Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Октября 2014 в 19:24, курсовая работа
Одним из действенных резервов повышения качества и надежности продукции машиностроения и других отраслей является неразрушающий контроль. Наибольшее развитие получила ультразвуковая дефектоскопия. По сравнению с другими методами неразрушающего контроля она обладает важными преимуществами: высокой чувствительностью к наиболее опасным дефектам типа трещин и непроваров, большой производительностью, возможностью вести контроль непосредственно на рабочих местах без нарушения технологического процесса, низкой стоимостью контроля.
5.7 Описание мероприятий по технике безопасности и охране труда.
Безопасность труда при проведении ультразвукового контроля обеспечивается при выполнении ГОСТ 12.1.019 -79 ССБТ. К работе по ультразвуковому контролю допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности и имеющие соответствующее удостоверение. Инструктаж по безопасности труда проводится в соответствии с порядком, установленном на предприятии. При проведении дефектоскопии операторы должны знать и выполнять общие правила по технике безопасности, установленные для работников цехов и участков, в которых приводят контроль. При проведении работ по ультразвуковому контролю дефектоскопист должен руководствоваться «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденными Госэнергонадзором СССР 21.12.84 г., а также ГОСТ 12.2.007.0 «Изделия электротехнические. Общие требования безопасности» и ГОСТ 12.2.007.14 «Кабели и кабельная арматура. Требования безопасности».
К работе по ультразвуковому контролю допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие инструктаж по правилам техники безопасности (с записью в журнале), имеющие удостоверение о проверке знаний вышеуказанных правил (п. 7.1), а также производственных инструкций предприятия и настоящего руководящего документа.
При питании от сети переменного тока ультразвуковые дефектоскопы должны быть заземлены медным проводом сечением не менее 2.5 мм2 в соответствии с ГОСТ 12.1.030-81 "ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление" и ГОСТ 12.4.038-82 "ССБТ. Общие требования. Электробезопасность".
Заземление ультразвуковых дефектоскопов осуществляется специальной жилой переносного провода, которая не должна одновременно служить проводником рабочего тока, т.е. должна быть изолированной по всей длине. В качестве заземляющего проводника следует использовать отдельную жилу в общей оболочке с фазным проводом, которая должна иметь одинаковое с ним сечение. Использовать нулевой провод для заземления запрещается. Штепсельные розетки для переносных электроприборов должны быть снабжены специальными контактами для присоединения заземляющего проводника.
Для защиты рук от воздействия контактных сред и ультразвука при контактной передаче дефектоскопист должен работать в рукавицах или перчатках, которые не пропускают контактную среду. При этом необходимо применять две пары перчаток: наружные - резиновые и внутренние - хлопчатобумажные или двухслойные по ГОСТ 20010.
Перед установкой сканирующего устройства на емкость следует убедиться в надёжной фиксации самого изделия и соблюдать дополнительные меры безопасности, позволяющие избежать травмирование персонала и окружающих. Категорически запрещается работа дефектоскописта под подъемными механизмами.
Администрация организации, проводящей ультразвуковой контроль, обязана обеспечить выполнение требований техники безопасности.
При нарушении правил техники безопасности дефектоскопист должен быть отстранен от работы и вновь допущен к ней после дополнительного инструктажа
6 Разработка вспомогательных средств для сканирования объекта
Разработка сканирующего устройства является неотъемлемой частью проведения контроля любого объекта. Сканирующее устройство должно выполнять ряд требований: обеспечивать реализацию заданных схем прозвучивания и сканирования объекта, улучшение качество контакта ПЭП с объектом контроля, возможность слежения и фиксации координат перемещения ПЭП, механизацию и автоматизацию контрольных операций.
Сканирующее устройство представлено на чертеже 00.00.000СБ. Данное устройство предназначено для автоматизированного сканирования специзделия.
Всю систему приводит в движение электродвигатель с червячным редуктором. Крутящий момент с вала (2), который зафиксирован в корпусе (7) и посажен на подшипники (28, 29) передаётся на патрон (3). На патроне расположены зубцы, которые обеспечивают передачу всего крутящего момента без проскальзывания изделию закрепленному на нем. Ролики (18), закрепленные в фиксаторе (21) с помощью оси (16) и упорной шайбы (35) обеспечивают дополнительную центровку объекта. Фиксатор (21) подпружинен и закреплен на корпусе (7) с помощью двух направляющих (12) шайбы (34) и гайки (27) Преобразователь (1) перемещается в горизонтальном направлении по средствам каретки (5) расположенной на направляющей (14) и вала с резьбой, обеспечивающей перемещение каретки на определенный шаг. Вращательное движение вала по средствам резьбы преобразуется в поступательное движение каретки с преобразователем. Вертикальное перемещение преобразователя осуществляется темже принципом с помощью каретки (5). Преобразователь закреплен в держателе (4) с помощью двух витнов (25). Держатель (4) подпружинен и закреплен в фиксаторе (22) с помощью болтов (24). Каркас устройства состоит из пластин прямоугольной формы (15) с отверстиями к которому приверен корпус (7). Изменение точки ввода УЗ – волн производится вручную.
