CC BY
87
Рис. 1. Зависимости прочности соединения от тепловложений и коэффициентов перекрытия по диаметру и между витками ЭКП:
-----— экспериментальные данные;-------— расчетные данные
Рис. 2. Зависимости протяженности зоны термического влияния от тепловложения и перекрытия сварочных точек:
-----— экспериментальные данные;------— расчетные данные
С учетом этого данные зависимости можно использовать при назначении технологических режимов восстановления деталей ЭКП стальной и аморфной лент.
Список литературы
1. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Марков, Ю.В. Грановский. — М.: Мир, 1976. — 270 с.
2. Хайлис, Г.А. Исследования сельскохозяйственной техники и обработка опытных данных / Г.А. Хайлис, М.М. Ковалёв. — М.: Колос, 1994. — 170 с.
3. Латыпов, Р.А. Расчетно-экспериментальная оценка качества соединения при электроконтактной приварке стальной ленты к детали через промежуточный слой из металлического порошка / Р.А. Латыпов, П.И. Бурак // Сб. тр. Московского государственного вечернего металлургического института и Союза кузнецов «Состояние, проблемы и перспективы развития металлургии и обработки металлов давлением». — 2004. — С. 121-124.
4. Беречикидзе, А.В. Оптимизация сроков службы чайных машин и усовершенствование технологических процессов восстановления и упрочнения их деталей: автореф. дис. ... доктора техн. наук: 05.20.03 / Беречикидзе Автандил Венедиктович. — Тбилиси: Грузин. гос. аграр. ун-т, 1997. — 60 с.
5. Латыпов, Р. Выбор компактных и порошковых металлических материалов и управление качеством покрытий при упрочнении и восстановлении деталей электроконтакт-ной приваркой: автореф. дис. . доктора техн. наук: 05.02.01 / Латыпов Рашит. — М.: Моск. гос. вечер. металлург. ин-т, 2007. — 48 с.
УДК 631.3.004.67
А.С. Дорохов, канд. техн. наук
Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина
ОПТИМИЗАЦИЯ ВЫБОРА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ВХОДНОМ КОНТРОЛЕ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ СЕЛЬХОЗМАШИНОСТРОЕНИЯ
Характерной особенностью современного контроля качества изделий сельскохозяйственного машиностроения на дилерских предприятиях системы агроснабжения является его гибкость, позволяющая осуществлять быстрый переход от контроля одного типа деталей к другому. Важнейшую роль
в этом процессе приобретают операции контроля размеров деталей, обеспечивающие необходимый уровень качества. К сожалению, имеющиеся механические средства измерений (СИ) не в полной мере обеспечивают требования точности измерений, особенно запасных частей.
В современных условиях поставки сельскохозяйственной техники и запасных частей операции контроля их качества целесообразнее проводить с использованием бесконтактных средств измерения (БСИ) и измерительных роботов (ИР). Эффективность использования этих СИ во многом определяется их производительностью и точностью измерений, а также исключением погрешностей из-за недостаточной квалификации исполнителей.
Требования, предъявляемые к БСИ и ИР, достаточно противоречивы и непрерывно ужесточаются, с одной стороны, это малая погрешность измерений (0,5.2 мкм у лазерных сканеров (БСИ) и 2.10 мкм у ИР), с другой — быстродействие измеряющего элемента у БСИ (до 1 500 сечений в минуту лазерного луча) и высокая скорость перемещающегося чувствительного органа у ИР (0,5...1,5 м/с). Такие требования могут быть обеспечены за счет составных элементов СИ и управляющих информационно-измерительных программ (УИИП).
В настоящее время из-за разнообразия номенклатуры поставляемых изделий сельскохозяйственного машиностроения и отсутствием единого подхода к выбору БСИ возникла необходимость в разработке методик выбора эффективных СИ, планирования и проведения входного контроля качества изделий сельхозмашиностроения.
Цель проведенной научно-исследовательской работы заключалась в автоматизации процесса входного контроля, направленная на повышение эффективности измерений за счет разработки комплекса методик и средств бесконтактного контроля.
