CC BY
47
УДК 531.7.08:621.797
С.В. Иншаков, канд. техн. наук
ФГОУ ВПО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия»
измерительная система для комплексной оценки геометрии деталей сложной формы
При изготовлении и ремонте деталей машин часто возникает необходимость в использовании измерительных инструментов, позволяющих производить комплексную оценку их геометрии: контролировать диаметры двух отверстий с параллельными осями и расстояние между их центрами. Одним из прогрессивных средств можно считать измерительное устройство (патент ЯИ № 41857) [1], которое использует четыре измерительные стойки (рис. 1), наконечники которых контактируют с отверстиями детали в диаметрально расположенных точках. Для одновременной оценки в контролируемой детали межцентрового расстояния В и диаметров обоих отверстий Б1 и Б2 устройство содержит три группы тензометрических датчиков, изменяющих свое сопротивление при деформации сжатия или растяжения, размещенных определенным образом на измерительных стойках и собранных в электроизмерительные цепи [2]. Предлагаемое устройство реализует относительный метод измерения, что подразумевает его настройку по калибру и дальнейшее определение отклонений размеров ДВр Д^, Д^ детали от настроечного размера. Электроизмерительные цепи при настройке по калибру являются сбалансированными, а при измерении происходит их разбалансирование, отображаемое электроизмерительными приборами.
Примером использования разработанного устройства может служить контроль шатунов двигателей внутреннего сгорания, щеки гусеничных це-
пей составного типа и других деталей сельскохозяйственного и общего машиностроения.
Основными параметрами, определяющими точностные характеристики измерителя, следует считать толщину Н, длину I и степень начальной деформации т0 измерительных стоек.
Зависимость выходных параметров электрических цепей измерителя от изменения геометрических параметров детали с достаточной достоверностью соответствует прямой пропорциональности, имеющей одинаковый характер для приращения как межцентрового расстояния АВ, так и диаметров отверстий АЛ1 2 [3].
В свою очередь, отмечено повышение чувствительности измерителя с увеличением толщины и уменьшением длины измерительных стоек. Предельно малые значения длины стоек должны
Рис. 1. Общий вид измерительного устройства
а б
Рис. 2. Пример использования устройства для комплексного контроля шатуна ДВС (а)
и щеки гусеничной цепи (б)
а)
г)
1____-0,75 -0,5 -0,25 40 0
-80-
-120
Р
б) 0,25
0,2 0,15 0,1 0,05 0
0,25_______0,5______0,75_______1
\ у,
V
К/и 1 1 I 1
173,95 174,35 174,75 175,15 175,55 176,15 L, мм
Р
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
'А
А
// У/,
1у\ у/л
у'/ 1 1
Р
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
27,39 27,45 27,50 27,56 27,61 L, мм
30
44,70 44,77 44,85 44,92 45,00 L, мм
0,25
Рис. 3. Сопоставление размерного состояния выборки контролируемых деталей электродинамической характеристике измерительного устройства:
а, д — зависимости выходных параметров электрических цепей измерителя от расстояния между наконечниками (при l = 60 мм, h = 0,6 мм, m0i = 1 мм); б, г — распределение действительных размеров деталей в случайной выборке; в — эскиз контролируемой детали
определяться лишь возможностью расположения на них тензометрических датчиков. Чувствительность измерительного устройства в весьма малой степени зависит от начального деформирования измерительных стоек, поэтому его влиянием можно пренебречь.
Измерительная система для комплексной оценки геометрии деталей сложной формы должна включать непосредственно измерительное устройство (пат. № 41857), средства отображения информации в виде электрических измерительных головок и усилитель сигнала, требуемый коэффициент усиления которого
к =
т 7-шах
приб и шах ' вых
(1)
где ипрб — максимальное напряжение на измерительной головке, В; Цвых — максимальное напряжение на выходе электрической цепи тензодатчиков, В;
итах = ушах о приб приб’
(2)
где Т™* — максимальная паспортная сила тока в катушке измерительной головки, А; Яприб — сопротивление катушки измерительной головки, Ом;
и°.
(3)
где Аи — чувствительность измерительного устройства, В/мм; АЬ — предполагаемый диапазон изменения контролируемых линейных размеров, мм.
В формуле (3) используется знаменатель дроби 2 в том случае, если электроизмерительная головка имеет одностороннее расположение шкалы (ноль слева) и требует установки реверсного переключателя полярности ее питания. Предполагаемый диапазон изменения контролируемых размеров может быть установлен путем определения статистических характеристик распределения размеров контролируемых деталей:
АЬ = 6а,
(4)
где а — среднеквадратическое отклонение распределения размеров контролируемой партии деталей, мм.
Сопоставляя характер распределения размеров, подлежащих контролю разработанным устройством у деталей гусеничной цепи — щеки В 34025 Л(П): диаметров отверстий под втулку и палец, а также их межцентрового расстояния — с электромеханическими характеристиками самого устройства (рис. 3), возможно установить рекомендуемые параметры усилительной аппаратуры.