7 Расчет чувствительности и производительности контроля
7.1 Оценка производительности
Производительность контроля будет определяться затратами рабочего времени на контроль одного изделия. Эти затраты состоят из затрат на установку изделия, настройку оборудования, сканирование изделия, расшифровку результатов контроля.
Суммарное время контроля рассчитывается по формуле
Tобщ = tки + tпо + tус + tнп, (7.4)
где tки – время контроля изделия;
tпо – время подготовки объекта;
tус – время установки устройства сканирования на объект контроля;
tнп – время настройки прибора на контроль одного изделия.
Зададимся tус =250 с; tнп =400 с; tки =1575 с; tпо = 500 c.
Значения составляющих времени подставим в формулу (7.4) и, таким образом, получим общее время контроля одного изделия
Tобщ =1575 +250 + 400+ 500 = 2725 с. (45 мин.)
Производительность контроля:
шт/день (7.5)
При 8-часовом рабочем дне производительность контроля может составлять 10 поковак в день.
7.2 Расчет чувствительности контроля
Полезными для анализа пригодности объекта контроля по качеству являются лишь сигналы, находящиеся на осциллограмме внутри зоны стробирования. Остальные сигналы можно исключить из рассмотрения. Для дефекта, сигнал от которого попал в зону стробирования, находится амплитуда. Она не должна быть меньше строго определенного значения, которое зависит от размеров минимально допустимого дефекта, предполагаемой глубины его залегания и от характеристик материала объекта контроля. Обычно задается максимально допустимое ослабление сигнала от дефекта относительно зондирующего импульса. Такие значения для данного объекта контроля позволяет рассчитать программа Mathcad.
Формула для расчета амплитуд акустических эхо-сигналов прямого преобразователя от сферического отражателя (отверстие со сферическим дном) диаметром 2b:
Формула для расчета амплитуд акустических эхо-сигналов прямого преобразователя от дискового отражателя (отверстие с плоским дном) диаметром 2b:
Формула для расчета амплитуд акустических эхо-сигналов наклонного преобразователя для сферы диаметром 2b имеет следущий вид :
Формула
для расчета амплитуд
Формула для расчета амплитуд акустических эхо-сигналов наклонного преобразователя для диска:
где - удельные волновые сопротивления призмы, ;
- удельные волновые сопротивления поперечных волн в объекте контроля, ;
- удельные волновые сопротивления продольных волн в нижней среде (объекте контроля), ;
b – радиус диска, м (заданы по условию размеры дефекта);
– длина волны ультразвука в материале объекта контроля и ;
r – путь ультразвука в объекте контроля от точки выхода до дефекта (рисунок 5.2), следовательно для прямого преобразователя мм, мм. Имеем, что мм. Для наклонного преобразователя мм и мм, имеем ,что мм;
– средний путь ультразвука в призме преобразователя, м (рассчитан в разделе 4);
– приведенный путь ультразвука в призме преобразователя, м (рассчитан в разделе 4);
δ –затухание ультразвука в изделии равное 0,31;
δ –затухание ультразвука в призме равное 0,58.
Графики чувствительности наклонного преобразователя для различных моделей дефектов приведены на чертеже 00.00.000 Д2.
Заключение
В данном курсовом проекте произведена разработка установки и методики для ультразвукового контроля поковки, позволяющая обнаружить внутренние дефекты вида пор и трещин размером от b=1,5 мм до b= 5 мм.
Ультразвуковой контроль производится посредством эхо-импульсного метода контроля. Достоинства данного метода: высокая чувствительность, высокая помехоустойчивость, простота реализации.
Для контроля поковки будет использован прямой и наклонный преобразователь с углом ввода 45˚ и углом наклона призмы 36˚.
Используется контактный способ акустического контакта преобразователя с объектом контроля, так как он не требует дополнительных технических решений для его реализации. В качестве контактной смазки применяем машинное масло.
В качестве технического средства контроля используется дефектоскоп УД4-76, данный прибор удовлетворяет условиям контроля заданного объекта и обладает рядом достоинств в сравнении с другими приборами, представленными на рынке в настоящее время. Дополнительными преимуществами данного прибора являются автономное питание, малые габариты и вес.
Контроль дефектов типа внутренняя несплошность, ориентированных вдоль оси изделия необходимо контролировать прямым преобразователем эхо-методом, контроль трещин, ориентированных перпендикулярно оси вала необходимо контролировать наклонным преобразователем по хорде, а также прямым преобразователем с торца поковки.
Для полного цикла контроля поковки затрачивается 45 минут. Следовательно, производительность контроля составляет 10 деталей в среднестатистический рабочий день.
Список использованных источников
Приложение А
(обязательно)
Рисунок А.1 – Диаграмма направленности в декартовых координатах преобразователя
Рисунок А.2 – Диаграмма направленности в полярных координатах преобразователя