Разработка режимов магнитопорошкового контроля на основе коротких соленоидов с учетом динамических характеристик индикатора дефектоскопа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат технических наук Кашка, Владимир Сергеевич

• Кашка, Владимир Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кашка, Владимир Сергеевич

Введение.

1 Расположение объекта контроля в соленоиде

1.1 Критерии, необходимые для обоснования положения объекта контроля в соленоиде.

1.2 Математическая модель магнитного поля кругового тока.

1.3 Математическая модель магнитного поля соленоида с постоянным током.

1.4 Обоснование расположения объекта контроля в поле соленоида как потенциально возможном при магнитопорошковом контроле.

1.4.1 Анализ на основе первого критерия.

1.4.2 Анализ на основе второго критерия.

1.4.3 Анализ на основе третьего критерия.

1.4.4 Вывод.

1.5 Обоснование расположения в соленоиде объекта контроля с учетом его ферромагнитных свойств.

1.5.1 Зависимость магнитной индукции материала оси колесной пары вагона от напряженности внешнего поля.

1.5.2 Анализ расположения объекта контроля в соленоиде.

1.5.3 Вывод.

1.6 Вывод по главе

2 Формирование индикаторного рисунка при магнитопорошковом контроле

2.1 Критерии, необходимые для обоснования возможности контроля способом приложенного поля и способом остаточной намагниченности

2.2 Исследование динамики ферромагнитной частицы в магнитном поле рассеяния трещины.

2.2.1 Приближенная модель магнитного поля детали цилиндрической формы.

2.2.2 Исследование магнитных характеристик материала объекта контроля и их аппроксимация.

2.2.3 Силы, действующие на ферромагнитную частицу в магнитном поле

2.2.4 Динамика ферромагнитной частицы в магнитном поле трещины.

2.2.4.1 Магнитное поле трещины (внешнее поле отсутствует).

2.2.4.2 Магнитопорошковый контроль способом остаточной намагниченности

2.2.4.3 Магнитопорошковый контроль способом приложенного поля

2.3 Вывод по главе 2.

3 Режимы магнитопорошкового контроля колесной пары.

3.1 Экспериментальная проверка режимов контроля.

4 Пути и средства автоматизации магнитопорошкового контроля оси колесной пары вагона.

4.1 Автоматизированная установка магнитопорошкового контроля оси колесной пары вагона.

4.1.1 Намагничивающие устройства.

4.1.2 Механическая часть.

4.1.2.1 Сканер средней части оси колесной пары.

4.1.2.2 Сканер шеек оси колесной пары.

4.1.2.3 Устройство для вращения колесной пары.

4.1.3 Устройство нанесения магнитного порошка.

4.1.4 Видеосистема.

4.2 Вывод по главе 4.

5 Технико-экономическое обоснование.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка режимов магнитопорошкового контроля на основе коротких соленоидов с учетом динамических характеристик индикатора дефектоскопа»

Колесо - одно из великих изобретений человечества - в системе транспорта занимало и занимает почетное место. Многократно уменьшая работу, затрачиваемую на преодоление пространства, колесо служит превосходным посредником во взаимных отношениях человека и тяготения Земли. Весь железнодорожный транспорт России использует именно такой способ передвижения.

Два спаренных стальных колеса особой формы, разнесенные на определенное расстояние и связанные стальной осью, именуются колесной парой. Входя в качестве узла в конструкцию вагона или локомотива, колесная пара подвержена воздействию многотонной нагрузки различного характера и направления. Будь то знакопеременные вертикальные нагрузки при колебаниях галопирования, либо боковые нагрузки при прохождении кривых малого радиуса, являясь единственным связующим звеном с рельсовым путем, колесная пара воспринимает их все. Много трудностей доставляет и географическое расположение железнодорожных магистралей в Российской Федерации. Необходимость круглогодичного транспортного сообщения Центральной части России, Крайнего Севера, Сибири, Дальнего Востока, Приморья создает весьма разнообразные и суровые условия эксплуатации. Низкие температуры делают металл хрупким, агрессивные для стальных конструкций среды приводят к образованию коррозии. Таким образом, даже весьма общий подход к анализу важности колесной пары как узла вагона и условий ее эксплуатации подтверждает необходимость высокой степени внимания к ее техническому состоянию.

