Развитие приборостроения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Для студентов первого курса по специальности «Приборостроение». Приборы и методы контроля качества и диагностики была назначена учебная практика, которая проходила с 23 июня 2014 г. по 10 июля 2014 г.

25 июня наша группа проходила практику на предприятии ЗАО «Константа», директором которой является Сясько Владимир Александрович. Здесь нас ознакомили с приборами и методами неразрушающего контроля. Компания занимается производством специализированных толщиномеров, приборов комплексного контроля качества защитных покрытий, а также твердомеров и др.

26 июня мы посетили предприятие ООО «Звук», генеральный директор которого Московенко Игорь Борисович. Нас ознакомили с историей возникновения и развития методов неразрушающего контроля, а также с принципами работы некоторых приборов, предназначенных для выявления электрофизических и физико-механических характеристик абразивных материалов и изделий.

На предприятии ООО «ЛазерАкс», генеральным директором которого является Парахуда Сергей Евгеньевич, практика проходила июля. Нас ознакомили с приборами на лазерной основе и методами лазерного дистанционного контроля.

Задачей учебной практики является получение сведений, необходимых для освоения будущей профессии.

Целью учебной практики является наглядное и практическое знакомство с приборами и методами контроля на различных предприятиях.

1. История развития приборостроения

Говоря о развитии приборостроения, нельзя не упомянуть о совершенствовании измерительной техники, с которой тесно связано приборостроение. Измерительная техника начала свое развитие с развитием физики, которая основывалась в одно время только на эксперименте и опиралась на измерительную технику. В это время создавались микроскоп, барометр, термометр, а также первые электроизмерительные приборы и другие измерительные устройства, которые использовались в научных исследованиях. Уже в конце XVI - начале XVII вв. точность измерений способствовала новым научным открытиям. В создании измерительных приборов и разработке их теории принимали участие крупнейшие ученые - Г. Галилей, И. Ньютон, Х. Гюйгенс и др. Каждое открываемое физическое явление воплощалось в соответствующем приборе, который, в свою очередь, помогал точно определить значение исследуемой величины и установить законы взаимодействия между различными величинами.

В конце XVIII - первой половине XIX вв. в связи распространением тепловых двигателей и развитием машиностроения резко повысились требования к точности обработки деталей машин. В это время совершенствуются приборы для определения размеров, появляются измерительные машины, вводятся калибры и т.д.

Начало XX в. знаменует новый этап в развитии измерительной техники - электрические, а позднее и электронные средства начинают применяться для измерения механических, тепловых, оптических величин, для химического анализа, геологической разведки и т.д., то есть для измерения любых величин. Появляются такие новые отрасли как радиоизмерения, спектрометрия и другие. Таким образом возникает приборостроительная промышленность.

В Большой советской энциклопедии дано следующее определение отрасли техники - Приборостроение.

Приборостроение, отрасль машиностроения, выпускающая средства измерения, анализа, обработки и представления информации, устройства регулирования, автоматические и автоматизированные системы управления; область науки и техники, разрабатывающая средства автоматизации и системы управления.

Наибольшее развитие в приборостроении получило производство механических и электрических измерительных приборов с деталями высокого класса точности. Наряду с классическими видами машиностроительной технологии при изготовлении деталей приборов применяют ультразвуковую, электроннолучевую, лазерную, электрохимическую, электроэрозионную и другие прогрессивные виды обработки.

Крупным быстроразвивающимся направлением является аналитическое приборостроение, создающее устройства для определения состава и концентрации веществ в различных средах, материалах и продуктах. К ним относятся электрохимические, ультразвуковые, оптические, ядерные и иные анализаторы, сложные многопараметровые аналитические системы.

