Способ оценки качества технологической смазки при волочении проволоки

союз сОВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 В 21 С 5100,ОПИСАН Н АВТОРСИОМ ИЗ ЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТ институт й научно- структор- кабельной г ти ьскис,кольников В. М. и др.акустичес- икрорельеие и износ,Р1 Х 19/02,рас щу ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР(56) Крагельский И. В., ЩавелинВозможность применения методакой эмиссии для оптимизации мфа поверхностей трения. - Трен1984, т. 5,5, с. 773 - 777.Авторское свидетельство ССС1079331, кл. В 21 С 9/00, б 01983. Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования и оценки качества технологических смазок при волочении проволоки,Цель изобретения - повышение достоверности и оперативности оценки качества технологической смазки,На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для оценки качества технологической смазки при волочении; на фиг. 2 эпюры среднего квадратического значения высокочастотных механических колебаний волоки в зависимости от скорости волочения и качества исследуемых смазок.Устройство для оценки качества технологической смазки при волочении содержит расположенные перед волокой 1 роликовое правильное устройство 2 и направляющие ролики 3, через которые вытяжным устройством 4 протягивается проволока 5, резервуар 6 для исследуемой смазки, положенный перед входом в смазываю ю зо,80154791(54) СПОСОБ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СМАЗКИ ПРИ ВОЛОЧЕНИИ ПРОВОЛОКИ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки качества технологических смазок при волочении проволоки. Цель изобретения - повышение достоверности и оперативности оценки качества технологической смазки. При проведении оценки качества технологической смазки правят проволоку, наносят на нее смазку и волокут через волоку с постоянным ускорением. При этом регистрируют в процессе волочения высокочастотные механические колебания поверхности волоки, выделяют их среднее квадратическое значение, а о качестве смазки судят по угловому коэффициенту нарастания этого значения и величине дисперсии его пульсаций. 2 ил. ну волоки 1. На поверхности волокиустановлен измерительный преобразователь 7 механических колебаний, выход которого подсоединен к последовательно соединенными предусилителем 8, фильтром 9 вверхних частот, усилителем 10 и измерителем 1 среднего квадратического значения высокочастотных колебаний, выход которого параллельно подсоединен к входам блока 12 измерителя углового коэффициента нарастания среднего квадратического значения и блока 13измерителя дисперсии пульсаций среднего квадратического значения, к управляющим входам которых подсоединен параллельно первый выход блока 14 управления, второй выход которого подсоединен к входу вытяжного устройства 4. Блок 12 измерителя углового коэффициента среднего квадратического значения содержит последовательно соединенные управляемый ключ 15, интегратор 16 и вольтметр 17, а блок 13 измерителя дисперсии пульсаций среднего квадратичес 1547911КоО З 11," ЧЕНИЯ - ПОСЛЕДОВаТЕЛЬНО СОЕДИНЕН- ные 11)к.1 ьтр 18 верхних частот, квадратор 19, у 11 рзвляемый ключ 20, интегратор 21 и вольтмер 22.В качестве измерительного преобразователя 7 механических колебаний используют например, широкополосный резонансный пьезодатчик типа 8314 (фирмы Брюль и Къ;о. Дания), в качестве предусилителя 8 - прсдусилитель на транзисторе КП 302 и микросхеме К 2 УС 262 А, в качестве фильтра 9 : е) хп х частот - фильтр Я)-701 (ГДР), В ка естве усилителя 10 - усилитель на базе Во.ц,тметра В 3-57, в качестве измерител я 1 среднего квадратического значения Высокочастотных колебаний - схема выделения греднего квадратического значения на б )е четь;рсх операционных усилителей 1401 У 12, В качестве управляемых ключей 15 и 20:;,еле РЗС 42, В качестве интеграторов 16 и 21интеграторы на базе операционных усилителей К 140 УД, в качестве вольтметров 17 и 22 = вольтметры В, в качестве фильтра 18 Верхних частот КС-фильтр верхних частот с частотой среза менее 5 Гц, в качестве каадратора 19 схему перемножителя на базе микросхемы 525 ПС 2. В качестве вытяжного устройства 4, придающего проволоке движение с постоянным ускорением, используют, например, подВижный роликовый блок или степе)гной полиспаст, приводящиеси В дзих;ение силой т 51 жести подВс ше 11 нОГО Груза.Способ осуществляют слечу 1 ошим ооразом.Конец очищенной предварительно калиброванной проволоки 5, прслгянутой последоВательно через пр;1 виль 11 О 1) устройство 2,направляющие ролики 3, 11.,:р;)угр 6 с ис- СЛЕ,1 УЕМОй СМаЗКОй И КВ 1 П)к КВЧЕСТВЕННОй волоки 1, закрепляют В захват Вытяжного уСТройСТВа 4. Прн ЗаПУСКЕ бЛОКа 14 управления упраВля)ощи Й сиГнал с С ГО ВтороГО Выхода включает вытяжное устройство 4. При этом волокут проволоку 5 с постоянным ус.