Множество факторов могут стать причиной разрушения материала. Некоторые закладываются еще в процессе производства, как-то флокены, термические и водородные трещины, газовая пористость, раковина, иные возникают при эксплуатации. Важно, что часто деталь, являясь дефектной, в один момент не выходит из строя. Процесс разрушения начинается, когда размер области с нарушенной сплошностью превысит некоторую критическую величину. Это будет зависеть и от механических свойств материала, из которого изготовлена деталь, и от действующей нагрузки.

Существует некоторый интервал времени между зарождением причины разрушения и самим разрушением. Величину и границы такого интервала спрогнозировать сложно из-за участия в процессе множества случайных факторов. Однако его наличие дает возможность выявить поврежденную деталь до разрушения.

Известен ряд методов и средств, позволяющих обнаружить отклонение структуры материала от нормы, не разрушая сам объект. Они сведены в самостоятельное направление науки - неразрушающий контроль. Неразру-шающий контроль состоит из множества методов, разделенных по физическим признакам на следующие виды [ГОСТ 18353-79]:

1. Акустический;

2. Магнитный;

3. Электрический;

4. Электромагнитный;

5. Радиоволновый;

6. Визуально-измерительный;

7. Тепловой;

8. Радиационный;

9. Контроль проникающими веществами.

Для отдельной детали, в зависимости от ее габаритов, формы, свойств материала, из которого она изготовлена, условий окружающей среды при диагностике и так далее, подбирается один или несколько методов контроля, позволяющих дать оценку технического состояния. Ось колесной пары вагона проверяется четырьмя методами:

1. Визуально-измерительный;

2. Эхо-импульсный (акустический вид);

3. Зеркально-теневой (акустический вид);

4. Магнитопорошковый (магнитный вид).

Перечисленные методы друг друга взаимно не исключают. Каждый из них предназначен для решения самостоятельной задачи при проведении контроля и заслуживает отдельного внимания. Однако в рамках работы подробно рассматривается только магнитопорошковый метод. Состояние вопроса

Исследования в области неразрушающего контроля магнитопорошко-вым методом были начаты довольно давно. Ими занимались и занимаются в настоящее время многие ученые и инженеры, как в России, так и в других странах мира. Физическая основа метода, определяя область применения, зачастую является причиной наиболее интенсивного его развития в регионах, занятых в металлургической промышленности, машиностроении, авиастроении.

Первый патент на контроль одним из магнитных методов был взят в Америке Рейдером в 1886 г. Это был метод определения содержания углерода в стали путем измерения ее магнитной проницаемости. В 1919 году В. Хуком был запатентован метод магнитных частиц для контроля артиллерийских стволов. В 1929 году де Форестом в США был заявлен патент на применение магнитного порошка для выявления дефектов [27]. Первое руководство по применению магнитопорошкового метода в промышленности (магнафлокс) вышло в 1939 году. В 1946 году на Урале Р. И. Янус выпустил в свет первую монографию по магнитной дефектоскопии [19], в которой обобщил многолетний опыт исследований в этой области науки.

Исследования в области магнитопорошковой дефектоскопии продолжили многие другие ученые, применяя метод в различных отраслях народного хозяйства. Перечислить всех - задача весьма затруднительная, упомянем лишь некоторых: Н. И. Еремин [29], [30], [31], А. В. Жигадло [32], А. Г. Александров [3], [4], [5], П. А. Халилеев [5], В. Е. Щербинин [8], Э. С. Гор-кунов [8], Г. С. Шелихов [2], [4] и др.

Развитие магнитопорошкового контроля, как и любого другого магнитного метода, в своей основе определялось достижениями ученых в описании физики ферромагнетизма. Первым теоретическое объяснение намагничиванию ферромагнетика дал в 1907 году Вейсс [33], предположив существование магнитных доменов. В 1919 году Баркгаузен обнаружил скачкообразное изменение намагниченности [34] (ставшее причиной ряда заблуждений о размерах домена). Первым домен в микроскоп увидел Биттер (1932 г.), хотя и не решился делать выводы о его форме из-за существующего на тот момент времени мнения о малости размеров домена [35]. И только в 1935 году Ландау и Лифшец дали теоретическое объяснение доменной структуры ферромагнетика и правильно описали форму домена [24]. В 1949 году теоретические исследования Ландау и Лифшица были подтверждены экспериментально. Работа выполнялась в лаборатории фирмы «Белл» Уильямсом, Бо-зортом и Шокли [36]. При этом применялся метод порошковых фигур, по технологии схожий с магнитопорошковым контролем.

