CC BY
23
При последовательных ударных взаимодействиях бойка 1 и наковальни 2 вращательные импульсы передаются через шпиндель 3 и ключ 4 на гайку 5, которая затягивается с необходимой силой. Колебания, прошедшие через формируемое соединение (болт 8, гайка 5 и собираемые детали 6 и 7), воспринимаются датчиком вибрации 13, закрепленным на одной из собираемых деталей, и преобразуются в электрический сигнал, который поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 16 и после преобразования подается на вход персонального компьютера (ПК) 15. Для автоматической настройки на резонанс с выхода ПК сигнал в цифровом виде подается на вход цифро-аналогового преобразователя 17, с выхода которого аналоговый сигнал поступает на перестраиваемый по частоте генератор ультразвуковых колебаний 14.
Одновременное использование ударных импульсов с частотой воздействия 3-40 ударов в секунду и
высокочастотных ультразвуковых колебаний, рабочий диапазон частот которых составляет около 20000 воздействий в секунду, способствует снижению энергоемкости и увеличению производительности процесса сборки резьбовых соединений до 20 %. Одновременное использование временных и частотных характеристик при оценке достижения предела текучести повышает надежность затяжки резьбовых соединений. Контроль степени затяжки, основанный на достижении силы затяжки в точке предела упругих деформаций материала резьбовых деталей практически не зависит от трения, позволяет использовать крепежные детали меньшего диаметра и более низкого класса точности и обеспечивает минимальный разброс силы затяжки в 5-10%, в то время как методы контроля по крутящему моменту обеспечивают точность в пределах 20-25%.
ЛИТЕРАТУРА
1. Штриков, Б.Л. Повышение работоспособности резьбовых соединений путем применения ультразвука при обработке и сборке: монография / Б.Л. Штриков, В.В. Головкин, В.Г. Шуваев, И.В. Шуваев. - М.: Машиностроение, 2009. - 125 с.
2. Шуваев, В.Г. Инерционная ударно-импульсная затяжка резьбовых соединений с применением дополнительных ультразвуковых колебаний/В.Г. Шуваев, И.В. Шуваев // "Сборка в машиностроении, приборостроении", № 7 , 2011, С. 7-9.
3. Шуваев, В.Г. Применение дополнительных ультразвуковых колебаний при ударно-импульсной затяжке резьбовых соединений/В.Г. Шуваев, И.В. Шуваев// Международный симпозиум «Надежность и качество», Пенза,25-31 мая, 2011. 2 том. С.230-231.
4. Шуваев, В.Г. Контроль качества затяжки резьбовых соединений при ультразвуковой сборке по динамическим характеристикам/В.Г. Шуваев, И.В. Шуваев// Международный симпозиум «Надежность и качество», Пенза,25-31 мая, 2013. 2 том. С.276-278.
5. Патент РФ на изобретение № 2502591, МПК В23Р19/06; опубликовано 27.12.2013. Бюл. № 36. Способ ультразвуковой сборки резьбовых соединений / В.Г. Шуваев, И.В. Шуваев.
УДК 621.787.4.07:534.222 Артемьев В.А., Шуваев В.Г.
ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет» Самара, Россия
ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА РЕЗКИ СТЕКЛА УЛЬТРАЗВУКОВЫМ ИНСТРУМЕНТОМ
Рассматривается разработанное ультразвуковое устройство для резки стекла, в ручке которого вмонтированы пьезокерамиче-ские пластины, возбуждающие ультразвуковые колебания сложной формы, позволяющие повысить надежность и качество реза стекла.
Ключевые слова:
резка стекла, колебания, ультразвук.
Обеспечение качественной резки стекла является важной проблемой, как для переработчиков листового стекла, так и для потребителей их продукции, причем проблемы при резке приводят к увеличению отходов стекла, повышению трудоемкости, а также увеличивают опасность травматизма. Низкое качество резки существенно уменьшает прочностные характеристики листов стекла конечного размера, что повышает риск самопроизвольного разрушения остекления по тем или иным причинам [1]. Наиболее сложная ситуация возникает при резке высокотехнологичных изделий: узорчатого и армированного стекла, у которых вся поверхность имеет сложный рельеф, а также стёкол для жидкокристаллических мониторов, солнечных батарей, оптических и автомобильных стекол.
Одним из перспективных направлений в решении указанных и близких к ним задач является применение дополнительных ультразвуковых колебаний, накладываемых на основной технологический процесс. [2, 3].
В статье рассматривается разработанное устройство для наложения одновременно продольных, поперечных и крутильных колебаний на режущий инструмент, что способствует повышению эффективности ультразвукового воздействия при резке стекла, повышению качества реза и расширению функциональных возможностей устройства [4].