корением, а пе)ед Водо 11.11;е. .ра зят се, чем исключают Влияние исходной волнист 0 с т 1 111) 0 В Ол О к и н а 11 и ф 1Р 1. 1 т ,н ы Й 1 а Р а- метр, инаносят слой исследуемои смазки.В 11 роцессе Вол оче ни я 11;) Оволоки 5 Вконтакте п поволоки с каГало 1 волоки генерируются Высокочастотные .,1 Сханические КОЛЕба НИя, КОТорЫЕ В ВидЕ уЛЬТ)а ЗВУКОВЫХ волн распространяются по об Нему и поверхности волоки 1. С помощью измерительного преобразователя 7 механических колебаний регистриру;от упругие Волны поверхности волоки 1, преобразуя В электрический сигнал. Усиленный в предусилителе 8 сигнал поступает на фильтр 9 верхних частот, в котором отфильтровываются низкочастотные составляющие сигнала, соответствующие низкочастотным вибрациям от колебания проволоки 5 при входе в волоку 1, от остаточной волнистости проволоки 5 после правки, от неравномерной работы правильного устройства 2 и направляющих роликов 3, вытяжного устройства 4 и т. и также регистрируемым измерительным преобразователем 7, однако являющимся не информативными с точки зрения оценки качества смазки. Так как в процессе трения проволоки 5 о канал волоки 1 генерируются высокочастотные (до нескольких мега- "О герц) механические колебания, несущие информацию о качестве смазки, то в дальнейшем обрабатывают только высокочастотные составляющие сигнала, при этом частоту среза фильтра 9 верхних частот выбирают не 15 менее 100 кГц.В усилителе 10 усиленный до необходимого для нормальной работы последующих блоков высокочастотный сигнал, соответствующий высокочастотным механическим колебаниям, поступает на малоинерционный 20 измеритель11 среднего квадратическогозначения высокочастотных колебаний, постоянная усреднения которого менее 1 мс, при этом выделяют среднее квадратическое значение сигнала 1.)скз(1). Напряжение 11 ) 25 на выходе измерителя 11 среднего квадратического значения высокочастотных колебаний отражает интенсивность (мощность) этих колебаний, а малоинерционность позволяет регистрировать как линейную зависимость нарастания интенсивности высоко частотных колебаний при увеличении скорости волочения, так и пульсации интенсивности, связанные со стабильностью действия смазки в очаге деформации.В зависимости от качества смазки чембольше механизм трения в процессе волоче П 1 я пркбл 11)каег и к жидкостному, тем большим слоем смазки разделены поверхности трущихся тел. При этом интенсивность генерируемых волокочастотных механических колебаний наименьшая. Чем хуже антифрикционная эффективность смазки, тем больше число пятен касания микрорельефов проволоки 6 и канала волоки 1 и соответственно, больше интенсивность генерируемого сигнала, Так как с увеличением скорости Вслочения интенсивность механических 45 колебаний увеличивается по линейному закону, то В процессе волочения с постоянным ускорением на выходе малоинерционного йз 1 ерителя 11 среднего квадратического значения высокочастотных колебаний регистриру)от линейно возрастающие напряжения, крутизна нарастания которых зависит от качества смазки.В зависимости от стабильности действиясмазки при различных скоростях волочения возникает пульсация среднего квадратического значения, при этом, чем стабильнее 55слой смазки в условиях волочения, тем равномернее пульсации интенсивности высокочастотных колебаний, а их уровень мень35 40 45 50 55 ше. На фиг. 2 представлены кривые, соответствующие напряжению Б" (1) на выходе малоинерционного измерителя 11 среднего квадратического значения высокочастотных колебаний как сумме составляющих от линейно увеличивающейся интенсивности при увеличении скорости волочения Ч и пульсаций интенсивности; а - смазка высокого качества (растительное масло, олеиновая кислота для медной проволоки), б - смазка низкого качества (дециловый спирт для медной проволоки), в - волочение без смазки (сухое трение), Согласно фиг. 2 среднего (сглаженное) значение среднего квадратического значения высокочастотных колебаний 1.1-. ) прямо пропорционально скорости волочения Ч, где коэффициент пропорциональности К равен тангенсу угла нарастания этого значения. В зависимости от качества смазки этот угол меняется, например а (а, соответственно, меняется и коэффициент пропорциональности,Далее определяют угловой коэффициент нарастания среднего квадратического значения высокочастотных колебаний, При этом в момент пуска вытяжного устройства 4 блок 14 управления вырабатывает сигнал, который с первого его выхода поступает на управляющие входы блока 12 измерителя углового коэффициента нарастания среднего квадратического значения и блока 13 измерителя дисперсии пульсаций среднего квадратического значения, замыкая управляемые ключи 15 и 20. Напряжение У-: (1). пропорциональное среднему квадратическому значению высокочастотных механических колебаний, с выхода малоинерционного измерителя 11 среднего квадратического значения высокочастотных колебаний поступает на вход интегратора 16, постоянная интегрирования которого выбирается т=0,1 с (этим обеспечивается сглаживание поступаюшего сигнала, а выходное напряжение интегратора более приближено к идеальному значению) . Выходное напряжение интегратора 16 выражается следующим образом:ц" "= - )( Яф=5 Кщ1 1о где 1 = У/а - время волочения, прямо пропорциональное скорости волочения 1, так как ускорение а постоянно;Т - время от начала волочения до момента достижения максимальной скорости.