بخشی از مقاله
چکیده
برای مانیتور کردن مرحله اولیه خستگی و سایش، با تغییرات و انتشار صوتی می توان به عیوب یاتاقان پی برد. این مقاله به شرح تست های درحد آزمایشگاهی با یاتاقان های بابیتی ژورنال با استفاده از روش انتشار صوتی مانیتور می شوند پرداخته است.
کارهای تجربی دستگاه های اندازه گیری و با انتخاب نوعی از یاتاقان های ژورنال ارائه شده است. بهره برداری از سیگنال انتشار صوت برای ارزیابی سایش در انتخاب مواد تشکیل دهنده بابیت یاتاقان های ژورنال با ویژگی ها تعدادی از آنها نشان داده شده است. افزایش وکاهش انرژی، دامنه حداکثر و یا مدت زمان سایش از جمله موارد بررسی است. این مقاله همچنین متمرکز شده بروی نمونه هایی از نتایج به دست آمده که بصورت مداوم سیگنال AE دریافت می شود.
-1 مقدمه
تکنیک قدرتمند - AE - یکی از روش های تست غیر مخرب است، که از آن برای بررسی و ارزیابی مواد در مواردی که اجسام تحت تحمل بار - تنش - و یا در حین تغییرات ساختاری داخلی باشند، استفاده می شود.انتشار امواج تنشی در سازه های تحت بار را پدیده آکوستیک امیشن می نامند و در محدوده فراصوتی 20 کیلو تا 1 مگا هرتز، رخ می دهد و از آنجا که شکل موج ها - - wave forms حاوی اطلاعاتی از قبیل محل،نوع واندازه منبع هستند.
ازاین تکنولوژی درتست کامپوزیت ها، سازه های بزرگ، یاتاقان ها، پل ها، مخازن تحت فشار، خطوط لوله و تشخیص پدیده های مانند: رشد ترک، خوردگی، پارگی و شکست، تخمین عمر قطعات، تغییر فاز ، نشتی و دیگر موارد استفاده می گردد. بهره برداری صحیح از انتشار سیگنال آکوستیک ما را قادر به تشخیص تغییرات کوچک ازداخل مواد یا اطلاع از ترک های کوچک در سطح می کند، و باعث ارزیابی صحیح از طول عمر یاتاقان قبل از شکست نهایی می شود. تشخیص و حس سیگنال آکوستیک بسیار زودتر از سیگنال ارتعاش بیرینگ1 است.
با نصب پروپ AE بر روی یک قطعه در حال تحمل بار مانند - سیم بکسل یک پل - تا زمانیکه هیچگونه صدایی را نشنویم - سیگنالی دریافت نشود - ، بدین معنی است که سازه به لحاظ بارهای درونی درحال تعادل است و هیچ فعالیتی درون آن صورت نمی گیرد اما بمحض وقوع فعالیتی درون قطعه، چنانچه موج ایجاد شده بتواند سنسور AE را تحریک نماید بیانگر خارج شدن جسم از حالت تعادل درونی است، بنابراین روش غیر مخرب آکوستیک امیشن برای تست سازه های بارگذاری شده کاربرد دارد
-2 اصول کار روش آکوستیک امیشن
هنگامی که بر اثر تغییرات ساختاری درون یک ماده انرژی کرنشی بسرعت آزاد می شود امواج با فرکانس بالا در حدود 1200-20KHz در آن تولید می گردد، سنسورهای حساس AE می توانند این امواج را دریافت و به سیگنال الکتریکی تبدیل که پس از تقویت اولیه وارد سیستم پردازش وآنالیز AE شده و سرانجام این سیگنال های دریافتی بر روی صفحه اسیلوسکوپ نمایش داده می شوند.
در شکل - - 1-2 زیر مدل یک سیستم AE نشان داده شده است. زمانی که یک موج درون قطعه حرکت می کند تحت تاثیر عوامل مختلف، شکل سیگنالی که ما دریافت می کنیم با سیگنال واقعی تفاوت دارد. یکی از فاکتورهای مهم روی صدای دریافتی، مسیر حرکتی آن می باشد. صدای ایجاد شده می تواند در یک مسیر منحنی - مارپیچ - ، مستقیم و یا انعکاسی حرکت داشته باشد. یکی دیگر از فاکتورهای مهم ایجاد خطا، زمان ارتعاش است.
بعنوان مثال یک ارتعاش 1 میکرو ثانیه ای دراثر انتشار درون قطعه ممکن است به مدت چند میلی ثانیه شنیده شود. کنفرانس از بررسی مقالاتی که مطابق با این دستور العمل تهیه نشده باشد معذور است. حداکثر صفحات ارسالی هر مقاله شامل جداول و اشکال وضمائم، 16 صفحه است
شکل - - 1-2 طرح ساده ای از سیستم آکوستیک امیشن
1-2 سیستم آکوستیک امیشن AE
هر سیستم AE از تعدادی واحدهای گیرنده اطلاعات تشکیل شده که می توانند از یک یا چند کانال باشد در سیستمهای جدید این کانال ها افزایش یافته است. از آنجایی که انجام یک آزمایش مجددا امکان پذیر نیست، داده های حاصل از هر آزمایش در واحدی ثبت شده و بعدا به دقت بررسی و تحلیل می گردند. اطلاعات وارده به سیستم قبلا تقویت گردیده است این اطلاعات را می توان به صورت های مختلفی نمایش داد. در شکل - 2-2 - یک سیستم چهار کاناله نشان داده شده است
شکل - - 2-2یک سیستم آکوستیک امیشن چهار کاناله
-2-2پارامترهای تأثیر گذار بر روی سرعت انتشار موج در قطعه
سرعت نشر امواج آکوستیکی تولید شده در قطعات و سازه های مختلف که با روش نشر صوتی مورد آزمون قرار می گیرند به پارامترهای زیر نیز بستگی دارد.
الف- جنس ماده.
ب- هندسه باز شدن موج یا نوع نوسان - بصورت فشاری، برشی، صفحه ای و... - .
ج- ضخامت قطعه - سرعت انتشار امواج در سطح ماده کمتر از سرعت در درون ماده است - .
د- فاصله سنسور تا محل عیب - افت دامنه با این عامل نسبت عکس دارد - .
ه - جذب و دمپینگ1 انرژی موج.
ی- تولید چند فرکانس از یک عیب.
ط- نفوذ امواج - انرژی امواج - به محیط های همجوار و یا از محیط های همجوار وارد قطعه گردد.
ظ- وجود ناپیوستگی ها و مرز دانه ها در ماده که باعث ایجاد فرکانس های مزاحم می شوند
تفاوت عمده روش آکوستیک امیشن با سایر روش های تست غیر مخرب این است که سازه بایستی تحت تنش - بارگذاری - باشد، تا بتوان ازآن استفاده کرد.
-3 شرح کار
در این تحقیق مواد و متریال تهیه شده در سه نوع مختلف مورد آزمایش قرار می گیرد. جنس یاتاقان های بابیتی را بر اساس پایه سرب، پایه قلع و بابیت نرمال - بر اساس استاندارد - ASTM B-23 بابیت ریزی و ماشین کاری شده است. شامل دو قسمت بدنه بیرونی و قسمت هدایت کننده شفت چرخان که در اینجا از بابیت استفاده شده است.