Установленные в системе электроизмерительные головки имеют следующие характеристики:
• для измерения отклонений межцентрово-го расстояния — М 1113: Ушах = 250 мкА,
Я , = 1200 Ом, соответственно Ц™”, =
приб ’ приб
= 300 000 мкВ;
• для измерения отклонений диаметров отверстий — М 906: Гах = 300 мкА, Яприб = 700 Ом, соответственно иприб = 210 000 мкВ. Предполагаемый диапазон изменения контролируемых размеров:
• для диаметров отверстий примем о = 0,084, тогда АЬ = 6о = 0,5 мм;
• для межцентрового расстояния о = 0,28, тогда АЬ = 6о = 1,68 мм.
Значения иприб можно установить графически, если отложить последние значения АЬ на рис. 3, или аналитически, использовав формулу (3). Расчеты требуемого коэффициента усиления для электрических цепей устройства обобщены в виде графиков на рис. 4 и 5.
Выводы
Измерительная система, включающая разработанное устройство (пат. № 41857), многоканальный усилитель электрических сигналов от цепей тензо-датчиков устройства и электроизмерительные головки, в опытной эксплуатации доказала свою работоспособность и быстродействие.
При настройке необходимо обеспечить положение рабочих органов, соответствующее средним статистическим значениям контролируемых линейных размеров. Также должна обеспечиваться возможность перемещения измерительных наконечников в диапазоне не менее доверительного интервала рассеивания контролируемых линейных величин.
Для удобства восприятия информации по показаниям измерительного устройства целесооб-
Рис. 4. Требуемый коэффициент усиления электрической цепи измерения отклонения межцентрового расстояния
Рис. 5. Требуемый коэффициент усиления электрической цепи измерения отклонения диаметров отверстий
разно незначительное округление настроечных размеров. Можно утвердить для контроля дета-
ли «щека гусеничной цепи» размеры настроечного калибра: диаметр малого отверстия 27,5 мм, диаметр большего отверстия 45 мм, расстояние между их центрами 174,8 мм. Настройка должна предусматривать возможность линейного перемещения измерительных наконечников не менее ±1 мм.
Список литературы
1. Пат. ЯИ № 41857, МКИ О 01 В 5/14. Устройство для измерения межцентровых расстояний отверстий / Инша-ков С.В., Мурманцев Ф.М. — № 2004120911; Заявл. 12.07.04; опубл. 10.11.04. — Бюл. № 31.
2. Иншаков, С.В. Аналитическая модель тензорези-сторного измерителя межцентровых расстояний отверстий / С.В. Иншаков, Ф.М. Мурманцев // Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы: сб. матер. II Междунар. научно-практ. конф. — Пенза, 2004. — С. 84-85.
3. Иншаков, С.В. Теоретические закономерности влияния геометрических параметров конструкции на точность тензометрического устройства для измерения межцентровых расстояний / С.В. Иншаков // Надежность и ремонт машин: сб. матер. 2-й Междунар. научно-техн. конф. (26 сентября — 2 октября 2005 г.). — Орел: Изд-во ОрелГАУ, 2005. — С. 417-422.
УДК 631.362.6
И.Х Масалимов, канд. техн. наук, доцент И.Р. Ганеев, инженер А.В. Ефимов, инженер
ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»
сушка семян рапса в неподвижном слое электромагнитным излучением свч-диапазона
Сушка пищевых продуктов в целях уменьшения порчи и обеспечения возможности хранения между урожаями применялась с давних времен. Сегодня современное автоматическое оборудование непрерывной сушки применяется для обработки большого количества пищевых продуктов различных типов в тщательно контролируемых условиях.
Современное сушильное оборудование должно обеспечивать не только непрерывный поток пищевых продуктов различных типов с возможностью регулировать содержание остаточной влаги, но и возможность контролировать количество бактерий и цвет готовой продукции, сохранение или усиление вкусовых качеств.
Зерно, как живой организм и сложная термодинамическая система, при взаимодействии с окружающей средой изменяет свои свойства и структуру. Протекание физико-химических процессов в зерне
30
связано с изменением влажности и температуры как в самом зерне, так и в окружающей его среде [1].
В настоящее время сушка сельскохозяйственных культур осуществляется в основном зерносушилками с конвективным теплоподводом при неконтролируемой и высокой температуре агента сушки.
Постоянно повышенная температура зерновки обезвоживает ее периферийную часть и ведет к перегреву. При этом значительно уменьшается диффузия влаги из центральной области зерновки к периферии. Это прямым образом отражается на качестве зерна [2].
Наиболее интенсивный процесс удаления влаги происходит при воздействии на зерно электромагнитным излучением СВЧ-диапазона. При таком способе микроволны мгновенно проникают к центру зерна и поглощаются молекулами воды. От этого молекулы возбуждаются, их тепловые колебания усиливаются, и происходит равномерное испаре-