Развитие металлургии, химии, биологии и др. связано с необходимостью точного анализа руд, металлов и сплавов, нефтепродуктов, присутствия различных элементов в пищевых продуктах, требует применения многокомпонентных анализаторов. Такими приборами являются рентгеновские квантометры, полярографы, масс-спектрометры, хроматографы, точно фиксирующие элементарную картину многих минеральных и органических соединений. Приборостроение не только создает и выпускает такие приборы, но и обеспечивает возможность комплексного применения средств аналитической техники в системах автоматического контроля и регулирования технологических процессов.

Достижения вычислительной техники позволяют приборостроению существенно расширить арсенал методов и средств автоматизированного управления технологическим оборудованием, энергетическими установками, промышленными предприятиями и т. д.

Значительное место в приборостроении занимают средства передачи информационных сигналов и управляющих импульсов на большие расстояния. Их производством занят Нальчикский завод телемеханической аппаратуры и другие предприятия.

Развитие микроэлектроники, оптоэлектроники, нелинейной оптики, микромеханики обогащает приборостроение, способствует созданию компактных надежных экономичных измерительных, аналитических, разведочных и других приборов, телемеханики и автоматики.

Изучение различных состояний твердого тела, плазменной формы материи, физико-химических свойств веществ, колебаний, динамики движения жидкостей и газов, а также излучений позволяет находить новые принципы действия приборов, повышать точность, надежность и экономичность приборов.

Приборостроение занимает одно из важнейших мест в современной промышленности, так как создает огромное разнообразие приборов, а также различного рода компьютерные системы контроля, устройства передачи данных и т.д.

2. История производственной компании ЗАО «Константа»

Закрытое Акционерное Общество «КОНСТАНТА» было организовано в 1993 году с целью обеспечения выполнения научно-прикладных исследований в области неразрушающего контроля структурно-неоднородных материалов, а также для создания конкурентоспособной аппаратуры ультразвукового неразрушающего контроля широкого класса изделий. Основатели -- доктор технических наук Сясько Владимир Александрович и Булатов Александр Сергеевич.

Компания занимается разработкой и производством приборов и средств неразрушающего контроля покрытий и металлов: специализированных толщиномеров гальванических покрытий всех типов, толщиномеров покрытий всех типов, приборов комплексного контроля качества защитных покрытий, приборов входного контроля ЛКМ, ультразвуковых толщиномеров металлических и неметаллических изделий, ультразвуковых преобразователей для толщинометрии и дефектоскопии, вихретоковых дефектоскопов, электронных твердомеров металлов.

Приоритетом технической политики фирмы ЗАО «КОНСТАНТА» является создание и производство наукоемкой высокотехнологичной аппаратуры, ориентированной на круг профессиональных пользователей. Добиваясь высоких технических характеристик приборов, мы пытаемся в то же время сделать их максимально удобными и простыми в использовании, а цены минимальными. Эти противоречивые требования удается разрешить благодаря сочетанию более чем 20-ти летнего опыта исследований в области ультразвука, использования классических и оригинальных методов обработки радиотехнических сигналов, применения последних достижений мировой схемотехнической базы и современных технологий производства.

За прошедший с момента создания период времени, компания ЗАО «КОНСТАНТА» зарекомендовала себя как разработчик и изготовитель высококачественных и современных средств ручного ультразвукового контроля, а также как коллектив профессионалов, способный решать самые сложные задачи. Данный факт подтверждается не только широким распространением наших изделий в России, но и их экспортом в промышленно развитые страны Европы и Америки.

Система менеджмента качества сертифицирована на соответствие стандарту ISO9001:2008.

2.1 Основные направления деятельности ЗАО «КОНСТАНТА» - Проведение научных исследований

- Разработка и выпуск ультразвуковых приборов: толщиномеры металлов серии«Булат».

- Разработка и выпуск толщиномеров покрытий серии «Константа».

- Сервисное обслуживание выпускаемых приборов.

- Обучение персонала.