Актуальность вопроса ферромагнетизма определила весьма активное развитие физики в этом направлении. Отметим лишь малую долю ученых, внесших вклад в современное понимание ферромагнитных явлений: М. А. Розенблат [37], [38]; С. В. Вонсовский [39], [40]; К. М. Поливанов [41], [42]; У. Ф. Браун [43]; Р. Уайт [44]; Л. Р. Нейман [50]; И. И. Кифер [14], Р. Бозорт [45]; Б. М. Яновский [10]; В. Г. Барьяхтар [47], [48]; С. Тикадзуми [49] и многие другие.

Распространению магнитопорошкового контроля на железнодорожном транспорте способствовало удовлетворительное сочетание требований, предъявляемых к качеству контроля, и физических характеристик самого метода. Существенными преимуществами являются наглядная картина индикации и высокая чувствительность. Большое количество способов создать магнитное поле, возможность изменения его физических параметров (напряженность, пространственная ориентация), отсутствие необходимости применения конструктивно сложных и дорогих устройств, относительно легкая «при-спосабливаемость» метода к внешним условиям создали неплохую репутацию магнитопорошковому методу неразрушающего контроля.

В настоящее время на железной дороге для проведения магнитопорошкового контроля деталей и узлов грузовых и пассажирских вагонов разработан ВНИИЖТом и утвержден департаментами вагонного хозяйства и пассажирских сообщений руководящий документ РД 32.159-2000. В соответствии с требованиями данного документа контроль колесной пары вагона надлежит выполнять следующим образом. На оси колесной пары в сборе способом приложенного поля проверяются шейки, предподступичные и средняя части. При этом значение напряженности магнитного поля на поверхности детали должно быть не менее 20 А/см. Для контроля предписано применять дефектоскопы типа МД-12ПШ или МД-12ПЭ, установки серии Р8617 или МД-14ПКМ, МД-13ПР или МД-12ПС. Средняя часть оси колесной пары в сборе может проверяться двумя типами намагничивающих устройств: седлообразным и разъемным, соответственно им применяют в качестве индикаторов магнитную суспензию или порошок. Соленоид сканирует ось, намагничивая ее поверхность. При этом в зону достаточной намагниченности наносится индикатор, соответствующий типу примененного соленоида, и осматривается контролируемая поверхность. По окончании осмотра контролируемой поверхности ось поворачивается. Размагничивание производится удалением включенного соленоида от ступицы колеса к центру средней части и отключением его в случае применения седлообразного соленоида на расстоянии 0,3 - 0,5 м от оси, а в случае применения разъемного соленоида - на самой оси. Для контроля шейки и предподступичной части применяются неразъемные соленоиды дефектоскопов МД-12ПШ или МД-12ПЭ. При этом на вращающуюся поверхность, находящуюся под воздействием магнитного поля соленоида, наносится суспензия и по сформировавшемуся рисунку делается заключение о наличии или отсутствии дефекта. Шейка и предподступичная часть размагничиваются удалением соленоида на 0,5 м от торца шейки оси с последующим его отключением. На оси колесной пары в свободном состоянии способом приложенного поля проверяется вся поверхность, при этом минимальная напряженность должна составлять 20 А/см. Контроль ведется 7 дефектоскопами типа МД-12ПЭ или МД-12ПС. Соленоид дефектоскопа, сканируя вращающуюся ось, намагничивает ее поверхность. Одновременно в зону достаточной намагниченности наносится индикатор (магнитная суспензия) и анализируется полученный рисунок. Для размагничивания соленоид включается над подступичной частью и медленно отводится на расстояние не менее 0,5 м от торца шейки оси, где и выключается.

Магиитопорошковый контроль возможен только при тщательном выполнении операций или переходов технологического процесса. Кроме этого, должны соблюдаться требования к размерам и качеству частиц магнитного индикатора, расположению объекта контроля по отношению к намагничивающему полю, параметрам электрического тока в намагничивающем устройстве и т. д.

