскопия, 1970, № I, с, 62-67.

11. Бурцева В,А., Власов В.В, 0 магнитном поледефекта, обусловленном вихревыми токами. Дефектоскопия, 1967, № 6, с. 23-32.

12. Б у р ц е в а В.А., Власов В.В. Об измерении составляющих сопротивления, вносимого дефектом при модуляционном методе контроля. Дефектоскопия, 1978, № 10, с. 10-15.

13. Бурцева В.А., Власов В.В, К анализу работывихретокового дефектоскопа с последовательным колебательным контуром во входной цепи, Дефектоскопия, 1976, № 4, с. 29-33.

14. Вишневский А.Р», Л а х т и н А.А. Исследованиенапряженного состояния опорной колонки надрессорных балок тележки ЦНИИ-ХЗ-0 грузовых вагонов. В кн.: Прочность конструкций подвижного состава и пути. М., Транспорт, вып. 16, с. 21-27.

15. Власов В.В,, Комаров В.А, Формирование вихретокового поля дефекта в случае поверхностной протяженной трещины, Дефектоскопия, 1970, № 5, с, I09-II5.

16. Власов В,В., Комаров В.А. Магнитное поле вихревых токов над поверхностной трещиной в металле при возбуждении их накладным индуктором, Дефектоскопия, 1971, № 6, с. 63-76.

17. А, с. 508734 (СССР) Вихретоковый накладной преобразователь /

18. В.Г.Вяхорев, Л.И.Трахтенберг. Опубл. в Б.И., 1976, № 12,

19. Герасимов В,Г., Чернов Л,А, Теоретические иэкспериментальные исследования некоторых типйв проходных датчиков, Дефектоскопия, 1965, № 5, с. 47-57.

20. ГОСТ 18353-79 Контроль неразрушающий» Классификация видов иметодов. Взамен ГОСТ 18353-73; Введ. 01,07,80. - М., Госкомитет СССР по стандартам, 1979, с. 23.

21. Гринб ерг Г. А» Избранные вопросы математической теории электрических и магнитных явлений. М.-Л,, Изд-во АН СССР, 1948, с. 647.

22. Гусев В.Н., Исаков В.А,, Никитина А.К.

23. Определение глубины дефектов при вихретоковом методе контроля. В кн.: Исследование электрических цепей и электрооборудования железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов. Омск, 1979, с. 53-56.

24. Гусев В.Н., Исаков В.А., Никитина А.К,

25. К расчету размеров продольных дефектов при вихретоковом методе контроля. В кн.: Исследование надежности и экономичности дизельного подвижного состава. Межвузовский сборник научных трудов. Омск, 1978, с. 90-96.

26. Гусев В.Н., Исаков В.А., Никитина А.К.

27. К определению параметров дефектов из анализа формы выходного сигнала. Там же. с. 86-90»

28. Гусев В.Н., Исаков В.А,, Лазарев К,П.,

29. Никитина А.К. Вихретоковый дефектоскоп для контроля качества сварочной проволоки. Информационный лист № 21-80 НТД. Омск, ЦНТИ, 1980.

30. Давыдов Г.И., Кузьмина Т.В. Оценка технического состояния колесных пар при поступлении в деповской ремонт, В кн.: Исследование параметров и надежности узлов вагонов в эксплуатации. Межвузовский сборник научных трудов. Омск, 1980, с. 64-67.

31. А. с. 577450 (СССР) Накладной датчик к токовихревому дефектоскопу / А.В.Демин, Л.К.Комогорцев, В.Г.Мазаев и В.К. Попов. Опубл. в Б.И., 1977, № 39.

32. Дорофеев А.Л. Неразрушающие испытания методом вихревых токов. М., Оборонгиз, 1961, с. 156.

33. Дорофеев А.А., Казаманов Ю.Г. Электромагнитная дефектоскопия. М., Машиностроение, 1980, с. 232.

34. Дорофеев А.А., Калинин Н.П., Остапенк о В.Д. Электромагнитный контроль поверхностных слоев металлов с использованием повышенных частот. Дефектоскопия, 1981, № 4, с. 34-40.

35. Дорофеев А.Л., Н и к и т и н А.И., Рубин А.Л.

36. Индукционная толщинометрия. М,., Энергия, 1969, с. 152.

37. Дунин-Барковекий И.В., Смирнов Н.В,

38. Теория вероятностей и математическая статистика в технике (общая часть), М,, Наука, 1955.

39. Д я к и н В,В., Сандовский В,А. Теория и расчетнакладных вихретоковых преобразователей. М., Наука, 1981, с. 136.