В момент времени Т блок 14 управления размыкает контакты управляемого ключа 15 и отключает вход интегратора 16 от измерительного тракта, а напряжение на выходе интегратора 16 регистрируется вольтметром 17. В момент времени Т на выходе интегратора 16 напряжение равно У-.= - К -уг 5 10 15 20 25 30 и пропорционально угловому коэффициенту нарастания среднего квадратического значения К, так как т и Т - постоянны.По своей величине коэффициент К соответствует тангенсу угла нарастания среднего квадратического значения высокочастотных колебаний, представленного на фиг. 2. По величине этого коэффициента определяют качество технологической смазки.Кроме того, напряжение (/. (1) с выхода малоинерционного измерителя 11 среднего квадратического значения высокочастотных колебаний поступает на фильтр 18 верхних частот, квадратор 19 и через замкнутые контакты управляемого ключа 20 на интегратор 21 блока 13 измерителя дисперсии пульсаций среднего квадратического значения. В фильтре 18 верхних частот, постоянная времени которого выбирается не более 5 мс, отфильтровывают медленно нарастающую со временем (с увеличением скорости волочения) сглаженную составляющую среднего квадратического значения высокочастотного сигнала Уо (1). Напряжение Унн.2 (1) на выходе фильтра 18 верхних частот отражает только пульсации среднего квадратического значения:Уы(1) ф (/ск. (1) - Й 1.В квадраторе 19 напряжение У,г (1) возводится в квадрат и поступает на вход интегратора 21, постоянная интегрирования которого выбирается то=0,1 с. Выходное напряжение интегратора 21 пропорционально дисперсии пульсаций среднего квадратического значения: гЦ .з (1) --Ун. (1) Ж -- О.огде 0 - дисперсия.При достижении скорости волочения в момент времени Т блок 14 управления размыкает контакты управляемого ключа 20, вход интегратора 21 отключается от измерительного тракта, а вольтметром 22 регистрируют напряжение, пропорциональное дисперсии пульсаций среднего квадратического значения высокочастотных вибраций при временном усреднении. По величине дисперсии пульсаций среднего квадратического значения определяют качество технологической смазки в виде ее антифрикционной стабильности.В процессе измерения отключением входов интеграторов 16 и 21 от измерительного тракта в конце волочения достигают предотвращения разрядки конденсаторов интеграторов через цепи измерительного тракта, чем увеличивается достоверность показаний вольтметров 17 и 22.Изменяя значение ГЗло путем перестройки вытяжного устройства 4, можно определить диапазон скоростей волочения, при котором стабильность действия смазки наивысшая.Таким образом, чувствительность предлагаемого способа оценки качества исследуемой смазки в 3 - 5 раз выше, чем известного (особенно для волочения тонкой и тончайшей проволоки), что повышает его достоверность. Кроме того, ввиду снижения временных затрат на подготовку образца проволоки, а также на измерение информативного параметра в широком диапазоне скоростей волочения повышается его оператив 10 ность,формула изобретенияСпособ оценки качества технологической смазки при волочении проволоки, заключающийся в определении информативного параметра, соответствующего качеству технологической смазки, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и оперативности оценки качества технологической смазки, проволоку волокут с постоянным ускорением, измеряют в процессе волочения высокочастотные механические колебания волоки, определяют среднее квадратическое значение высокочастотных механических колебаний волоки и оценивают качество смазки по угловому коэффициенту нарастания среднего квадратического значения высокочастотных механических колебаний волоки и величине дисперсии пульсаций среднего квадратического значения этих колебаний.1547911 иак Фиг. 2 геев Редактор В. ПетрашЗаказ 98ВНИИПИ Государственно113035,Производственно-издате Составитель АТехред И. Верес Тираж 488 комитета по изобретени осква, Ж - 35, Раушс ский комбинат Патент Скорости, У Корректор С. ЧерниПодписноем и открытиям при ГКНТ СССя наб., д. 4/5г. Ужгород, ул. Гагарина, 10