Деповская штатная технология магнитопорошкового контроля является в основном «ручной», она, а также оборудование и оснастка ее не совершенствуются на протяжении 40 и более лет. Временные затраты на контроль велики, низка производительность. Например, о затрачиваемом времени на магиитопорошковый контроль колесной пары можно судить по анализу статистического материала, собранного в вагонных и локомотивных депо Омского узла Западно-Сибирской железной дороги (рис. 1, 2). S о о 5 о 6 Й

40 %

30 25 20 15 10

Ji 1

Контроль без межоперационного и подготовительного ручного труда норма времени

-Е3 J

10 ! 14 t V

11,2

Контроль ручной ВЧД и ЛБЧД Г

Контроль ручной ТЧ

18

22 26 30

Временные интервалы мин.

18

Тср = 6,5 мин. Тср =14,33 мин. сро = 4,6 мин.

Тср =35,2 мин. о = 4,8 мин.

Рис. 1. Гистограммы времени магнитопорошкового контроля средней части оси колесной пары

30 '25 20 15 10

Контроль без межоперационного и подготовительного ручного труда

Контроль ручной ВЧД и ЛВЧД

Контроль рз^чной ТЧ

1норма.\ времени \

V , ! , , . , -рр{

8,4 Л

9,2 9,6

8,7

10

Тср = 8,2 мин.

10,4 мин. Временные интервалы

Тср =10,1 мин. 0 = 0,79 мин.

Тср = 11,1 мин. 0 = 0,63 мин.

Рис. 2. Гистограммы времени магнитопорошкового контроля шеек оси колесной пары

Из графиков видно, что среднее время на контроль средней части вагонной оси составляет 14,33 минуты с средним квадратическим отклонением а = 4,6 минуты и шеек оси соответственно 10,1 и 0,79 минут, что превышает установленные нормативы (11,2 для средней части оси и 8,7 - для шеек) на 30 % и 16 % соответственно. Особенно острой проблема излишних затрат времени стоит в вагонно-колесных мастерских (ВКМ), например, в ВКМ ст. Иртышское ОАО «РЖД» с программой выпуска колесных пар 50 тыс. штук в год.

Анализ технологического процесса на данном ВКМ показывает, что магнитопорошковый контроль колесной пары на отдельном рабочем месте должен быть выполнен за 8,5 минут, не более, что потребует повышение производительности такого контроля по сравнению со штатной существующей технологией контроля в 3 раза, а с учетом разброса - в 4 раза. Кроме того, необходимо учесть характер труда дефектоскописта: помимо ручных монотонных манипуляций он требует напряженного внимания, ответственности в принимаемых решениях и добросовестного выполнения всех технологических переходов. Вполне очевидно, что у дефектоскописта накапливается усталость и вероятность влияния субъективного фактора увеличивается - падает достоверность контроля. Поэтому повышение производительности контроля с обеспечением сохранения существующего уровня достоверности является проблемой актуальной, и ее решение возможно лишь путем автоматизации магнитопорошкового контроля в условиях депо и ВКМ. Известно, что полная автоматизация магнитопорошкового контроля невозможна. Участие человека в нем предопределено сутью метода. Однако представляется возможным устранение ручных манипуляций, их можно отдать автоматам, а аналитическую часть контроля - человеку.

Целью работы является разработка способов повышения производительности магнитопорошкового контроля колесной пары железнодорожного вагона на базе штатного оборудования при сохранении существующего уровня достоверности.

Анализ путей автоматизации МПК оси колесной пары показал, что для достижения поставленной цели исследованию должны быть подвергнуты следующие параметры, определяющие режимы контроля:

- Расположение объекта контроля в соленоиде. Так как магнитопорош-ковый контроль предназначен для выявления нарушения сплошности на поверхности ферромагнитного материала, то необходимо поверхность оси установить в зоне с магнитным полем, создающим поле рассеяния над возможной несплошностью наибольшей напряженности. При этом как можно большая площадь поверхности оси должна находиться под действием такого поля.

- Траектория и скорость перемещения соленоида относительно объекта контроля. Цилиндрическая поверхность оси как объекта контроля создает необходимость некоторым образом перемещать намагничивающее устройство вдоль всей поверхности. К тому же из-за сыпучести магнитного индикатора магнитопорошковый контроль невозможен одновременно во всех точках образующей цилиндра, это диктует необходимость вращательного движения оси. Скорость поступательного движения соленоида и возможные варианты вращения оси колесной пары определяются временем формирования индикаторного рисунка ферромагнитными частицами.

В такой постановке требуется решить следующие задачи:

1. Уточнение математической модели магнитного поля кругового тока. Модель будет основой при описании магнитного поля соленоида произвольной формы и магнитного поля цилиндра вне зон непосредственной близости краев.