3. Механические толщиномеры

Механические толщиномеры покрытий измеряют толщину покрытий без использования электроники и без повреждения покрытия резаком. Этот метод измерения толщины покрытия был запатентован в далеком 1947 году и с тех пор конструкция прибора принципиально не менялась. К преимуществам механического толщиномера покрытий следует отнести отсутствие элементов питания и другой электронной начинки, а также в отсутствии необходимости повреждения покрытия для проведения измерений. К недостаткам данного метода следует отнести невысокую точность измерения и возможность измерения толщины немагнитных покрытий (краска, лак) на магнитном основании. Принцип действия механического толщиномера покрытий основан на измерении силы, которая прикладывается специалистом для отрыва измерительного прибора от покрытия. Сила, которая требуется чтобы разъединить магнитный наконечник прибора и покрытие, зависит от толщины покрытия. Результат измерения толщины покрытия отображается на шкале прибора. Толщиномеры такого типа рекомендуют использовать там, где применение других приборов невозможно: под водой, в условиях высокой температуры поверхности покрытия, во взрывоопасной атмосфере или в условиях радиационного или химического заражения.

Механические толщиномеры покрытий до сих пор используются, особенно на объектах, где запрещено использование электронных приборов, либо при очень низких отрицательных или очень высоких положительных температурах.

Компания ЗАО «КОНСТАНТА» предлагает широкий ассортимент механических приборов как для неразрушающего, так и для разрушающего контроля толщины покрытий.

4. Механические толщиномеры производимые в ЗАО «КОНСТАНТА»

4.1 Мобильная гальваническая лаборатория (разрушающий толщиномер)

Измерительная лаборатория представляет собой комплекс, состоящий из толщиномера шарового истирания Константа-Ш1 и многофункционального электромагнитного толщиномера Константа-К6 Гальванический. Лаборатория предназначена для измерения толщин всех типов покрытий на любых основаниях, в том числе:

· многослойных покрытий;

· электропроводящих неферромагнитных (цинковых, хромовых, кадмиевых, серебряных, никелевых, медных, оловянных и др.) покрытий на стальных деталях;

· электропроводящих ферромагнитных (например, электролитических никелевых) покрытий на стальных деталях;

· электропроводящих неферромагнитных (серебряных, медных, латунных, оловянных и др.) покрытий на деталях из неферромагнитных материалов и сплавов;

· анодноокисных, фосфатных и др. диэлектрических покрытий на деталях из ферро- и неферромагнитных металлов и сплавов;

· металлических покрытий на диэлектрических деталях;

· специальных металлических покрытий большой толщины;

· плакирующих покрытий;

· гальванических покрытий на внутренних поверхностях труб и цилиндрических изделий.

Измерение толщины любых покрытий, в том числе многослойных, на реальных изделиях (в том числе малогабаритных и сложной формы) с использованием толщиномера шарового истирания;

· подготовка мер толщины для калибровки электромагнитного толщиномера с использованием толщиномера шарового истирания;

· измерения толщины широкой номенклатуры покрытий в серийном и поточном производстве с использованием электромагнитного толщиномера;

· использование в производственных и лабораторных условиях;

· каждое устройство может быть использовано отдельно для решения конкретных задач.

4.2 Константа-нож

Назначение: Предназначен для определения толщины отвердевших покрытий на любых основаниях, таких как бетон, дерево, пластики и т.п. Позволяет определить толщину отдельного слоя многослойного покрытия.

Отличительные особенности: Комплектуется тремя сменными резаками (№1, №2, №10), позволяющими увеличить диапазон измеряемых толщин и получить необходимую точность измерений.

Таблица 1. Основные технические характеристики прибора

№	Диапазон, мкм	Точность, мкм
1	0ч[Длина шкалы, мкм]	±1/2[Ц.д. шкалы, мкм]
2	0ч[Длина шкалы, мкм]/2	±1/4[Ц.д. шкалы, мкм]
3	0ч[Длина шкалы, мкм]/10	±1/20[Ц.д. шкалы, мкм]

толщина измеряемого покрытия определяется длиной шкалы измерительного микроскопа;

погрешность измерения -- половина цены деления шкалы измерительного микроскопа;

габаритные размеры: не более 160х40х40 мм.

