202316. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés egymáshoz szorosan illesztett mechanikai alkatrészek kötésminőségének meghatározására
1 HU 202 316 B 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés egymáshoz szorosan illesztett mechanikai alkatrészek kötésminőségének meghatározására. A gépészetben gyakran alkalmaznak olyan szerkezeteket, amelyek alkatrészei egymáshoz szoros illesztéssel, pl. zsugorkötéssel vannak rögzítve. Az ilyen, pl. hengeres vagy gyűrű alakú alkatrészeket felmelegített vagy hűtött állapotban szerelik össze. A kötésnek az üzemi hőmérsékleten oldhatatlannak kell lennie. A zsugorkötések előnye a viszonylag egyszerű gyárthatóság és szerelés, hátrányuk viszont, hogy bizonyos mechanikai igénybevételek vagy hőhatás eredményeképpen csökken az összeszorító feszültség, és így a kötésminőség leromlik. Széles körben alkalmaznak zsugorkötést a vasúti járművek kerekeinél. A kerékkoszorúra biztosítógyűrű alkalmazásával zsugorkötésű abroncs van felerősítve, az utóbbin van kiképezve a futófelület és a nyomkarima. Az üzemben lévő kocsik és vontatójárművek ilyen típusú kerekeit rendszeresen ellenőrizni kell. Ez Európában egységes módszer szerint, kalapácsütéssel történik. A keréken zsugorkötéssel rögzített abroncs akkor minősül lazának, ha kalapácsütésre tompa hangot ad, és a következő ismertetőjelek legalább egyike fennáll:- a biztosítógyűrű meglazult,- a rozsda kiverődött az abroncs és a kerékkoszorú között a kerület több mint egyharmadán,- az abroncs elfordult a kerékkoszorún, amit festékjelölés mutat. Ez a jelenleg általánosan használt kerékvizsgálati módszer erősen szubjektív. A minősítés függ a kalapácsütés nagyságától, a vizsgáló személy szubjektív megítélésétől, hallásélességétől. Ennek eredményeképpen sokszor kerülnek kisorolásra olyan kocsik, amelyeknél utóbb megállapítják, hogy a kerekek abroncsai megfelelőek. A vontatójárművek téves kisorolása még nagyobb gazdasági veszteséggel jár, mivel ezek a járműjavítóba kerülnek. A találmány megalkotásakor az volt a célunk, hogy egymáshoz szorosan illesztett mechanikai alkatrészek kötésminőségének meghatározására objektív megoldást adjunk. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a kötés minősítésére a kötés energiadisszipációs mechanizmusát használjuk fel, mégpedig úgy, hogy azt hozzárendeljük a kötésben résztvevő egyik mechanikai alkatrész saját vibrációs veszteségeihez. Az illető alkatrészt úgy kell megválasztani, hogy adott gerjesztési mód mellett a kötés határfelületének energiadisszipációja, illetve ennek megváltozása az alkatrész által tárolt rezgési energiához képest mérhető legyen. A találmány tehát egyrészt eljárás egymáshoz szorosan illesztett mechanikai alkatrészek kötésminőségének meghatározására, amelynek során a kapcsolódó alkatrészek egyikét mechanikailag gerjesztjük, és az jellemzi, hogy a gerjesztés megszűnése után szelektíven mérjük a gerjesztett alkatrész rezgési energiájának csökkenési sebességét. A szelektív mérést célszerűen olyan frekvenciatartományban végezzük, amelyben a mechanikai kötés minősége a gerjesztett alkatrész által tárolt rezgési energiát a legnagyobb mértékben befolyásolja. Ekkor lesz ugyanis a mérés érzékenysége a legnagyobb, és a határesetek csak ebben a frekvenciatartományban különböztethetők meg. Az eljárást előnyösen úgy foganatosítjuk, hogy a rezgés pillanatértékével arányos villamos jelet képezünk, és a rezgési energia csökkenési sebességét a villamos jel teljesítményének két vagy több különböző mintavételi időintervallumban szelektíven meghatározott értéke alapján határozzuk meg. Ezt célszerűen úgy végezhetjük, hogy a villamos jelet az említett szelektivitással szűrjük, képezzük a szűrt jel effektiv értékének logaritmusát és két vagy több különböző mintavételi időintervallumban vett mintaérték alapján meghatározzuk a logaiitmált jel meredekségét. A meredekséget meghatározhatjuk két egymás utáni időintervallumban vett mintaérték különbségének képzésével, vagy több egymás utáni időintervallumban vett mintaérték alapján végzett regresszió analízissel. A mérés során vagy a logaritmált jel meredekségével arányos értéket jelzünk ki, vagy diszkrét, igen-nem jelzést adunk, pl. úgy, hogy a meredekség egy előre megszabott határértéknél nagyobb értéke esetén nem megfelelő jelzést (pl. piros fényt), kisebb vagy egyenlő értéke esetén pedig megfelelő jelzést (pl. zöld fényt) adunk. Az eljárást más módon előnyösen úgy foganatosíthatjuk, hogy a villamos jelből két egymás utáni időintervallumban mintákat veszünk, a minták alapján mindegyik időintervallumra meghatározzuk a villamos jel teljesítmény spektrumát, mindegyik spektrumból kiválasztjuk az említett szelektivitásnak megfelelő komponenseket és ezeket összegezzük, és képezzük a két összeg hányadosát. A találmány szerinti mérési eljárásnál az alkatrészt ütéssel vagy hozzáillesztett gerjesztőeszközzel gerjeszthetjük, az alkatrész rezgését pedig rezgésérzékelővel vagy mikrofonnal érzékeljük. Különösen előnyös a találmány szerinti eljárás, ha a gerjesztett alkatrész kerékre illesztett abroncs, amikor is az abroncsot radiális irányban célszerű gerjeszteni, és rezgését is radiális irányban célszerű érzékelni. A találmány másrészt berendezés egymáshoz szorosan illesztett mechanikai alkatrészek kötésminőségének meghatározására. A találmány szerint a berendezésnek az alkatrészek közül az egyik mechanikailag gerjesztett alkatrész rezgésének megfelelő villamos jelet előállító szerve, ehhez csatlakoztatott, a villamos jelet szűrő és a szűrt jel effektívértékc logaritmusának változási sebességét meghatározó jelfeldolgozó egysége és ehhez csatlakoztatott kijelzőszerve van. A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakjában a villamos jelet előállító szerv tartalmaz rezgésérzékelőt vagy mikrofont, és csatlakozó előerősítőt. A rezgésérzékelő a gerjesztett alkatrészhez való illesztéshez állandőmághessel van ellátva, így ferromágneses anyagú gerjesztett alkatrészhez az kényelmesen csatlakoztatható. Olyan alkalmazásoknál, ahol a gerjesztett alkatrészhez nem célszerű vagy nem lehet hozzáérni, a rezgésérzékelés az alkatrész közelében elhelyezett mikrofonnal történhet. Ütéssel történő gerjesztés esetén előnyös, ha az előerősítő automatikus erősítésszabályozó közbeiktatásával van a jelfeldolgozó egységhez csatlakoztatva. A jelfeldolgozó egység többféleképpen valósítható meg. Egy előnyös analóg kialakításban tartalmaz sávszűrőt, ehhez kapcsolódó effekü'vérték képző egységet, ehhez kapcsolt logaritmikus erősítőt, ennek kimenetére csatlakoztatott első és második mintavevő és tartó áramkört, ezeket időzítő áramköröket, és az első és a második mintavevő és tartó áramkör kimenetéhez csatlakoztatott különbségképzőt. A kijelzőszerv analóg 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
