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表面粗糙度的检测方法论文

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表面粗糙度的检测方法论文

1.比较法:将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较,多用于车间,评定表面粗糙度值较大的工件。 2.光切法:是应用光切原理来测量表面粗糙度的一种测量方法。常用仪器——光切显微镜,(双管显微镜)。 该仪器适用于车.铣.刨等加工方法获得的金属平面。或外圆表面。主要测量Rz值,测量范围为Rz0.5~60µm。 3、干涉法: 是利用光波干涉原理测量表面粗糙度的一种测量方法。常用仪器是干涉显微镜。主要用于测量Rz值。测量范围为Rz0.05~0.8µm。一般用于测量表面粗糙度要求高的表面。 4、针描法: 是一种接触式测量表面粗糙度的方法,最常用的仪器是电动轮廓仪,该仪器可直接显示Ra值,适宜于测量Ra值0.025~6.3µm。 5、印摸法: 在实际测量中,常会遇到深孔,盲孔。凹槽,内螺纹等既不能使用仪器直接测量,也不能使用样板比较的表面。这是常用印摸法。印摸法是利用一些无流动性和弹性的塑性材料(如石蜡等)贴合在 被测表面上。将被测表面的轮廓复制成模。然后测量印模,从而来评定被测表面的粗糙度。 一般采用1、4,电动轮廓仪也称为粗糙度仪,国内很多仪器供应商都有,例如:北京时代

表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度等等都有密切关系,对机械产品的使用寿命和可靠性都有重要影响,因此,我们在转化图纸时一定要意识到粗糙度的重要性。粗糙度图纸上一般会有Ra Rz两种标注方式,下面就主要介绍这两种表示粗糙度的表示方式。粗糙度Ra粗糙度Ra表示:轮廓的算术平均偏差,在取样长度lr内轮廓偏距绝对值的算术平均值。因此在实际测量的时候测量点收集数目越多,Ra值就会越准确。数学表达式可以表述为:举个例子:在取样长度上取了十个点,刚好是5个波峰,5个波谷。5个波峰距离轮廓中线的距离是+5、+7、+3、+2、+3,5个波谷的数值是-3,-4,-1,-6,-1,那么它的粗糙度为:粗糙度Rz粗糙度Rz表示:轮廓最大高度Rz轮廓封顶线和谷底线之间的距离。数学表达式是:Rz=Zpmax-Zvmax还是上面那个例子的数据,它的Rz粗糙度为:Rz=+7-(-6)=13.由此我们可以看出他们之间的数值差异还是很大的,Ra比较能正确的反应整个表面的粗糙度程度,Rz一般代表的是粗糙度的最大值,我们可以通过他们两个的定义看出,他们之间不存在确定的数学换算关系,他们之间有一个普遍应用的折算表:但是上表的Rz是基于旧版国标中对于Rz的定义,在新的国标GB/T 1031-2009中已经不采用该表述。旧版的Rz是指在取样长度内5个最大的轮廓峰高的平均值与5个最低的轮廓谷深的平均值之和数,数学表达式是:还是以上面例子的数据为例,得出Rz=7,可以看出新版的Rz比旧版的要求高,在出现较大峰值或谷深时,新版的粗糙度数值较旧版会有较大差异,但在不出现极端较大波峰或谷深时两者的差别不大。在我们国内GB/T 1031-2009中推荐优先使用Ra,因此一般我们国家图纸多采用Ra,Rz一般外国图纸采用的较多。

表面粗糙度的检测程序序号测量方法检验程序说明当工件表面粗糙度比规定的粗糙度明显的好或不好,不需用更精确1目测检查的方法检验。工件表面存在着明显影响表面功能的表面缺陷,选择目测法检验判定2比较检查若用目测检查不能做出判定,可采用视觉或显微镜将被测表面与粗糙度比较样块比较判定若用粗糙度比较样块比较法不能做出判定,应采用仪器测厨:①对不均匀表面,在最有可能出现粗糙度参数极限值的部位上进行测量;②对表面粗糙度均匀的表面,应在几个均布位置上分别测量,至少测量3次;③当给定表面粗糙度参数上限或下限时,应在表面粗糙度参数可能出现最大值或最小值处测量;3仪器检查④表面粗糙度参数注明是最大值的要求时,通常在表面可能出现最大值(如有一个可见的深槽)处,至少测量3次;测量方向:①图样或技术文件中规定测量方向时,按规定方向进行测量;②当图样或技术文件中没有指定方向时,则应在能给出粗糙度参数最大值的方向测量,该方向垂直于被测表面的加工纹理方向;③对无明显加工纹理的表面,测量方向可以是任意的,一般可选择几个方向进行测量,取其最大值为粗糙度参数的数值检测表面粗糙度的常用方法序号检验方适用参数及法范围(µm)直接目测:样块1比较法用放大镜:Ra>0.32~0.5;说明以表面粗糙度比较样块工作面上的粗糙度为标准,用视觉法用样块进行比较检验时,样块和被测表面的材质、加工方法应尽可

