Автоматизация процесса локализации дефектов колец подшипников колесных пар железнодорожных вагонов ультразвуковым методом

• Автор: Щеголев, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 195 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ
КАЧЕСТВА ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ ВАГОНА
1.1. Основные требования к подшипникам качения колесной пары
1.2. Классификация дефектов подшипников качения
1.3. Методы контроля дефектов колец подшипников
1.4. Методы ультразвуковой дефектоскопии
1.5. Автоматизация ультразвукового контроля. Постановка задач исследования
Глава 2. МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ВЫЯВЛЕНИЯ И ЛОКАЛИЗАЦИИ ТРЕЩИН В КОЛЬЦАХ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
УЛЬТРАЗВУКОВЫМ МЕТОДОМ
2.1. Алгоритмизация метода контроля, построенного на обучающем эксперименте
2.2. Физическое обоснование ультразвукового метода контроля колец подшипников
2.3. Обоснование применимости ультразвукового дефектоскопа УД2-12 для процесса автоматизации контроля колец
2.3.1. Расчет акустического тракта дефектоскопа
2.3.2. Обоснование выбора ультразвукового преобразователя
2.4. Классификация и оценка значимости погрешностей,
возникших при контроле колец
2.5. Выводы

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ
ПРИМЕНИМОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО МЕТОДА
ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ
3.1. Аппаратурное обеспечение измерений
3.2. Поиск дефектов колец подшипников известного размера..
3.2.1. Фиксация дефектов известного размера
дефектоскопом УДЗ-
3.2.2. Анализ экспериментальных данных, полученных с помощью дефектоскопа УДЗ-
3.2.3. Настройка чувствительности дефектоскопа УД2-12
3.2.4. Исследование колец с дефектами известных размеров дефектоскопом УД
3.3. Экспериментально-аналитическая оценка величины минимального фиксируемого дефекта
3.4. Контроль трещин в кольцах подшипников ультразвуковым
методом
3.4.1. Исследование колец подшипников с помощью
дефектоскопа УДЗ-
3.4.2. Исследование колец подшипников с помощью
дефектоскопа УД
3.5. Выводы
Глава 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ ДЕФЕКТОВ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ ВАГОНА
4.1. Автоматизация процесса выявления дефектов в кольцах подшипников с применением персонального компьютера
4.2. Результаты локализации дефектов

4.2.1. Результаты поиска дефектов известного размера
4.2.2. Результаты автоматизированной локализации реальных дефектов в кольцах подшипников
4.3. Проверка повторяемости результатов при многократном
сканировании
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

подшипников. Производились попытки обнаружения дефектов в кольцах подшипников. Например, исследования на данную тему «НИИ Мостов» показали «применимость метода для внутренних, наружных и упорных колец подшипников буксового узла грузовых вагонов на предприятиях вагонного хозяйства». На сайте НИИ есть упоминание об особенностях предложенной ими методики: «Технология базируется на прозвучивании контролируемых зон поверхностными ультразвуковыми волнами специализированными пьезоэлектрическими преобразователями. Технология ультразвукового контроля колец обеспечивает выявление дефектов во внутренних, наружных и упорных кольцах подшипников» [131]. Исследования проводились на базе СГТУ и описаны в работах М.Ю. Захарченко [36, 37].
Вопросом УЗ дефектоскопии колец подшипников также занимается фирма «Ультракон-сервис». Разработанное фирмой специализированное программное обеспечение для дефектоскопов УД2-70 позволяет проводить контроль разнообразных деталей локомотивов, в частности, колец подшипников. К основным результатам выявления дефектов, описанным на их официальном сайте [155], можно отнести рассмотрение возможности контроля малых глубин (до 10 мм), величину минимального выявляемого дефекта -царапины глубиной 0,2 мм. При этом отсутствует какое-либо обоснование процесса выявления дефектов, доступное для анализа. Известен способ активного УЗ контроля вращающихся деталей [89]. Нигде не упоминается возможность автоматизации описываемых методик.
Метод УЗ дефектоскопии имеет различные подвиды [4, 27]. Опишем их [75] и выберем наиболее подходящий для поиска дефектов в кольцах подшипников. На рисунке 1.25 проведена подробная классификация методов УЗ дефектоскопии.
1. Импульсный эхо-метод является самым распространенным методом. Принцип работы заключается в отражении УЗ-колебаний от дефекта. Причем амплитуда сигнала пропорциональна площади данного дефекта. При использовании данного метода пьезоэлемент вначале играет роль излучателя, а затем приемника зондирующего импульса. Плюсы метода: