CC BY
12
УДК 681.5:620.165.29.008.6
Жежера Н. И.©1, Евсюкова Н. А. ©2
1Профессор, доктор технических наук,
Оренбургский государственный университет;
2магистрант,
Оренбургский государственный университет
УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ АМПЛИТУДЫ КОЛЕБАНИЙ ДАВЛЕНИЯ ПРИ КОНТРОЛЕ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ИЗДЕЛИЙ
Аннотация
Разработано устройство регулирования амплитуды колебаний давления, которое позволяет повысить точность поддержания амплитуды колебаний давления газа в эталонной емкости при контроле герметичности изделий. Увеличение точности поддержания амплитуды колебания давления способствует понижению погрешности контроля герметичности изделий за счет уменьшения влияния капиллярных сил жидкостного поршня в горизонтальной трубке.
Ключевые слова: изделие, герметичность, устройство регулирования, амплитуда колебаний давления.
Keywords: product, tightness, device management, the amplitude of pressure.
Схема базовой установки контроля герметичности изделий газом с использованием горизонтальной трубки приведена на рисунке 1. Установка содержит источник контрольного газа 1, эталонную емкость 3, контролируемое на герметичность изделие 4, горизонтальную трубку 8 с жидкостным поршнем
9, вентили 2, 5, 6, 7 и 10, емкостный измерительный преобразователь 11 и вто-©Жежера Н. И., Евсюкова Н. А., 2012
ричный показывающий прибор 12. Перед подключением изделия 4 к установке контроля все вентили находятся в закрытом положении.
Л
Рис. 1. Схема установки контроля герметичности изделий газом с использованием горизонтальной трубки
После подключения изделия к установке контроля герметичности заполняют его газом до заданного давления, для чего открывают вентили 2, 6 и 5. Закрывают вентиль 2, открывают вентили 7 и 10, через которые подается газ к горизонтальной трубке, и берется первый отсчет по прибору 12, показывающему положение жидкостного поршня 9 в горизонтальной трубке 8. Испытывают изделие 4 в течение установленного времени и берут второй отсчет по прибору 12. По разности показаний показывающего прибора 12 делают заключение о герметичности изделия 4. Закончив контроль герметичности изделия, вентили
7, 10 и 5 закрывают и изделие 4 отключают от установки контроля.
При совершенствовании систем контроля герметичности изделий с использованием горизонтальной трубки важно знать теоретические положения о влиянии сил трения и капиллярных сил [7, 49] на движение жидкостного поршня в горизонтальной трубке и влияние диаметра горизонтальной трубки на точность контроля герметичности изделий.
В работах [1; 2, 56; 5, 55] теоретически установлено, что для повышения точности контроля герметичности изделий установками с горизонтальной трубкой необходимо в эталонную емкость подводить периодические колебания давления. Эти колебания по амплитуде могут составлять 20-30 процентов от испытательного давления. При непосредственном контроле герметичности изделия давление контрольного газа во всех элементах установки уменьшается в связи с утечками газа из изделия, поэтому и амплитуда периодических колебаний изменяется.
На рисунке 2 приведена схема установки контроля герметичности изделий [10] с устройством регулирования амплитуды колебаний давления, в которое входят элементы 13-30. К эталонной емкости 3 и горизонтальной трубке 8 с жидкостным поршнем 9 подключен возбудитель периодических колебаний давления 21, вызывающий изменения давления в эталонной емкости и изделии и возвратно-поступательные перемещения жидкостного поршня 9 в горизонтальной трубке 8.
Электрический исполнительный механизм прямоходный 29 содержит электродвигатель 26, редуктор 30, понижающий число оборотов, возвратнопоступательное выходное устройство 22 для механического сочленения с регулирующим органом, ручной привод 28 на случай выхода из строя электродвигателя или для наладки, устройство, обеспечивающее останов механизма в крайних положениях 25, устройство самоторможения 27 при отключении электродвигателя, устройство обратной связи в системах автоматического управления 24, устройство 23 для дистанционного указания и сигнализации положения выходного штока 22.
Т-образный шток 19 присоединен нижней частью к подвижному торцу возбудителя периодических колебаний давления 21. На верхней части Т -образного штока 19 размещен рычаг 18. Рычаг 18 с правой стороны через поворотный шарнир 20 соединен с возвратно-поступательным выходным устройством 22. С левой стороны рычаг 18 соприкасается с пальцем 15, закрепленным на диске 17 с осью 16.
Рис. 2. Схема установки контроля изделий на герметичность с устройством регулирования амплитуды колебаний давления
Ось 16 диска 17 соединена с выходным валом механического редуктора 14, а входной вал этого редуктора соединен с выходным валом электродвигателя 13. Рычаг 18 к пальцу 15 поджимается через Т-образный шток 19 подвижной частью возбудителя периодических колебаний давления 21, внутренняя полость которого соединена с эталонной емкостью 3 установки контроля герметичности изделий.