40. Е р о х и н а Л,С., Кубанец Г.И., Николаев а Л,А,, Я б л о н и к Л,М, Количественный показатель эффективности систем контроля. Дефектоскопия, 1975, № 5, с, 124-128.

41. Ж у ко в В,К,, Д о б н е р Б.А, Анализ мостовой схемывключения вихретокового преобразователя, Дефектоскопия, 1973, № 2, с. II3-II6.

42. А, с. 564590 (СССР) Устройство к дефектоскопу для блокировкикраев протяженного изделия / Я.З.Закиров, В.А.Машкин, В.А,Петров и др, Олубл, в Б.И., 1977, № 25,

43. Зацепин Н.Н., Щербинин В.Е. Дефектоскоп свращающимся феррозондом для контроля наружной поверхности труб с визуализацией магнитного рельефа дефектов, В кн.; Неразрушающие методы контроля изделий и материалов. ОНТИПРИБОР, 1964, с, 357-359.

44. Иванов В.И., Белов В.М. Акустико-эмиссионныйконтроль сварки и сварных соединений, М., Машиностроение, 1981, с. 184.

45. Иванов В.А., Шувалов В.Ю., К а м а е в О.Б.

46. Оценка надежности надрессорных балок тележек ЦНИИ-ХЗ-0, В кн.; Исследование параметров и надежности узлов вагонов в эксплуатации» Межвузовский сборник научных трудов. Омск, 1980, с, 37-41.

47. Иванов B.C. Усталостное разрушение металлов. М.,1. Металлургиздат, 1963.

48. Ильин В.А,, Кожевников Г.И., Л е в ы к и н

49. Ф.В,, Ш т р е м е р Ю.Н. Дефектоскопия деталей подвижного состава железных дорог и метрополитенов, М,, Транспорт, 1983, с. 315.

50. Инструкция по сварке и наплавке при ремонте вагонов и контейнеров. РТМ 32 ЦВ 201-78. М., Транспорт, 1979, с. 200.

51. И о р ш Е,Т, Исследование эксплуатационной прочности надрессорной балки тележки грузового вагона и совершенствование ее конструкции. Автореферат канд. дисс, М., 1979,

52. Исаков В.А. Анализ чувствительности вихретоковогопреобразователя, включенного в колебательный контур. В кн.: Пьезо- и акустоэлектронные устройства. Омск, 1981, с. 135-138,

53. Семин А.А. Метод оценки эксплуатационной надежности литых деталей грузовых вагонов, Вестник ВНИИЖТ, 1976, № 4, с, 42-45.

54. Кошляков Н.С., Г л и н е р З.Б,, Смирнов

55. М,М, Основные дифференциальные уравнения математической физики. М., Физматгиз, 1962, с. 767.

56. А. с. 572702 (СССР) Токовихревой способ измерения параметровэлектропроводных изделий /О.Н.Лазуткин, В.С.Никульшин, Л.И.Трахтенберг. Опубл. в Б.И., 1977, № 34.

57. Л о к ш и н а Н,И,, Ш к а р л е т Ю,М. Приближенная методика расчета накладных вихретоковых датчиков. Дефектоскопия, 1970, № I, с. 41-49.

58. М е й с н е р Б.А, Надежность несущих конструкций экипажаподвижного состава, Вестник ВНИИНТ, 1979, с. 14.

59. Методы неразрушающих испытаний. Под ред. Р.Шарпа. М,, Мир,1972, с. 494.

60. Минченко В.А,, К н у т а с В.К. К вопросу о контроле сплошности внутренней поверхности ферромагнитных труб вращающимся накладным датчиком, Дефектоскопия, 1966, № 4, с. 52-59.

61. Молчанов К.И. Пути повышения чувствительности метода вихревых токов для поверхностей дефектоскопии. Тезисы докладов XXIX научно-технической конференции ОмИИТа. Омск, 1969, с. 94-96.

62. Надежность и долговечность машин. Под ред. КостецкогоБ.И,

63. Киев, Техника, 1975, с. 404.

64. Неразрушающий контроль ферромагнитных материалов изделий методом внешних гармоник. Доклады П Всесоюзного семинара. Под ред. Лещенко И.Г. Томск, ТЛИ, 1971, с. 194.

65. Никольский В,В, Теория электромагнитного поля. М., Высшая школа, 1964.

66. Пастухов И.Ф. Исследование влияния технологическихфакторов на усталостную прочность литых деталей тележек грузовых вагонов. Автореферат канд. дисс. Омск, 1967, с. 23.

67. Повышение прочности и долговечности грузовых вагонов. Подред. Тарлинского И.В. М., Транспорт, 1968, с. I—112 /Труды ЦНИИ МПС, вып. 351/.