2. Построение математической модели магнитного поля соленоида, применяемого при магнитопорошковом контроле оси колесной пары способом приложенного поля. Модель позволит произвести анализ распределения магнитного поля в соленоиде, построить его топографию и на основе полученных данных обосновать наилучшее положение в нем объекта контроля и определить размеры зоны с достаточной намагниченностью на поверхности оси.

3. Исследование магнитных характеристик материала объекта контроля (первоначальная кривая намагничивания и петля магнитного гистерезиса) и разработка их аппроксимирующих математических моделей. Модели позволят определить плотность магнитного заряда на стенках возможного отсутствия сплошности материала при различной величине напряженности внешнего магнитного поля. Характеризуют изменение таковой плотности при воздействии на деталь переменным магнитным полем. Плотность магнитного заряда является важным параметром поля рассеяния трещины и принимается во внимание как при обосновании расположения объекта контроля в соленоиде, так и в анализе динамики ферромагнитной частицы.

4. Исследование динамики ферромагнитной частицы в поле рассеяния поверхностной несплошности при различных: а. способах магнитопорошкового контроля [1] (применение моделей магнитного поля соленоида и цилиндрической детали); б. геометрических параметрах поверхностной несплошности.

Определяя по пунктам а - б траекторию движения ферромагнитной частицы и время формирования индикаторного рисунка, исследования позволят обосновать возможность использования в различных случаях магнитопорошкового метода, траекторию и скорость перемещения соленоида относительно объекта контроля.

5. Исследование путей и средств автоматизации магнитопорошкового контроля при деповском ремонте колесных пар. Точное выполнение технологии контроля возможно осуществить за счет автоматизации составляющих его процессов, оставив за человеком только работу по анализу индикаторного рисунка. Таким образом, исключается человеческий фактор в вероятности совершения ошибки при проведении технологических операций и увеличивается производительность контроля.

Методы исследования и достоверность результатов. Теоретические и экспериментальные исследования производились с применением теории электромагнитных полей и физики ферромагнитных явлений. Использованный математический аппарат включает в себя теорию вероятностей, векторный анализ, методы решения нелинейных дифференциальных уравнений и различного рода аппроксимации. Расчеты и построения математических моделей производились на современных ЭВМ посредством программ Mathe-matica, MathCAD, Statistica. Конструкторская часть выполнялась в среде для твердотельного моделирования «Компас-ЗБ». Достоверность полученных результатов обуславливается применением в качестве основы расчетов законов и выражений, соответствующих существующему уровню знаний и достижений в данной области науки и доказывается экспериментально разработанным оборудованием на образцах с моделями дефектов в виде нарушения сплошности материала.

Научная новизна.

1. Рассчитаны динамические характеристики частиц магнитного порошка при формировании индикаторного рисунка дефекта для магнитопорошкового контроля способами приложенного поля и остаточной намагниченности.

2. Получена математическая модель магнитного поля короткого соленоида, позволяющая раскрыть его потенциальные возможности при магни-топорошковом контроле.

3. Предложена математическая модель магнитного поля оси колесной пары без учета краевого эффекта, позволяющая описать суперпозицию с полем рассеяния нарушения сплошности материала при магнитопорошковом контроле в реальных условиях.

4. Разработаны аналитические зависимости, описывающие изменение намагниченности осевой вагонной стали при воздействии внешнего постоянного и переменного магнитных полей, позволяющие непрерывной функцией характеризовать переход петли магнитного гистерезиса с восходящей на нисходящую кривую.

Практическая ценность работы. Результаты проведенных исследований и расчетов позволяют описать качественную и количественную стороны физических процессов, определяющих возможность проведения контроля магнитопорошковым методом, благодаря чему устанавливаются новые, более прогрессивные аспекты и режимы технологических операций и достигается цель работы.

В диссертационной работе дается характеристика наилучшего для магнитопорошкового метода контроля положения объекта контроля в коротком соленоиде. Делаются выводы о необходимости выдерживания технологических зазоров между контролируемой поверхностью и витками соленоида.

Результаты научных исследований позволяют установить новый, более выгодный с точки зрения производительности режим контроля с совмещенными вращением объекта контроля и поступательным движением намагничивающего устройства. Скорость поступательного и вращательного движения при этом устанавливается максимально возможной без потерь достоверности контроля.

