Устройство для дефектоскопирования обоймы подшипника качения - Дипломная работа

9 1. Выбор метода дефектоскопии. 11 1.2 Обзор методов неразрушающего контроля. 13 1.2.1 Общая характеристика. 13 1.2.2 Акустический контроль. 15 1.2.4 Магнитный контроль. Разработка устройства. Разработка программного обеспечения микроконтроллера. 32 3.1 Обзор ресурсов микроконтроллера AT90S2313. 32 3.1.2 Описание выводов. 34 3.2 Разработка алгоритма работы. Разработка программного обеспечения персонального компьютера. 41 4.2 Обзор возможностей системы C Builder. 43 4.4 Описание основной части программы. 45 4.5 Описание системы управления базой данных. 46 4.6 Порядок работы с программой дефектоскопа. 52 5.2 Основные понятия о командно-информационных сетях. 56 5.4 Электрическая часть командно-информационной сети. 60 5.5.1 Формат фреймов. Определение затрат на разработку устройства. 66 6.2 Расчет затрат на сырье, материалы, комплектующие изделия. 67 6.3 Затраты на оплату труда, отчисления на социальное страхование. 74 6.6 Определение цены проектируемого устройства. Способы защиты от электромагнитных полей при работе с устройством. 77 7.2.2 Параметры ЭМП. Мероприятия по организации и проведении защиты объекта от проникновения РВ и АХОВ. 88 8.1 Роль ГО при чрезвычайных ситуациях. 88 8.2 Аварийно-химические опасные вещества. 99 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 100 Список используемых источников 101 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 103 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 104 ПРИЛОЖЕНИЕ 3 105 ПРИЛОЖЕНИЕ 4 110 ПРИЛОЖЕНИЕ 5 117 ПРИЛОЖЕНИЕ 6 124 ВВЕДЕНИЕ На сети железных дорог России эксплуатируются десятки тысяч вагонов, оборудованных буксами с роликовыми подшипниками. На сегодняшний день уровень автоматизации неразрушающего контроля все еще остается на низком уровне. Существующие приборы дефектоскопии деталей подшипников в большинстве случаев не могут заменить квалифицированного специалиста из-за низкой надежности их показаний, которая обусловлена несколькими причинами: - использование несовершенных методов неразрушающего контроля уменьшает принципиальную возможность обнаружения дефекта; - использование аналоговых методов обработки данных, чувствительных к внешним помехам, существенно снижает достоверность показаний; - ориентирование при разработке только на эталонные образцы дефектов не позволяет обнаруживать дефекты на реальных деталях. В результате должно быть разработано устройство, которое обеспечивает: - обнаружение не менее 80% поверхностных трещин колец; - минимальный размер обнаруживаемых трещин по ГОСТ 21104-75 (длина х глубина х ширина) не менее 15х0,7х0,1мм; - небольшое время дефектоскопии; - отсутствие остаточных явлений (например, намагниченности); - поиск дефектов на всей поверхности детали; - индикацию наличия дефекта; - изменение параметров дефектоскопии в зависимости от требований пользователя; - создание архивных записей об операциях дефектоскопии. 1. Выбор метода дефектоскопии 1.1 Описание задачи дефектоскопии наружного кольца роликового подшипника Буксовый роликовый подшипник состоит из четырёх типов деталей (Рис. 1.1): внутреннего 3 и наружного 1 колец, роликов 2 и разделяющего ролики сепаратора 4. В таблице 1.1 приведены наиболее распространенные причины выхода из строя цилиндрических роликовых подшипников /3/. Таблица 1.1 Наиболее распространенные неисправности подшипников Виды брака Количество забракованных подшипников, % 1 2 Раковины и шелушение на дорожках качения наружных колец 25,0 То же внутренних колец 13,5 Истирание наружных колец 4,51 Продолжение табл. 1.1 То же внутренних колец 3,96 Трещины и отколы наружных колец 7,17 То же внутренних колец 2,39 Потеря натяга внутренних колец 3,39 Трещины роликов 10,35 Отколы торцов роликов 4,81 Износ сепаратора по центрирующей поверхности 7,86 Трещины сепаратора 1,60 Разрушение сепаратора 2,24 Электроожоги и электроэрозия 5,49 Из таблицы 1.1 видно, что одной из самых важных операций во время планового ремонта колесных пар является дефектоскопия наружного кольца обоймы подшипника. К основным преимуществам акустического контроля относят большую проникающую способность, позволяющую обнаруживать дефекты, залегающие в толще крупногабаритных объектов; достаточно высокую чувствительность к выявлению мелких дефектов; возможность определения координат и размеров дефектов; мгновенную индикацию дефектов; практически полную безопасность проведения работ по контролю. В зависимости от частоты акустические колебания подразделяют на инфразвуковые (частотой до 20 Гц), звуковые (от 20 Гц до 2·104 Гц), ультразвуковые (от 2·104 до 1·109 Гц), гиперзвуковые (более 1·109 Гц), при неразрушающем контроле обычно используют акустические волны в звуковом и ультразвуковом диапазонах. Проходя через материал контролируемого изделия, рентгеновское и гамма-излучения взаимодействуют с ядрами атомов и их электронными оболочками. Их называют вихретоковыми преобразователями (ВТП). В устройстве применен микроконтроллер фирмы Atmel - AT90S2313. Частота кварца Z1 9,8304 МГц выбрана таким образом, чтобы минимизировать погрешности при передаче данных по интерфейсу RS-485. На сегодняшний день существует два распространенных языка программирования C и