68. Покровский А.Д,, Касимов Г,А, Подольский И,Д. Дефектоскопия постоянных магнитов, Дефектоскопия, 1975, № 5, с, 11-15,

69. А, с. 375540 (СССР) Первичный измерительный преобразователь /

70. Г.М.Попов, Опубл. в Б.И,, 1973, № 16,

71. Попов В,К,, Кабашева А.А, Влияние ферритовыхсердечников на электрические параметры вихретоковых накладных датчиков, Дефектоскопия, 1973, № 4, с, 80-85,

72. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий.

73. Р о д и г и н Н.М., Коробейникова И.Е. Контроль качества изделий методом вихревых токов. М. Свердловск, Машгиз, 1958, с. 131.

74. Р о д и г и н Н.М., Сандовский В.А. К теории поля накладного преобразователя. Дефектоскопия, 1968, № 4, с. 7-16; Дефектоскопия, 1969, № 4, с. 80-85.

75. Р о д и г и н Н.М., Р о д и г и н В.Н. Анализ работы вихретокового дефектоскопа при малых параметрах возмущения, вносимого в контур преобразователя дефектом. Дефектоскопия, 1972, № 6, с. 34.

76. Р о д и г и н Н.М., Сандовский В.А, Вопросы теории вихретоковой дефектоскопии с применением модуляционного метода. Дефектоскопия, 1969, № 3, с, 60-66; дефектоскопия, 1969, № 4, с, 86-91.

77. Родин А,А. Некоторые аспекты разработки приборов неразрушающего контроля на основе микропроцессорных контролеров. Дефектоскопия, 1982, № 3, с. 89-91.

78. Рождественский С.Л, Современные методы контроля материалов без разрушения. М., Машгиз, 1961, с. 80.

79. Романов В.А., Сандовский В.А. К расчетусигнала, вносимого трещиной в накладной вихретоковыйпреобразователь» Дефектоскопия, 1982, № 3, с, 24-27.

80. Руководство по испытанию на растяжение и дефектоскопированиювагонных деталей. М., Транспорт, 1982, с. 64.

81. Сандовский В, А, К расчету накладного преобразователя, расположенного над ферромагнитным полупространством. Дефектоскопия, 1974, № 6, с. 45-50.

82. Сандовский В.А. К расчету сопротивления, вносимоготрещиной и накладной цреобразователь. Дефектоскопия, 1976, № 2, с. 95.

83. Сапожников А,Б, Теоретические основы электромагнитной дефектоскопии металлических тел. I. - Томск, Томск, ун-т, 1980, 308 с.

84. Сендеров Г.К., Иванов И,Г. Повреждаемостьбоковин и надрессорных балок тележек грузовых вагонов. В кн.: Прочность конструкций подвижного состава и пути. М., . Транспорт, 1967, с. 46-51.

85. Сергеев Л.В., Сердюк А.А. Электроиндуктивныйдефектоскоп для обнаружения трещин в твердосплавном инструменте, Дефектоскопия, 1971, № 2, с. 26-33.

86. Соболев В,С, Теория метода накладного датчика приконтроле вихревыми токами, Дефектоскопия, 1965, № I, с, 6-15,

87. Соболев B.C., Ш к а р л е.т Ю,М. Накладные и экранные датчики. Новосибирск, Наука, 1967, с. 144.

88. С у х о р у к о в В,В. Математическое моделирование электромагнитных полей в проводящих средах, М,, Энергия, 1975, с. 152.

89. Сухоруков В.В., У л и т и н Ю.М., Чернов

90. Л.А. Возможность определения параметров дефектов при модуляционной вихретоковой дефектоскопии, Дефектоскопия,1977, № I, с. 7-14,

91. Фаетрицкий B.C., Ф и ш к и н П.Ш., Т и м о хович А«Е. Некоторые вопросы использования неуравновешенной мостовой схемы для задач электромагнитной дефектоскопии. В кн.: Методы и приборы автоматического контроля. Рига, 1972, вып. 8, с, 3-8.

92. Фаетрицкий B.C., Д е р у н Е.Н. Некоторые вопросы применения цифровых методов для селекции информации токовихревых преобразователей. В кн.: Методы и приборы автоматического контроля. Рига, 1975, вып. 13, с. 3-6.

93. Грабовецкий В.П. Метод вихревых токов. М.-Л,э Энергия, 1966, с. 176.

94. Щербинина В.А., Д о в н а р Б.П. Метод магнитнойдефектоскопии боковых рам тележек грузовых вагонов. -Вестник ВНИИЖГ, 1982, № 7, с. 42-44.