На основе проведенных исследований разработан автоматизированный комплекс магнитопорошкового контроля колесной пары, на котором все технологические переходы выполняются автоматическими устройствами согласно рассчитанным режимам по алгоритму, заложенному в микроконтроллер. Человеку отдается распознание дефекта по магнитным индикациям, выводимым на дисплей монитора посредством видеосистемы, установленной в зоне контроля.

Реализация и внедрение результатов работы. По заданию ЗападноСибирской железной дороги - филиала ОАО «РЖД» - изготовлен опытный образец автоматизированного комплекса для магнитопорошкового контроля средней части и шеек оси колесной пары в сборе, проведены его испытания и подготовлена техническая документация для внедрения на демонтажном и сборочном участках вагонно-колесной мастерской ст. Иртышское при ее запуске в мае 2007 г.

Опытный образец комплекса внедрен в Дорожном центре неразру-шающего контроля при Омском государственном университете путей сообщения.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований диссертационной работы докладывались и обсуждались на XVII российской научно-технической конференции с международным участием «Неразру-шающий контроль и диагностика» (Екатеринбург, 2005), на XXIII Уральской конференции «Контроль технологий, изделий и окружающей среды физическими методами» (Курган, 2006), на международной научно-технической конференции «Наука, инновации и образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России» (Екатеринбург, 2006), на юбилейной международной молодежной научной конференции «Туполевские чтения» (Казань, 2005).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Динамические характеристики ферромагнитной частицы при намагничивании короткими соленоидами позволяют добиться оптимального по производительности режима магнитопорошкового контроля деталей цилиндрической формы - колесной пары вагона.

2. Взаимодействие магнитного поля короткого соленоида и соизмеримой с ним в диаметре ферромагнитной детали цилиндрической формы обеспечивает достаточное для МПК намагничивание независимо от положения детали в соленоиде.

3. Модель связи намагниченности материала от напряженности магнитного поля при заданных параметрах петли гистерезиса адекватно представляется системой двух гармонических функций с различными начальными фазами.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», Кашка, Владимир Сергеевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В диссертационной работе:

1. Разработана математическая модель магнитного поля соленоида дефектоскопа МД-13ПР, позволившая наиболее полно раскрыть его возможности при магнитопорошковом контроле.

2. Доказано, что положение оси колесной пары в соленоиде на достоверность магнитопорошкового контроля влияния не имеет, значит, нет необходимости во временных затратах на выставление и поддержание зазоров между контролируемой поверхностью и витками соленоида.

3. Получена математическая модель магнитного поля намагниченного тела цилиндрической формы - оси колесной пары без учета краевого эффекта, позволяющая описать во всех точках пространства его суперпозицию с полем рассеяния нарушения сплошности материала при магнитопорошковом контроле в реальных условиях.

4. Выведены аналитические зависимости, описывающие изменение намагниченности осевой вагонной стали при воздействии внешнего постоянного и переменного магнитных полей, позволяющие аппроксимировать непрерывной функцией переходы петли магнитного гистерезиса с восходящей кривой на нисходящую и наоборот.

5. Рассчитаны динамические характеристики ферромагнитных частиц при формировании ими индикаторного рисунка для магнитопорошкового контроля способами приложенного поля и остаточной намагниченности.

6. Установлен новый режим контроля с максимально возможной (превышающей значение, разрешенное принятой технологией), скоростью поступательного движения соленоида и вращения колесной пары без потери достоверности контроля.

7. На основе проведенных исследований разработан автоматизированный комплекс магнитопорошкового контроля колесной пары, в котором штатные и предложенные технологические переходы выполняются автоматическими устройствами по алгоритму, заложенному в микроконтроллер. Оператору отдается распознание дефекта по магнитным индикациям, выводимым на дисплей монитора посредством видеосистемы, установленной в зоне контроля. При этом рабочее место оператора вынесено за пределы зон действия вредных и опасных факторов.

Перечисленное позволило достичь цели работы - увеличить производительность магнитопорошкового контроля колесной пары с сохранением достоверности и повысить безопасность труда.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кашка, Владимир Сергеевич, 2006 год

1. Руководящий документ РД 32.159-2000. Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля деталей вагонов / ВНИИЖТ. М, 2ООО.

2. Шелихов Г. С. Магнитная дефектоскопия деталей и узлов: Практ. пособие /Г. С. Шелихов /Науч.-техн. центр «Эксперт». М., 1995. 224 с.

