1 Анализ объекта контроля
По заданию объектом контроля является вал редуктора ТРКП пассажирского вагона (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 – вал редуктора ТРКП
вал редуктора ТРКП пассажирского вагона изготавливается методом поперечно-винтового проката и представляет собой ступенчатый вал.
Шероховатость контролируемой поверхности Rа = 3,6 мкм.
В процессе эксплуатации колёсная пара испытывает как статические, так и динамические нагрузки. Температурный диапазон эксплуатации составляет (–50 °С — +100 °С).
При ремонте подвижного состава главным образом контролируются эксплуатационные дефекты.
Эксплуатационные дефекты возникают при длительном нагружении конструкций подвижного состава знакопеременными динамическими усилиями. В эту группу входят следующие дефекты:
Трещины усталости, возникающие под действием переменных напряжений, в местах резких переходов сечений и других концентраторов напряжений (раковины, выщерблины, отколы).
Трещины при перегрузке — надрывы в поверхностном слое детали при нагрузках, превышающих предел прочности детали.
Механические повреждения в виде забоин, вмятин, рисок, местного наклепа, местного уширения, ползунов.
2 Анализ исходных данных и характеристик объекта контроля
На основе проведенного анализа колёсной пары можно определить характеристики необходимые для выбора метода контроля, расчета и разработки оборудования. В качестве материала изделия будем использовать сталь 20 (таблица 2.2). В таблице 2.1 приведены данные, необходимые для расчета намагничивающего устройства и проведения магнитопорошкового контроля.
Таблица 2.1 – Характеристики объекта контроля и намагничивающего устройства
Метод НК |
Манитопорошковый |
Материал: -магнитопровода -изделия |
Сталь 40 Сталь 20 |
Шероховатость поверхности обьекта контроля Rа, мкм |
3,6 |
Толщина стенок намагничиваемой детали b, мм |
25 |
Толщина полюсов электромагнита d, мм |
50 |
Ширина полюсов электромагнита с, мм |
25 |
Расстояние между полюсами электромагнита L, мм |
220 |
Высота электромагнита h, мм |
100 |
Толщина неферромагнитного покрытия δ, мкм |
100 |
Сталь 20 |
Hc=320; Br=0,17, Нприл.=5600 А/м. |
Таблица 2.3 – Данные для построения кривой намагничивания материала
магнитопровода и изделия.
Напряженность магнитного поля H, А/м |
Магнитная индукция Br, Тл |
|
Сталь 40 |
Сталь 20 |
|
200 |
0,090 |
0,050 |
500 |
0,300 |
0,500 |
1000 |
0,810 |
0,975 |
1500 |
1,070 |
1,240 |
2000 |
1,220 |
1,380 |
2500 |
1,320 |
1,430 |
3000 |
1,395 |
1,515 |
4000 |
1,475 |
1,585 |
5000 |
1,560 |
1,630 |
7500 |
1,665 |
1,725 |
10000 |
1,730 |
1,780 |
12500 |
1,790 |
1,830 |
15000 |
1,820 |
1,860 |
20000 |
1,900 |
1,940 |
25000 |
2,940 |
1,960 |
30000 |
2,990 |
2,040 |
35000 |
2,020 |
2,070 |
40000 |
2,040 |
2,110 |
45000 |
2,060 |
2,140 |
50000 |
2,080 |
2,166 |