Разработка магнитопорошкового метода неразрушающего контроля надрессорной балки тележки КВЗ-ЦНИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ  ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

 

Кафедра «Неразрушающий контроль и техническая диагностика»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Основы неразрушающего контроля»

                                                                                                   Разработал:

                                                                                        студент группы МД–41

                                                                                        Доманчук Е.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2009

 

 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ  ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

 

Кафедра «Неразрушающий контроль и техническая диагностика»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«Разработка магнитопорошкового метода

неразрушающего контроля надрессорной балки тележки КВЗ-ЦНИИ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принял: профессор	Разработал:                студент группы МД–41
Холодилов О. В.	Доманчук Е. А.
«___» _________ 2009	«____» _________ 2009

 

 

 

 

 

Содержание

     Введение…………………………………………………….………………….3

1 Анализ объекта контроля…………………………………….…………………4

2 Анализ исходных данных и характеристик объекта контроля………………7

3 Выбор и обоснование метода контроля…………………………………….…8

4 Расчет и разработка оборудования…………………………………………...11

5 Описание принципа действия оборудования………………………………..18

6 Разработка методики контроля……………………………………………….20

7 Описание мероприятий по охране труда и противопожарной безопасности…………………………………………………………………………………..23

     Выводы…………………………………………………...…………………...25

     Список использованных источников……………………………………….26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Уровень развития промышленности передовых стран на современном  этапе характеризуется не только объемом производства и ассортиментом выпускаемой продукции, но и показателями ее качества.

 Неразрушающим контролем называется контроль, после проведения, которого детали и объект контроля в целом остаются пригодными для дальнейшего применения по прямому назначению.

Качество продукции – совокупность свойств продукции, обуславливающих её пригодность удовлетворять определённые потребности в соответствии с её назначением. Высококачественный объект отличается постоянством химического состава, микро- и макроструктуры, электрических и магнитных характеристик материала, неизменными геометрическими размерами, повышенными механическими, антикоррозионными и другими свойствами.

Рациональное использование  комплекса неразрушающих методов  контроля позволяет повысить надежность и качество продукции, предотвращает аварии сложных агрегатов и дает производству огромные экономические преимущества. Это помогает также осваивать новое более сложное производство, а также внедрять новые прогрессивные технологические процессы. Стопроцентный неразрушающий контроль позволяет определить качество материалов или полуфабрикатов, проверить эффективность совершенствования производственного процесса и дает возможность отобрать часть годной продукции для дальнейшей обработки.

Систематическое проведение неразрушающих испытаний на различных стадиях технологического процесса и статистическая обработка результатов этих испытании позволяют определять, на каких стадиях процесса возникают дефекты, и, следовательно, устанавливать и устранять причины брака.

Неразрушающий контроль – это определение характеристик материалов и изделий без их разрушения. Он основан на использовании проникающих веществ, излучений и физических полей для получения информации о качестве материалов и объектов. Неразрушающий контроль подразделяется на следующие виды: акустический, магнитный, электрический, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, оптический, радиационный и проникающими веществами. Неразрушающий контроль, в отличие от разрушающего, обеспечивает проверку качества надежности и безопасности объектов без разрушения, т.е. после него продукция может использоваться по прямому назначению и, во многих случаях, без остановки работы объекта. Контролироваться могут сварные швы, материалы, из которых собираются что-либо делать или уже готовые изделия из этих материалов в процессе их изготовления, или при эксплуатации. При эксплуатации и на ремонтных базах проверяется как материал на усталость, степень коррозионного износа, изменения, вследствие воздействия агрессивных химических сред, так и сварные швы, дефекты которых различаются в зависимости от вида сварки: плавлением или давлением.

Цель курсовой работы – разработка методики магнитопорошкового контроля надрессорной балки пассажирской тележки КВЗ-ЦНИИ.

 
1 Анализ объекта контроля

По заданию объектом контроля является надрессорная балка, которая входит в состав пассажирской тележки КВЗ-ЦНИИ. Тележка модели КВЗ-ЦНИИ основной тип двухосной тележки пассажирских вагонов. Эта тележка подкатывается под все пассажирские четырехосные вагоны, с осевыми нагрузками до 230 кН (23,5 тс) и скоростями движения до 160 км/ч. Технические характеристики тележки представлены в таблице 1.

Таблица 1 –  Технические характеристики тележки КВЗ-ЦНИИ

Число осей	2
Масса, т	7,1
База, мм	2400
Конструктивная скорость, км/ч	160
Расстояние от уровня головок рельсов до опорной поверхности подпятника, м	0,99
Тип рессорного подвешивания	центральное и буксовое
Гибкость рессорного подвешивания, м/МН	0,877
Статический прогиб от массы брутто, мм	190

 

Отличительной особенностью тележки типа КВЗ-ЦНИИ является опирание кузова на скользуны 1 (рисунок 1), а не на подпятник, как это принято в ранее спроектируемых конструкциях вагонов. Кроме того, в тележке КВЗ-ЦНИИ увеличен статический прогиб рессорного подвешивания до 190 мм вместо 120—150 мм в предшествующей конструкции. В результате удалось повысить конструкционную скорость движения до 160 км/ч при обеспечении необходимой плавности хода вагона. Этот способ опирания кузова на тележки позволил снизить массу надрессорной балки 2, а с целью недопущения перекоса ее при действии момента сил трения между скользунами предусмотрены поводковые устройства 3, связывающие надрессорную балку 2 с боковыми продольными балками 4 рамы тележки.