3. Александров А. Г. Об индикации дефектов при магнитопорошковом контроле деталей с применением электромагнита постоянного тока /

4. A. Г. Ал ександров//Дефектоскопия. 1987. № 3. С. 17-23.

5. А. с. № 510669 СССР, МКИ3 G 01 N 27/84. Магнитопорошковый способ контроля / А. Г. Александров, В. Ф. Игнатьев, Г. С. Шелихов (СССР). -№ 1844098/28; Заявлено 09.11.72; Опубл. 15.04.76. Бюл. № 14.

6. Халилеев П. А. Динамика осаждения частиц ферромагнитного порошка из воздушной взвеси при выявлении трещин в намагниченных деталях / П. А. Халилеев, А. Г. Александров // Дефектоскопия, 1989. № 5. С. 3-28.

7. Зацепин Н. Н. К расчету магнитостатического поля поверхностных дефектов / Н. Н. Зацепин, В. Е. Щербинин // Дефектоскопия. 1966. №5. С. 50-66.

8. Фёрстер Ф. Неразрушающий контроль методом магнитных полей рассеяния. Теоретические и экспериментальные основы выявления поверхностных дефектов конечной и бесконечной глубины / Ф.Фёрстер// Дефектоскопия. 1982. № 11. С. 3-25.

9. Щербинин В. Е. Магнитный контроль качества металлов /

10. B. Е. Щербинин, Э. С. Горкунов /УрОРАН. Екатеринбург, 1996. 263 с.

11. Ахмеджанов Р. А. Математическая модель витка с постоянным током / Р. А. Ахмеджанов, В. С. Кашка // Транспорт Урала. 2005. № 2 (5).1. C. 60-64.

12. Яновский Б. М. Земной магнетизм / Б. М. Яновский. JL: Издательство ленинградского университета, 1963. Т 2. 461 с.

13. Ландау JI. Д. Электродинамика сплошных сред / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1959. 532 с.

14. Ахмеджанов Р. А. Аппроксимация основных магнитных характеристик ферромагнетика / Р. А. Ахмед жанов, В. С. Кашка// Транспорт Урала. 2006. № 3 (10). С. 66 69.

15. Кифер И. И. Испытание ферромагнитных материалов / И. И. Ки-фер. M.-JL: Машгиз, 1955.

16. Говорков В. А. Электрические и магнитные поля / В. А. Говорков. М.: Госэнергоиздат, 1960. 463 с.

17. Мел ьгуй М. А. Формулы для описания нелинейных и гистерезис-ных свойств ферромагнетиков / М. А. Мел ьгуй // Дефектоскопия. 1987. №11. С. 3-10.

18. Янус Р. И. Магнитная дефектоскопия / Р. И. Янус. М.: ОГИЗ,1946.

19. Щербинин В. Е. Магнитное поле дефекта при малой остаточной намагниченности изделия / В. Е. Щербинин // Об электромагнитных методах контроля качества изделий. Свердловск: Средне-Уральское книжное изд-во, 1965. Вып. 24.

20. ТаммЕ. И. Основы теории электричества / Е.И.Тамм. М.: Наука, 1989. 504 с.

21. Щербинин В. Е. Силы, действующие на ферромагнитную частицу в поле дефекта / В. Е. Щербинин, А. Н. Печенков // Дефектоскопия. 1997. №9. С. 3-9.

22. Кашка В. С. Математическая модель соленоида с постоянным током / В. С. Кашка // Тезисы докладов науч. конф. «Туполевские чтения» / Казанский гос. техн. ун-т им. А. Н. Туполева. Казань, 2005. С. 23.

23. Кашка В. С. Динамика ферромагнитной частицы в магнитном поле трещины / В. С. Кашка // Тезисы докл. XXIII Уральской конф. «Контроль технологий, изделий и окружающей среды физическими методами» / Курганский гос. ун-т. Курган, 2006. С. 12.

24. De Forest US-Patent von 1929. Erste Veroffentliehung tiber eine branchbare Magnetpulverpriifung.

25. Ландау Л. Д. К теории дисперсии магнитной проницаемости ферромагнитных тел / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Phys. Zs. Sowjet, 8, 153, 1935.

26. Еремин Н. И. Магнитная порошковая дефектоскопия / Н. И. Еремин. М.-Л., Машгиз, 1947. 187 с.