Для достижения поставленной цели решались следующие научные и практические задачи:
• выявление особенностей построения и функционирования БСИ и разработка функциональной схемы их применения при входном контроле качества изделий сельхозмашиностроения;
• разработка технических требований, предъявляемых к БСИ при входном контроле;
• разработка методики выбора средств, обеспечивающих повышение производительности и качества входного контроля;
• выбор наилучшего оптимизационного метода, обеспечивающего уменьшение продолжительности измерений изделий на основании проведенного сравнительного анализа различных методов оптимизации алгоритмов управления бесконтактным входным контролем и разработка методики его использования. Определение методики оптимизации выбора перспективных средств измерений для служб входного контроля качества изделий сельскохозяйственного машиностроения целесообразно начинать с выбора метода контроля, который будет
62
зависеть от контролируемого объекта, природы или типа дефекта, его размера, месторасположения, возможной скорости контроля и допустимой погрешности измерений.
На основании изучения литературы и проведенных исследований предлагаются следующие общие принципы выбора СИ для служб входного контроля качества сельскохозяйственной техники и запасных частей.
1. Определяется масштаб входного контроля качества изделий. Например, в массовом контроле с отработанным технологическом процессом целесообразно использовать высокопроизводительные механизированные и автоматизированные СИ. При постоянном выборочном контроле изделий основными СИ могут быть жесткие предельные калибры, шаблоны, специальные контрольные приспособления. В индивидуальном контроле основными остаются универсальные СИ, поскольку применение других организационно и экономически невыгодно: неэффективно будут использоваться специальные контрольные приспособления или потребуется большое количество калибров различных типоразмеров [1].
2. Устанавливается метод измерения, который определяется целью контроля.
3. Определяются возможности применения СИ, исходя из метрологических характеристик. При этом необходимо учитывать следующее:
• возможность использования СИ по допустимым пределам измерений изделий (диапазон измерений);
• соответствие допустимой погрешности измерений и заявленной предельной погрешности СИ [2]:
Alim < б,
где Alim—предельная погрешность средства измерений, %; б — допускаемая погрешность измерения, %;
• цена деления шкалы должна выбираться с учетом заданной точности измерения. Например, если размер необходимо контролировать с точностью до 0,01 мм, то и СИ следует выбирать с ценой деления 0,01 мм, так как СИ с более грубой шкалой внесет дополнительные субъективные погрешности, а с более точной — выбирать не имеет смысла из-за удорожания СИ;
• электронные приборы должны соответствовать следующим основным требованиям: сигнал, проходящий через СИ, должен сохранять необходимую информацию, не подвергаться искажению и отделяться от помех; чувствительность датчиков должна быть максимально высокой, иначе все усилия по повышению точности измерений сведутся на нет; носитель информации должен иметь достаточный объ-
ем для регистрации всех необходимых сведений; регистрирующая аппаратура должна обеспечивать получение информации в возможно сжатые сроки. Если электронный прибор не может одновременно удовлетворять всем предъявляемым требованиям, то выбираются наиболее важные из них, позволяющие наилучшим образом справиться с выполнением поставленной задачи.
В настоящее время все большей популярностью пользуются бесконтактные методы контроля с использованием автоматических систем обработки полученной информации, позволяющих чувствительный элемент средства измерений не приводить в контакт с объектом измерения. Это дает возможность значительно повысить производительность измерений и исключить возможность влияния человека на процесс измерений.
Существует множество различных вариантов контрольно-измерительного оборудования с применением бесконтактных методов контроля геометрических размеров и дефектоскопии поверхности изделий сложной формы. К ним относятся триангуляционный, светового и теневого сечения, стереометод, голографический, лазерно-акустический, ультразвуковой, радиографический и др. [2].
Наибольшей популярностью пользуются двумерные и трехмерные лазерные сканеры с использованием триангуляционного метода. Выбор типа лазерной сканирующей системы для тех или иных работ зависит от вида решаемых задач и объектов измерения. В процессе сканирования изделий важно определить состояние их параметров в соответствии с реальным масштабом.
Основными характеристиками выбора БСИ (в частности лазерных сканеров) при входном кон-
троле качества изделий сельхозмашиностроения являются метрологические, эксплуатационные и экономические показатели (рисунок) [3].
К метрологическим показателям БСИ относятся: погрешность (точность) измерений; предел измерений; диапазон расстояния от сканирующего элемента до объекта (расстояние по оси 7); разрешение; чувствительность датчиков; частота сигнала и др.
Эксплуатационные характеристики: габаритные размеры; масса; метод измерений; продолжительность измерений; режим работы; надежность; рабочая нагрузка; доступность; простота в применении; мобильность; универсальность и др.
Экономические составляющие выбора БСИ: масштаб контроля; стоимость СИ; стоимость ТО, поверки и калибровки СИ; производительность СИ; потребляемая энергия и др.