95. Эфрос A.M. Вихревые токи в цилиндре с разрезом. ЖТФ,1940, т. 10, № 6, с. 467.

96. Harrington E.G. Industrial Quality Control,1965,21 , л/10 , Ч9Ч.

97. F О r s t e г Я, Sprunqimann К., MLcha.tski.A-, Koch W. tUtX rom<z$netic methods of nondestructive. te,silnty ,Tichnischt MitUitun^n , Ш7, vot.S0,M,f>M-m.

98. Forsier F. T/ie.oreii.c/ie unci exporlmente££e QrunJ-tcL^n c/er e t&ct г о m^n^tisch^h Qu^lcttitssortcrung von §tcLhlha.l&z.2esiq und StsLhl-tziten , I, ¥)Сг.

99. M A$yie.iun ductiven Ver-f-ahren foe,i аИыпСдег Be.z.ucJc

100. ZLihtiqung der QrundwetU) MetM >

101. Исследование и разработка неразрушающего метода контролябоковин и надрессорной балки тележки ЦНИИ-ХЗ-0. Отчет № 919, Б830861, ОмИИТ, Гусев В.Н., Гусев Г.Ф., Исаков В.А., Лазарев К.Д., Омск, 1979, с, 35.

102. Очистка, обмазка и проверка боковых рам тележек согласно типового технологического процесса ПКБ ЦВ от 08,06,77 г.

103. То же по надрессорной балке3, Расход керосина- I час 06 мин, на тележку- 12,7 мин, на балку- 0,5 л на вагон.1. Начальник депо Московка

104. Ст. инженер по труду и зарплате

105. Приемочная комиссия, в соответствии с утвержденной программой испытаний, произвела приемочные испытания образца и установила следующие основные данные:

106. Образец прибора соответствует утвержденному техническому заданию.

107. Произведен контроль вышеназванных изделий, отмеченные прибором дефектные места вырезаны для изготовления шлифов.

108. Качество монтажно-сборочных работ хорошее.

109. Конструкция прибора выполнена на должном научно-техническом уровне,

110. Применение прибора позволяет сократить время дефектации деталей и улучшить условия труда.

111. Прибор легко настраивается и удобен в эксплуатации.

112. Рекомендовать ОмИИТу разработать для Барнаульского вагоноремонтного завода автоматическую систем контроля трещин в осях для нового формирования колесных пар, кольцах и роликах подшипников качения вагонов.

113. Председатель комиссии Главный инженер Барнаульского вагоноремонтного завода1. А.Д.Холодный1. Члены комиссии:

114. Об изготовлении опытных образцов новой техники

115. Вашим институтом согласно хозяйственному договору $ 239 был разработан прибор для контроля надрессорных балок и боковых рам тележек ЦНИИ-ХЗ,

116. Просим продолжить данную работу с целью усовершенствования прибора в соответствии с ранее дополненными замечаниями и изготовить опытную партию приборов в количестве 10 штук.

117. До I марта 1983 г, прошу Вас представить в Главк предложения по данному вопросу с указанием сроков выполнения, а также представить смету расходов на выполнение темы.1. Зам, начальникаглавного управления В,Н,Пащенко1. Копия верна: JftAejj^yy

118. Омский завод транспортного машиностроения имени Октябрьской революции1. АКТот 26 декабря 1978 г, город Омск

119. Об использовании результатов научных исследований и разработок в производстве

120. Основание: разработка Омского института инженеров железнодорожного транспорта; "Изыскание методов и разработка средств контроля качества сварочной проволоки".

121. Договор № 72 от 23 марта 1977 г. Стоимость 17060 тыс. руб. Составлен комиссией в составе: Представители предприятияи.о. главного сварщика Ю.П.Корнешов инженер-технолог В.Г.Райскийинженер-технолог В.И.Платоновпредставитель ОмИИТапреподаватель В.А.Исаков

122. В соответствии с протоколом испытаний системы контроля от 26 декабря 1978 года!

123. Внедрение системы контроля позволит улучшить качество сварочного шва, исключить возможность попадания в зону сварки инородных веществ, ухудшающих прочность сварочного шва.

124. Утверждаю Главный инженер печать подпись1. В.С.Ерофеев

125. Экономический эффект за год использования составит 11,376 тыс» руб. Утвержденный расчет экономической эффективности на 2 листах прилагается.

126. Составлен в 3 экземплярах.

127. Председатель комиссии Члены комиссииподпись Ю.П.Корнешовподпись В.Г.Райскийподпись В.И.Платоновподпись В.А.Исаков1. Копия верна: j^ue^P