По всей толщине покрытия до подложки специальным резаком выполняется надрез, а затем измеряется его ширина, которая пропорциональна толщине покрытия.

Методика измерения

· по покрытию контрастным маркером провести линию.

· вставить в ручку необходимый для испытания резак.

· прижать нож к покрытию и с достаточно сильным нажимом провести по покрытию поперек контрастной линии на расстояние примерно 25 мм, прорезая покрытие до подложки. В результате на покрытии образуется V-образный надрез по всей толщине покрытия до подложки.

· поверхность покрытия в месте надреза очистить мягкой кистью от отслоившихся кусочков.

· с помощью микроскопа замерить ширину надреза.

Толщину слоя покрытия (или толщину любого из слоев многослойного покрытия) определить по формуле (на примере слоя a):

где а' - измеренная ширина надреза;

N - номер резака (1; 2; 10).

4.3 Константа Ш1 (разрушающий толщиномер)

Назначение: Предназначены для измерения толщины тонких твердых покрытий на любых основаниях.

Отличительные особенности:

· возможность определения толщины каждого из слоев многослойного покрытия;

· возможность определения толщины покрытий на плоских, цилиндрических и сферических поверхностях;

· минимальная зона контроля - диаметром не более 2-5 мм (в зависимости от диаметра шара);

· возможность использования как в лабораторных, так и производственных условиях;

· простота и надежность конструкции;

· мобильность (Константа-Ш1М).

Технические характеристики:

· определение толщины покрытия T от 1 мкм до 150 мкм с погрешностью не более ±((0,01…0,05)*T+0,1) мкм;

· напряжение питания сетевого адаптера 220 В;

· частота вращения приводного вала:

Константа-Ш1: 100-1200 об/мин;

Константа-Ш1М: 100-800 об/мин.

· задаваемое время контроля от 10 сек до 99 мин (только для Константа-Ш1);

· диаметр шара истирания:

Константа-Ш1: от 10 до 40 мм;

Константа-Ш1М: от 10 до 30 мм.

· алмазная абразивная суспензия с размером частиц от 0,5 до 10 мкм;

· измерительный микроскоп с увеличением не менее 20х.

Измерение основано на определении геометрических размеров сферы («сферического шлифа»), образованной при абразивном истирании покрытия и, частично, образца стальным вращающимся шариком при добавлении в зону контакта абразивной суспензии. Шарик имеет точки опоры - на вращающемся приводном валу и образце.

В месте контакта при абразивном износе образуется кратер сферической формы, на котором наблюдаются две характерные зоны: зона износа покрытия и зона износа подложки. После проведения испытаний образец исследуют с использованием измерительного микроскопа.

В соответствии с приведенными схемами, путем очевидных геометрических соотношений, зная диаметр истирающего шара и определив с помощью микроскопа диаметры кратера и лунки в основании (либо кратера и каждого из слоев в случае многослойного покрытия), можно определить геометрические размеры кратера истирания, в том числе толщину слоя покрытия. С достаточной точностью толщина слоя покрытия t в мм определяется по формуле:

или

где D-диаметр истирающего шара, мм;

Dк-диаметр кратера истирания, мм;

Dл-диаметр лунки в покрытии, мм;

x,y - размеры зон истирания в соответствии со схемой,мм.

При испытаниях цилиндрических образцов зона истирания представляет собой эллипс. Для определения толщины покрытия следует использовать вышеприведенные формулы с учетом того, что все измерения производятся вдоль большей оси эллипса.

Для определения толщины покрытий на сферических образцах используется формула:

где D-диаметр истирающего шара, мм;

Dc-диаметр сферического образца, мм;

x,y - размеры зон истирания в соответствии со схемой, мм.

Порядок работы

1. Подвести приводной вал к зоне контроля, установить на него шар истирания.

2. Установить на электронном блоке прибора необходимое для контроля время и частоту вращения приводного вала.