Стоит отметить, что важным критерием выбора СИ является их стоимость, особенно в условиях наступившего экономического кризиса. Поэтому при выборе СИ в настоящее время соотношение цены и производительности БСИ имеет большое значение для агроснабов и сельхозтоваропроизводителей. Также принимая во внимание, что ряд эксплуатационных и экономических показателей выбора БСИ взаимосвязаны, автор считает целесообразным объединить их в единую систему технико-экономических характеристик БСИ.
Таким образом, при выборе БСИ учитывается совокупность метрологических и технико-экономических показателей СИ. Основной трудностью технико-экономического подхода при выборе БСИ является сам процесс измерения изделий сельхозмашиностроения.
В этой связи определены наиболее важные критерии выбора БСИ:
Показатели выбора БСИ для входного контроля качества машиностроительной продукции,
поставляемой сельскому хозяйству
обеспечение требуемой точности (в данном случае под точностью необходимо понимать степень соответствия размеров, полученных в результате сканирования и размеров сканируемого изделия);
разрешение, которое характеризуется рассеянием между выборочными точками в отсканированных данных. Обычно рассматривается разрешение полупроводниковой светочувствительной (ПЗС) матрице. Однако важным фактором служит расстояние между выборочными точками на физическом объекте. Это расстояние определяется ПЗС матрицей и расстоянием от объекта до сканера. Для наиболее точного сканирования изделия разрешение должно быть <0,5 размера самой мелкой сканируемой частицы;
диапазон измерений — минимальное и максимальное расстояние от объекта до сканера и расстояние в плоскости ХУ; покрытие сканированием — возможность сканера захватывать труднодоступные невидимые глазу места или «слепые зоны» (глубокие каналы, узкие отверстия, надрезы и др.); продолжительность измерений, которая характеризуется временем на установку и сканирование. Установка включает расположение и регулирование сканера;
простота применения — характеризуется степенью, до которой исполнитель контроля мо-
жет подготовить и установить изделие для сканирования и провести процесс измерения;
• мобильность — скорость и способ транспортирования (портативность) лазерной системы сканирования и подготовки ее к измерению;
• универсальность — степень возможности сканера работать с широкой номенклатурой контролируемых изделий, вероятность работать в различных операционных условиях (обстановка, освещение, вибрация); способность справляться с недостаточной видимостью, затенением и высокой удаленностью. Значимость универсальности увеличивается при отсутствии возможности покупать несколько лазерных сканеров с разными функциями.
Оптимальным выбором БСИ для контроля геометрических параметров изделий будет служить наибольшее их соответствие указанным критериям.
Список литературы
1. Сергеев, А.Г. Метрология: учебник / А.Г. Сергеев. — М.: Логос, 2004. — 288 с.
2. ГОСТ 8.051-81 ГСИ. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм. — М: Изд-во стандартов, 1987. — 140 с.
3. Семейкин, В.А. Входной контроль качества сельскохозяйственной техники и оценка его эффективности: методические рекомендации / В.А. Семейкин, А.С. Дорохов, В.М. Корнеев. — М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2010. — 160 с.
УДК 678:53
А.С. Кононенко, канд. техн. наук С.М. Гайдар, канд. техн. наук
Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина
СТОЙКОСТЬ ГЕРМЕТИКОВ И НАНОКОМПОЗИЦИЙ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР
Решение проблемы повышения герметичности неподвижных фланцевых соединений сельскохозяйственной техники с помощью традиционных герметизаторов сопряжено со значительными трудностями, так как герметичность соединений с такими уплотнителями можно обеспечить только при высоком контактном давлении, высоких требованиях к шероховатости и макрогеометрии сопрягаемых поверхностей. Поэтому в последнее время в качестве уплотнителей неподвижных фланцевых соединений широкое распространение получили герметики, которые по механизму отверждения, физическим и технологическим свойствам бывают нескольких видов. В машиностроении ис-
64
пользуются, как правило, силиконовые и анаэробные герметики. На российском рынке наибольшее распространение получили отечественные силиконовые герметики: Автогерметик-прокладка (далее — Автогерметик) и Автогермесил. Их аналогами, используемыми большинством автопроизводителей, являются импортные составы ЬоеШе-598 и ЬоеШе-5920. Силиконовые герметики стойки к антифризу, тосолу, синтетическим и минеральным маслам и работоспособны при температурах от -50 до +350 °С. Анаэробные герметики отечественного производства представлены составом Ана-терм-501, зарубежные — ЬоеШе-518. Они используются для герметизации соединений, работающих
