Неразрушающий контроль состояния винтовой цилиндрической пружины сжатия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. При эксплуатации пружин происходит их циклическое нагружение «сжатие-растяжение», в результате которого наступает постепенное снижение упругих свойств и работоспособности, образуются микротрещины, и происходит разрушение пружин. Причем, если это пружины клапанного механизма ДВС, то они подвергаются нагреву, что усиливает процессы потери упругости и разрушения. На практике контроль пружины зачастую сводится к её внешнему осмотру, оценке геометрических параметров и динамическому испытанию. Последнее требует наличия дорогостоящего оборудования и продолжительного времени на само испытание.

Цель исследований — совершенствование метода неразрушающего контроля для определения состояния винтовой цилиндрической пружины посредством нового технического решения на уровне патентоспособности.

Методы. Наличие микротрещин и их рост в ходе циклического нагружения приводит к изменению микроформы поперечного сечения витка пружины, что влияет на электротехнические свойства, в частности, на её электрическое сопротивление. Поэтому оценка работоспособности пружины сводится к определению числа и объёма микротрещин. Измерение микрогеометрии пружины может быть достигнуто при помощи высокочувствительного микроомметра с ценой деления не менее 10-6 Ом. В рабочих витках пружины, особенно на «внутреннем волокне витков» [12], возникают наибольшие касательные напряжения в процессе её работы. Следовательно, внутреннее волокно рабочих витков пружины более подвержено образованию микротрещин.

Результаты. Для реализации предлагаемого неразрушающего контроля состояния винтовой цилиндрической пружины необходимо устройство, включающее микроомметр-измеритель и силовую конструкцию механического типа для её растяжения и сжатия. Контроль на растяжение и сжатие пружины осуществляется динамометром. Клеммы от микроомметра для измерения сопротивления закрепляются на испытуемых витках пружины. Определение величины сопротивления новой пружины и последующий контроль в процессе эксплуатации позволит выявлять неисправный элемент на более ранней стадии и установить целесообразность восстановления пружины.

Заключение. Предложенное техническое решение упрощает проведение контроля состояния всей пружины без её разрушения, снижает время контроля её состояния в целом, уменьшает энергоёмкость данного процесса.

Об авторах

Роман Владимирович Павлюк

Ставропольский государственный аграрный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: roman_pavlyuk_v@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2739-0200
SPIN-код: 5892-3171

канд. техн. наук, доцент, доцент

Россия, Ставрополь

Антон Викторович Захарин

Ставропольский государственный аграрный университет

Email: anton-zaharin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4128-9846
SPIN-код: 2191-4350

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры

Россия, Ставрополь

Павел Анатольевич Лебедев

Ставропольский государственный аграрный университет

Email: zoya_lebedeva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0662-8694
SPIN-код: 8271-5431

канд. техн. наук, доцент, доцент

Россия, Ставрополь

Список литературы

  1. Vodolazskaya NV. Improving the maintenance and repair system by increasing the reliability of the repair equipment used. In: Problems and prospects for the innovative development of agricultural technologies. Belgorod: Belgorod State Agrarian University; 2016;2:21–22. (In Russ.) EDN: WEEFRR
  2. Vodolazskaya NV, Minasyan AG, Sharaya OA. On the issue of increasing the operational reliability of some types of industrial equipment. News of the Donbass State Machine-Building Academy. 2017;1(40):48–53. (In Russ.) EDN: ZJJXFN
  3. Vodolazskaya NV, Strebkov SV. Reliability and operation of technical systems. Belgorod: Belgorod State Agrarian University; 2017. (In Russ.) EDN: ZUSNZX
  4. Vodolazskaya NV. Technical systems: today and tomorrow. Donetsk: DonNTU; 2008. (In Russ.) EDN: USYISL
  5. Vodolazskaya N. Types and ways of modernization in a context of the international experience. Virtual Economics. 2019;2(2-1):81–93. doi: 10.34021/ve.2019.02.01 EDN: ZIJJQT
  6. Zemlyanushnova NYu, Lebedev AT, Pavlyuk RV, Doronina NP. Fundamentals of production and repair of transport and transport-technological machines and equipment. Stavropol; 2014. (In Russ.) EDN: SOEYSL
  7. Znamensky DV, Zemlyanushnova NYu, Fadeev VV. Study of changes in the characteristics of valve springs during operation. Bulletin of the AIC of Stavropol. 2014;(2):43-47. (In Russ.) EDN: QMHFHM
  8. Zemlyanushnova NYu, Zemlyanushnov NA, Znamensky DV. Method and device for strengthening helical cylindrical compression springs. Collection of scientific papers world. 2014;8(1):3–7. (In Russ.) EDN: RZFACF
  9. Zemlyanushnova NY, Tebenko YuM, Zemlyanushnov NA. Restoration of helical cylindrical compression springs. Stavropol: AGRUS; 2012. (In Russ.) EDN: POKYSD
  10. Mkrutumyan VS. Study of the operation of valve springs and the development of a rational method for their restoration [dissertation] Moscow; 1958. (In Russ.)
  11. Lebedev AT. Resource-saving directions for increasing the reliability and efficiency of technological processes in the agro-industrial complex. Stavropol; 2012. (In Russ.) EDN: PFKQAD
  12. Ponomarev SD. Springs, their calculation and design. Moscow: MASHGIZ; 1954. (In Russ.)
  13. Patent RUS 2680659 / 25.02.2019. Bull. 6. Lebedev AT, Ochinsky VV, Zakharin AV. Integral electrical method for non-destructive testing of the state of a helical coil spring and a device for its implementation. (In Russ.) EDN: MKDXVC

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема устройства для неразрушающего контроля состояния винтовой цилиндрической пружины: 1 — цилиндрическая пружина; 2 — микроомметр; 3 и 4 — клеммы; 5 — динамометр на растяжение; 6 — динамометр на сжатие; 7 — рама; 8 — опорная плита; 9 и 10 — вертикальные стойки; 11 — верхний поперечный элемент; 12 — средний поперечный элемент; 13 — диэлектрические прокладки.

Скачать (125KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Пружины клапана внутренние 240-1007046-А5: а — наработка 2000 мото-часов; b — наработка 6500 мото-часов.

Скачать (361KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Значение мультиметра.

Скачать (257KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».