CC BY
18
УДК 6-1/-9
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ КОНТРОЛЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В КРУГЛЫХ ПИЛАХ МЕТОДАМИ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ
DETERMINATION NUMBER OF MEASUREMENTS UNDER THE CONTROL OF RESIDUAL STRESSES IN ROUND SAWS NONDESTRUCTIVE INSPECTION
Алабышев А.П. (Северный (Арктический) университет имени М.В. Ломоносова, г.
Архангельск, РФ) Alabyshev A.P. (Northern Arctic Federal University)
Рассмотрен вопрос по определению минимального количества измерений в кольцевой зоне круглой пилы, обследуемой методами неразрушающего контроля.
The question of determining the minimum number of measurements in the annular zone circular saw, the survey methods of nondestructive testing.
Ключевые слова: остаточные напряжения, круглые пилы, контроль Keywords: residual stresses, circular saws, control
При составлении технологической карты для контроля изделий методами неразрушающего контроля необходимо знать трудозатраты на проведение операций. Время измерения одного изделия состоит из времени измерения в точке tmM и времени на перемещение датчика вдоль рассматриваемой линии измерений (холостого хода) W
Контролируемыми параметрами при обследовании дисков круглых пил являются: площадь, контролируемая за одно измерение 8изм, угол поворота диска пилы между измерениями а, время измерения ^зм, время холостого хода
txx.
Контролируемая площадь определяется по формуле (1)
S = п ■ Бяям, (1)
где n - количество измерений в рассматриваемой зоне; 8изм - площадь обследуемая датчиком за одно измерение, мм2. Количество измерений при обследовании одной кольцевой зоны должно удовлетворять следующему условию п >[п], где [n] минимально допустимый объём выборки, определяемый по формуле 2
[п] = Ч-. (2)
S
где t - коэффициент Стьюдента;
v - коэффициент вариации;
£ - относительная допускаемая ошибка.
Таким образом минимальная площадь для сканирования будет определять по формуле 3
t2 V 2
S =-— ■ Sизм■ (3)
S
В дальнейшем в качестве характеристики отсканированной площади кольцевой зоны будем использовать коэффициент перекрытия, определяемый по формуле 3
к —, (4)
я общ
где Бобщ - общая площадь кольцевой зоны, мм2;
Коэффициент перекрытия определяется как отношение сканированной площади к общей площади кольцевой зоны, и находится в диапазоне от 0,1 до 1,0.
Полная площадь кольцевой зоны определяется по формуле 5
я = ^{я„ер - г), (5)
где Ядер - радиус периферийной зоны, мм;
Г - радиус 1 зоны, мм.
Площадь обследуемой зоны за одно измерение определяется по формуле 6
= х{Кер - г, )а
изм ' V /
360
где а - величина угла раскрытия зоны, сканируемой за одно измерение, град.
1 - ширина зоны, мм; а - величина угла раскрытия зоны сканируемой за одно измерение, град; Япер - радиус периферии диска; г - радиус 1 зоны диска пилы.
Рисунок 1 - Схема размеров, обследуемый зоны круглой пилы
Используя формулы 3, 5, 6 преобразуем формулу 4
9 9
К = Ц^. (7)
£2•360 4 7
Как отмечалось ранее коэффициент перекрытия К находится в диапазоне от 0,1 до 1, определим минимальное количество измерений в кольцевой зоне используя формулу 7. Полученные значения и принимаемые для дальнейшего рассмотрения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Расчетные и принятые минимальные значения количества измерений при контроле кольцевой зоны круглой пилы
Коэффициент Расчетное количество Принятое количество Коэффициент
перекрытия, К точек измерения на кольцевой зоне, n точек измерения кольцевой зоны, пприн Стьюдента, t
0,1 15,65 15 2,15
0,2 31,30 31 2,04
0,3 46,95 46 2,02
0,4 62,61 62 2,00
0,5 78,28 78 1,99
0,6 93,91 93 1,98
0,7 109,56 109 1,98
0,8 125,22 125 1,98
0,9 140,87 140 1,97
1,0 156,52 156 1,97
Исходя из принятого количества измерений определим соответствующий им коэффициент Стьюдента. Относительную допускаемую ошибку в дальнейшем примем равной 5%, при измерении необходимо использовать паспортное значение или данные свидетельства о поверке.
Приведенные в таблице 1 значения коэффициента Стьюдента показывают что его изменение в диапазоне коэффициента перекрытия 0,1<К<0,4 изменяется на 0,15. Тогда как в диапазоне коэффициента перекрытия 0,4<К<1,0 изменение составляет 0,03. Из этого следует что при использовании коэффициента перекрытия К>0,4 изменение минимально необходимого объема выборки будет происходить только из за изменения коэффициента вариации. Исходя из этого принимаем что минимально допустимый коэффициент перекрытия К находится в диапазоне от 0,4 до 0,5 в зависимости от диаметра пилы.
Окончательно минимальное значение количества измерений на одной кольцевой зоне определяется по формуле 8
Н = — (8)
а
Величина угла раскрытия зоны, сканируемой за одно измерение зависит от диаметра кольцевой зоны и размеров датчика, поэтому в дальнейшем может определяться по формуле 9
а = arccos
v 2R2,
(9)
где ! - ширина датчика в направлении сканирования, мм;
R - радиус сканирования, мм.
Значение минимального количества точек для измерения кольцевой зоны необходимо для определения производительности при контроле плоскостности круглых пил. Для оценки производительности метода контроля будем использовать обозначение Т и измерять его в мм2-с. Сканирование в одной точке зависит от конструкции прибора и метода неразрушающего контроля, используемого в нем.
Список использованных источников
1. Пижурин, А.А. Исследования процессов деревообработки/ А.А.Пижурин, М.С.Розенблит. - М.: Лесн. пром-сть, 1984. - 232 с.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Правительства Архангельской области (конкурс «Молодые ученые Поморья») в рамках научного проекта № 14-2015-04а «Контроль плоскостности круглых пил методом акустической тензометрии»