Надрессорная балка  тележки – один из основных конструктивных элементов тележки КВЗ-ЦНИИ и служит для передачи нагрузки от пятника кузова вагона на подпятник надрессорной балки. Надрессорная балка сварная коробчатого сечения. Материал сталей: Ст3, 09Г2Д, 10ХНДП, 15ХСНД. Верхний лист балки состоит из трех частей: среднего толщиной 10 мм и концевых – 16 мм. Концевые ее части уширены для обеспечения хорошей опоры на трехрядные пружины центрального подвешивания и снабжены отверстиями 8, служащими для пропуска предохранительных болтов. Посередине балки укреплен подпятник 5, а подпятниковое место усилено ребрами 6 и планкой 7. В верхней части балки приварены коробки горизонтальных скользунов 4, к которым сбоку прикреплены вертикальные скользуны 3, взаимодействующие со скользунами средних поперечных балок рамы тележки. По концам надрессорной балки расположены кронштейны 2 для направляющих поводков и кронштейны 1 для крепления гидравлических гасителей колебаний.

 

Рисунок 1 – Тележка модели КВЗ-ЦНИИ

 

 Вертикальная нагрузка  от кузова вагона передается через горизонтальные скользуны 4 надрессорной балки, а между пятником и подпятником, соединенными замковым шкворнем, должен быть вертикальный зазор 9 мм. В этом случае пятник и подпятник совместно с замковым шкворнем, состоящим из двух полушкворней, являются осью вращения тележки относительно кузова и служат для передачи тяговых и тормозных усилий от тележки к кузову, а также восприятия сил, возникающих от момента трения при прохождении кривых участков пути. [1].

Для всех изделий дефекты  подразделяются на 2 вида: производственные и эксплуатационные.

Производственные дефекты – это дефекты, образованные в результате производственных процессов. К ним относятся дефекты при литье, штамповке, прокатке, ковке, сварке, волочении, химико-термической обработке и т.д.

Эксплуатационные дефекты – это дефекты, образованные в результате эксплуатации. Самый популярный вид этого дефекта – трещины усталости.

 

Рисунок 2 – Надрессорная балка тележки КВЗ-ЦНИИ

 

Самыми популярными производственными  дефектами у надрессорной балки являются литейные, сварочные дефекты, а также дефекты, возникающие при различных видах обработки.

При литье возможны следующие специфические дефекты:

• Горячие трещины – хорошо видимые невооруженным глазом разрывы поверхности отливки, образующиеся при застывании расплавленного металла в формах вследствие его усадки.
• Холодные трещины – очень тонкие разрывы поверхности отливки, образующиеся из-за внутренних напряжений или же механического воздействия при температуре ниже температуры свечения отливки.

• Газовые и усадочные раковины – закрытые или открытые полости, находящиеся в теле отливки, образующиеся либо из-за быстрого охлаждения металла в литейных формах, при котором растворенные газы не успевают выделиться из отливки, либо неравномерной усадки металла при затвердевании (обычно в утолщенных местах отливки, где металл затвердевает в последнюю очередь).
• Неметаллические включения – дефекты, характеризующиеся наличием в металле неметаллических частиц, либо попавших в него извне, либо образовавшихся внутри металла вследствие химического взаимодействия компонентов при расплавлении и заливке сплава. В металл извне могут попасть частицы шлака, огнеупора, графита, песка и т. д., которые образуют шлаковые и песчаные включения, чаще всего расположенные в верхних частях отливок или на их поверхности. Частицы окислов, сульфидов, силикатов и нит-

ридов, образующиеся внутри металлов при расплавлении и заливке  сплава, располагаются в виде цепочек  или сетки преимущественно по границам зе-

 

рен, снижая пластичность металла.

• Плены в отливках – пленки на поверхности или внутри отливки, со-

стоящие из окислов, часто  с включениями формовочного материала.

• Спаи – сквозные или поверхностные щели с закругленными краями или углубления в теле отливки, образованные не слившимися потоками преждевременно застывшего металла.
• Рыхлота – мелкое скопление мелких усадочных раковин при крупнозернистой структурой металла.

При сварке возможны следующие специфические дефекты:

• Непровар – местное несоединение вследствие неполного расплавления кромок основного металла или поверхности ранее выполненных валиков.
• Вогнутость – превышение проплавления корня (участка сечения шва, с которого начинают процесс сварки) сварного шва.
• Подрез – углубление в основном металле вдоль линии сплавления металлов.

Также при сварке возможны такие  дефекты как смещение и прожог. Особый вид дефектов при сварке составляют сварочные трещины. Они образуются не только в основном металле, но и в зоне термического влияния. Различают продольные, поперечные и разветвлённые трещины.

Причинами возникновения  дефектов может быть не правильный состав сварочных материалов, неправильно  выбрано расстояние между электродом и металлом, подготовка к сварке, не правильная конструкция изделия, неправильный термический режим, а также низкая квалификация или малый опыт сварщика.

К дефектам, возникающим, при различных видах обработки относятся:

• Термические трещины – хорошо видимые глубокие разрывы поверхности отливки (детали), образующиеся после термической обработки из-за высоких температурных напряжений, совпадающих по знаку с остаточными напряжениями.
• Шлифовальные трещины – это трещины, образованные в следствии механической обработки.

 На деталях сложной формы, входящих в состав тележки, возможно появление таких дефектов как:

• Волосовины;
• Шлаки;
• Флокены;

На деталях сложной  формы возможно появление таких  дефектов как: волосовины, шлаки и флокены.