На рисунке 1 показана конструкция разработанного ультразвукового устройства для резки стекла. Устройство содержит источник колебаний (вибратор) 1 в виде пакета дискретных пьезоке-рамических пластин, поджатый к нему при помощи
волновода 2 и демпфера 3 концентратор 4 ультразвуковой энергии с закрепленным на нем наконечником 5 с режущим элементом. Волновод 2 дополнительно снабжен поперечными кольцевыми пазами
6, глубина каждого из которых не превышает половины диаметра волновода, концентратор 4 выполнен в виде усеченного конуса с наклонными пазами
7, расположенными на его образующей. При подаче синусоидального напряжения резонансной частоты на обкладки источника колебаний (вибратора) он, изменяя вследствие обратного пьезоэффекта свои геометрические размеры, возбуждает ультразвуковые колебания концентратора и закрепленного на нем наконечника. Наличие поперечных кольцевых пазов вызывает анизотропию жесткости волновода, приводящей к тому, что амплитуда колебаний концентратора со стороны кольцевых пазов больше, чем с противоположной. Выполнение концентратора с наклонными пазами, расположенными на его образующей приводит к изменению жесткости концентратора и возникновению дополнительных крутильных колебаний. Сложение продольной, поперечной и крутильной составляющих ультразвуковых колебаний вызывает сложную объемную траекторию движения наконечника с режущим инструментом, что способствует более быстрой и качественной резке стекла.
Ультразвуковое устройство выполнено с наружным диаметром корпуса 25 мм.; наконечник с режущим элементом устройства выполнен по ГОСТ 10111-85. Проведенные лабораторные эксперименты показали, что применение устройства позволяет на 40-50% повысить эффективность резки стекла за счет более полного использования ультразвуковой энергии.
В.В. Калашников,
Рисунок 1 - Ультразвуковое устройство для резки стекла
ЛИТЕРАТУРА
1. Смирнов, М.И. Современные технологии резки листового стекла/ М.И. Смирнов,
2. А.Р. Карапетян, Ю.А. Спиридонов - М.: Стекло и керамика, 2011. № 1. С.16-19.
3. Нерубай, М.С. Физико-химические методы обработки и сборки/ М.С. Нерубай, Б.Л. Штриков , С.И. Яресько - М: Машиностроение-1, 2005. - 396 с.
4. Шуваев, В.Г. Использование ультразвуковых колебаний при нарезании резьбы метчиками/ В.Г. Шуваев, В.А.Папшев, И.И. Баев // Международный симпозиум «Надежность и качество», Пенза, -2011. -2 том.- С.22 9-230.
5. Шуваев, В.Г. Применение дополнительных ультразвуковых колебаний при ударно-импульсной затяжке резьбовых соединений/В.Г. Шуваев, И.В. Шуваев// Международный симпозиум «Надежность и качество», Пенза,
-2011. -2 том.- С.230-231.
6. Патент РФ на полезную модель № 151583 от 10.04.2015, Бюл.№ 10. Ультразвуковой стеклорез / В.Г. Шуваев, С.С. Поляев
УДК 621.316.8
Ишков А.С., Цыганков А.И.
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА И НАДЕЖНОСТИ ПРЕЦИЗИОННЫХ ПОТЕНЦИОМЕТРОВ
Точность и надежность однооборотного прецизионного потенциометра определяется качеством намотки резистивного элемента. Рассматривается принцип построения намоточного станка, обеспечивающего требуемую точность раскладки, а также приведена методика контроля процесса раскладки резистивной проволоки по каркасу. Показывается, что использование методов электронной растровой микроскопии позволяет значительно повысить качество и надежность потенциометра.
Ключевые слова:
потенциометр, функциональная характеристика, резистивный элемент, методика контроля, растровая электронная микроскопия.
Потенциометр - это первичный измерительный преобразователь датчика угла поворота, широко используемого в различных отраслях промышленности для автоматизации и управления технологическими процессами. Потенциометр представляет собой регулируемый делитель электрического напряжения, состоящий из резистора с подвижным отводным контактом - движком, при этом коэффициент деления потенциометра является функцией угла поворота движка относительно резистивного элемента [1]. До последнего времени считалось, что потенциометры могут быть вытеснены с рынка цифровыми датчиками угла поворота. Однако успехи в технологии их изготовления и применение новых методик контроля существенно улучшили характеристики потенциометров, что позволило успешно их использовать и в настоящее время.
Свойства потенциометров в значительной степени определяются технологией изготовления ре-зистивного элемента. При невысоких требованиях к преобразованию угла поворота в основном применяются потенциометры с углеродистым или метал-локерамическим резистивным элементом. Для особо ответственных и прецизионных приложений, как
правило, используются проволочные потенциометры, для которых характерна высокая линейность функции преобразования угла поворота в напряжение, малый температурный коэффициент сопротивления, низкий уровень собственных шумов и высокая износоустойчивость. Проволочные резисторы в зависимости от назначения бывают многооборотные и однооборотные. Рабочий угол поворота подвижной системы многооборотных потенциометров определяется числом оборотов N и может достигать до 360*Ы град. Из-за большого диапазона углов, а, следовательно, и выходного сопротивления влияние неточности раскладки резистивной проволоки по каркасу резистивного элемента у многооборотных потенциометров не столь критично, как у однообо-ротных потенциометров.
Основным элементом проволочного однооборот-ного потенциометра является резистивный элемент, который изготавливается методом намотки рези-стивной проволоки на диэлектрическое основание -цилиндрический каркас. Сложность его изготовления заключается в том, что точность раскладки резистивного провода по каркасу не должна превышать нескольких микрон. Выпускаемое в настоя-