27. А. с. № 61567 СССР, МКИ3 G 01 N 27/84. Способ обнаружения дефектов в изделиях и деталях из магнитного материала / В. Д. Романов, Н. И. Ер емин, С. Я. Сиго лаев (СССР). № 27993; Заявлено 03.12.39. Бюл. 1939.

28. А. с. № 61471 СССР, МКИ3 G 01 N 27/84. Способ магнитной дефектоскопии / Н. И. Еремин (СССР). № 45131; Заявлено 17.03.41; Опубл. 30.06.42. Бюл. 1941.

29. Жигадло А. В. Контроль деталей методом магнитного порошка / А. В. Жигадло. М.: Оборонгиз, 1957. 175 с.

30. Weiss P,J. Phys, 6, (1907)

31. Barkhausen IT, Phys. Z, 20, (1919)

32. Bitter F, Phys. Rev, 38, (1931); 41 (1932)

33. Williams H. J, Bozorth R. M, Shockley W, Phys. Rev, 75 (1949)

34. Розен б лат M. А. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники / М. А. Розенбл а т. М.: Наука, 1968. 765 с.

35. Розенблат М. А. Магнитные усилители / М. А. Розенблат. М.: Изд. Советское радио, 1956.

36. Вонсовский С. В. Ферромагнетизм / С. В. Вонсовский, Я. С. Шур. М.: Гостехиздат, 1948.

37. Вонсовский С. В. Современное учение о магнетизме / С. В. Вонсовский. М.: Гостехиздат, 1952.

38. Поливанов К. М. Ферромагнетики / К. М. Поливанов. М.: Гос-энергоиздат, 1957.

39. Поливанов К. М. Динамические характеристики ферромагнетиков / К. М. Поливанов // Известия АН СССР. Сер. физич. 16 / АН СССР. М., 1952.

40. Браун У. Ф. Микромагнетизм / У. Ф. Браун. М.: Наука, 1979.

41. Уайт Р. Квантовая теория магнетизма. 2-ое изд., испр. и доп. / Р.Уайт. М.: Мир, 1985.

42. Бозорт Р. Ферромагнетизм / Р. Бозорт. М.-Л.: Машгиз, 1957.

43. Яновский Б. М. Земной магнетизм / Б. М. Яновский. Л.: Изд. Главсевморпути, 1941.

44. Барьяхтар В. Г. Магнетизм что это? / В. Г. Барьяхтар, Б. А. Иванов. Киев: Наукова думка, 1981.

45. Функции Грина в теории магнетизма / В. Г. Барьяхтар, В. Н. Криворучко, Д. А. Яблонский. Киев: Наукова думка, 1984.

46. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. / С. Тикадзуми: Пер. с японского. М.: Мир, 1987. Т 1, 2. 419 с.

47. Нейман Л. Р. Поверхностный эффект в ферромагнитных телах / Л. Р. Нейман. М.: Госэнергоиздат, 1949.

48. Неразрушающий контроль металлов и изделий: Справочник / Под ред. Г. С. Самойловича. М.: Машиностроение, 1976. С. 181-188.

49. Неразрушающие испытания: Справочник / Под ред. Р. Мак-Мастера. М.-Л.: Энергия, 1965. 492 с.

50. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / Под ред. В. В. Клюева. М.: Машиностроение, 1995. С. 241 -254.1. АКТвнедрения автоматизированного комплекса магнитопорошкового контроля колесной пары железнодорожного вагона

51. Начальник учебно-методического управления университета1. А. Ю. Тэггэр

52. Директор Института повышения квалификации и переподготовкин. с. Горбачев

53. Заведующий кафедрой «Вагоны и вагонное хозяйство?)

54. Профессор кафедры «Вагоны и вагонное хозяйств1. В. П. Клюка1. Р. А. Ахмеджанов

55. Аспирант кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство»1. В. С. Кашка1. АКТвнедрения автоматизированного комплекса магнитопорошкового контроля колесной пары железнодорожного вагона

56. В процессе проведения испытаний установлено:

57. Представленный автоматизированный комплекс магнитопорошкового контроля рекомендуется к внедрению на демонтажном участке ВКМ ст. «Иртышское» до запуска данного ВКМ в эксплуатацию в мае 2007 г.

58. От Западно-Сибирской Дирекции От Омского государственногоых вагонов университета путей сообщения1. В. В. Матюх1. С. А. Грассман1. В. С. Кашка1. А. Ахмеджанов