Установка контроля герметичности изделий с устройством регулирования амплитуды давления работает следующим образом. Выбирают необходи-
мый объем эталонной емкости 3 [3, 64; 8, 26]. Подсоединяют к установке контроля герметичности изделие 4, например, сопряжение затвор-село предохранительного или перепускного клапана гидравлических систем [6, 46]. Открывают запорные вентили 2, 5 и 6 и заполняют устройство контрольным газом от источника 1 до необходимого давления через расходомер [9, 47]. Прекращают подвод контрольного газа путем перекрытия вентиля 2. Подвижная часть возбудителя периодических колебаний давления 21 после заполнения устройства контрольным газом заданного давления поджимает через Т - образный шток 19 левый конец рычага 18 к пальцу 15, закрепленному на диске 17.
Включают в работу электродвигатель 13, который через редуктор 14 и ось 16 вращает диск 17 и производит качание вверх - вниз левой части рычага 18 относительно шарнира 20. Качание рычага 18 осуществляет перемещение подвижной части возбудителя периодических колебаний давления 21, который создает возвратно-поступательные движения жидкостного поршня 9 в горизонтальной трубке 8.
Включают в работу электрический исполнительный механизм прямоход-ный 29 и корректируют до заданного значения периодические колебания давления (по амплитуде) путем постепенных смещений в одну или другую сторону рычага 18, закрепленного в шарнире 20, с помощью возвратно-поступательного выходного устройства 22.
Выходное устройство 22 перемещает шарнир 20 с качающимся рычагом 18 соответственно в одну или другую сторону, изменяя расстояние от шарнира 20 до точки соприкосновения рычага 18 с Т - образным штоком 19, изменяя ход подвижной части возбудителя 21, и таким образом, корректируя периодические колебания давления и возвратно-поступательные движения жидкостного поршня 9 в горизонтальной трубке 8.
Берут отсчет по вторичному прибору 12. Этот отсчет берут по крайнему левому или крайнему правому положению перемещающегося возвратнопоступательно жидкостного поршня, или по вычисленному среднему значению крайних правых и крайних левых положений жидкостного поршня. В некото-
рых устройствах контроля герметичности изделий к горизонтальной трубке 8 подводится вибрация [4, 49].
Испытывают изделие на герметичность в течение заданного промежутка времени, корректируют вторично периодические колебания давления и возвратно-поступательные движения жидкостного поршня 9 в горизонтальной трубке 8 с помощью электрического исполнительного механизма 29 и рычага 18 с шарниром 20 и берут второй отсчет по вторичному прибору 12 о положении жидкостного поршня 9.
О негерметичности изделия 4 судят по перемещению жидкостного поршня 9 в горизонтальной трубке 8 за время испытаний. Перемещение жидкостного поршня 9 измеряют датчиками положения 11 с вторичным прибором 12.
Разработанное устройство позволяет повысить точность контроля герметичности изделия за счет возможности сопоставления и регулирования в эталонной емкости периодических колебаний давления заданной амплитуды и частоты.
Таким образом, разработано устройство регулирования амплитуды колебаний давления, которое позволяет повысить точность поддержания амплитуды колебаний давления газа в эталонной емкости при контроле герметичности изделий. Увеличение точности поддержания амплитуды колебания давления способствует понижению погрешности контроля герметичности изделий за счет уменьшения влияния капиллярных сил жидкостного поршня в горизонтальной трубке.
Литература
1. Жежера Н. И. Развитие теории и совершенствование автоматизированных систем испытаний изделий на герметичность: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Оренбургский государственный университет. Оренбург, 2004.
2. Жежера Н.И. Утечки жидкости из вибрируемых изделий, испытываемых на герметичность // Альманах современной науки и образования. 2012. №
5. С. 56-60.
3. Жежера Н. И. Выбор объема эталонной емкости при испытаниях изделий на герметичность газом с использованием пузырьковой камеры// Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2012. №5. С. 64-68.
4. Жежера Н. И. Определение необходимой частоты продольной вибрации горизонтальной трубки устройств контроля герметичности изделий // Альманах современной науки и образования. 2012. № 6. С. 49- 54.
5. Жежера Н. И. Оценка динамической чувствительности контроля герметичности изделий с горизонтальной трубкой при изменении параметров устройства // Альманах современной науки и образования. 2012. № 6. С. 55-58.
6. Жежера Н.И. Безразмерные комплексы, характеризующие износ сопряжений затвор-село предохранительных и перепускных клапанов гидравлических систем // Альманах современной науки и образования. 2012. № 6. С. 46-49.
7. Жежера Н. И., Абубакиров Д. Р. Влияние касательных и капиллярных напряжений на движение и диаметр жидкостного поршня горизонтальной трубки устройств испытаний изделий на герметичность // Законодательная и прикладная метрология. - М.: - 2006. - № 4. - С. 49-52.
8. Жежера Н. И., Куленко Е.С. Влияние объема эталонной емкости на погрешность измерений утечек газа из изделия, испытываемого на герметичность с использованием пузырьковой камеры // Законодательная и прикладная метрология. - М.: - 2003. - № 1. - С. 26-28.
9. Жежера Н. И., Самойлов Н. Г. Теоретические положения к устройству измерения динамической составляющей расхода газа // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2012. №4. С. 47-50.
10. Патент на изобретение №2331857 РФ. Устройство контроля герметичность изделий. Авторы изобретения Жежера Н. И., Евсюкова Н. А. (РФ). Приоритет от 09.01. 2007. Опубл. 20.08. 2008. Бюл. №23.