3. В зону контроля подать абразивную суспензию и провести испытание.

4. С помощью микроскопа выполнить необходимые замеры.

5. Определить толщину покрытия.

4.4 Измерительные гребенки Г

Прибор для измерения толщины не отвердевших лакокрасочных покрытий на плоских и цилиндрических изделиях.

Назначение: Предназначены для толщинометрии не отвердевших лакокрасочных покрытий на плоских и цилиндрических изделиях.

Отличительные особенности: Толщиномер-гребенка представляет из себя шаблон, изготовленный из пластины нержавеющей стали.

Технические характеристики:

Методика измерения

1. Перед началом измерения с помощью ветоши, смоченной в каком-либо растворителе протереть гребенку.

2. Установить гребенку на окрашенную поверхность и прижать ее.

3. Определить толщину покрытия как величину, находящуюся между значениями толщины, мкм, указанных на паре окрашенного и неокрашенного выступов.

4. После окончания контроля протереть гребенку ветошью, смоченной в каком-либо растворителе, до полного устранения следов краски.

Гребенка имеет две опорные базы на каждой из граней и набор выступов с фиксированным зазором относительно баз. Величина зазора отмечена на выступе. За толщину покрытия принимается величина зазора между опорной базой и между значениями толщины, мкм, указанными на паре окрашенного и неокрашенного выступов.

Таблица 2. Основные технические характеристики прибора

Приборы	Диапазон, мкм	Шаг измерения, мкм	В диапазоне, мкм
Константа Г1	10-220	10 20	до 60 60-220
Константа Г	25-800	25 50 100	до 200 200-600 600-2200
Константа Г3	50-2200	50 100 200	до 200 200-600 600-2200
Константа ГУ	10-4000	10 10 20 25 50 50 100 200 200 300 1000	10-50 60-100 120-200 225-300 300-350 400-600 700-800 1000-1200 1400-2000 2200-2500 3000-4000

4.5 Константа М1

Толщиномер защитных покрытий всех типов.

Назначение: Магнитный толщиномер-карандаш предназначен для оперативного измерения толщины отвердевших немагнитных покрытий, нанесенных на изделия из ферромагнитных металлов.

Отличительные особенности:

· простота и надежность в работе;

· возможность калибровки.

Технические характеристики:

Принцип измерения

Основан на определении величины удлинения пружины, при котором происходит отрыв магнита от ферромагнитного основания.

Принцип действия

Основан на отрыве постоянного магнита с помощью тарированной пружины от ферромагнитного основания. Толщина покрытия определяется по удлинению пружины (силе, необходимой для отрыва магнита от основания). Методика измерения

1. Перед началом измерения с помощью движка переместить магнит вниз относительно опорного корпуса и удалить с шаровой поверхности магнита случайно попавшую металлическую пыль и другие загрязнения липким материалом.

2. В начале измерения плотно прижать опорный корпус толщиномера к покрытию изделия, при этом магнит должен примагнититься к изделию.

3. Плавно поднимать движок относительно шкалы упорного корпуса до момента отрыва магнита от покрытия. Момент отрыва фиксируется по удару оторвавшегося магнита о подвижный корпус.

4. Считать показания прибора по шкале в соответствии с положением указателя, расположенного на движке.

Заключение

В ходе учебно-ознакомительной практики мы ознакомились с разными технологиями производств приборов контроля и качества. Наглядно изучили приборы, узнали их применение и значимость в жизни людей. В чем отличие производств? Что Вам понравилось? Что заинтересовало?

толщиномер прибор измерительный гребенка

Список используемой литературы и источников

1. Потапов А. И., Махов В. Е., Аруцов. Ю. А. Введение в специальность: учебно-методический комплекс. - СПб.:Изд-во СЗТУ, 2008. - 64 с.

2. Потапов А.И., Плетнев С.В., Марков А.П. Волоконно-оптические методы и средства дефектоскопии. - СПб.: Лита. 2001, - 312 с.

Размещено на Allbest.ru

...