比较测量法:将被测表面与标准粗糙度样板作比较,评定粗糙度等级。粗糙度样板(又称粗糙度标准块),是以不同的加工方法(车、刨、平铣、立铣、磨等)制成的一组金属块。

比较法测量简便,使用于车间现场测量,常用于中等或较粗糙表面的测量。方法是将被测量表面与标有一定数值的粗糙度样板比较来确定被测表面粗糙度数值的方法。比较时可以采用的方法:Ra>1.6μm时用目测,Ra1.6~Ra0.4μm时用放大镜,Ra。

比较法

表面经磨、车、镗、铣、刨等切削加工,电铸或其他铸造工艺等加工而具有不同的表面粗糙度。有时可直接从工件中选出样品经过测量并评定合格后作为样块。利用样块根据视觉和触觉评定表面粗糙度的方法虽然简便,但会受到主观因素影响,常不能得出正确的表面粗糙度数值。

表面粗糙度测量是将表面粗糙度比较样块(简称样块)根据视觉和触觉与被测表面比较,判断被测表面粗糙度相当于那一数值,或测量其反射光强变化来评定表面粗糙度(见激光测长技术)。

以上内容参考:百度百科-表面粗糙度测量

表面粗糙度及检测论文2000字

机械设计的水平对产品的质量、性能、研发时间和经济效益等有直接或间接的影响。下文是我为大家整理的关于机械设计方面毕业论文的范文,欢迎大家阅读参考!

浅谈机械零部件设计的新思路

摘 要:机械零部件设计是人类为了实现某种预期目标而进行的一种创造性活动,是人们以长期经验积累为基础,通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计有很多局限性,因此笔者提出了机械零部件设计的新思路。

关键词:机械;零部件;设计;新思路

机械零部件设计的传统模式是采用手工计算及绘图,虽然现在已有不少设计人员使用了计算机绘图但基本上还停留在计算机绘图的初级阶段段有将计算机在机械零部件设计的优化方面的优势充分发挥出来,就使设计的准确性较差池因为设计思路的老套化,使在生产过程中不断地出现问题设计不断地修改、修正就使其效率更低。

1、设计核心思想――创新思维

1.1运用创造思维

设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现,包括观察力、记忆力、想象力、思维力、表达力、自控力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。它是社会前进、科技进步的基本动力之一,其中想象力和思维力是创造力的核心,它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换,创造表达出新成果的整个创造活动的中心。设计者不是把设计工作当成例行公事,而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动,掌握必要创新方法,加强学习和锻炼启觉开发创造力,成为一个符合现代设计需要的创新人才。创造力的开发可从培养设计人员的创新意识、提高创新能力、士曾加创新实践等方面进行。

1.2运用发散思维

发散思维又称辐射思维,是以欲解决的问题为中心,思维者打破常规,从不同方向,多角度、多层次地考虑问题。通过提出各种不同的解决问题的途径求出多种不同的答案,才从中选出最优解决方案的思维方式。例如若提出“将两个零部件联结在一起”的问题,常规的办法有焊接、胶接、铆接、捆绑、螺栓连接等各种各样的常规方式。但运用发散思维思考以后,就可得到利用电磁力、摩擦力、压合力、抽真空、冷冻等等方法。利用发散思维可能会找到更好的更优化的解决问题的方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一在技术创新和方案设计中具有重要的意义。

1.3运用创新思维

创新思维是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下,将各种信息重新综合集成产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等在求异和突破中体现创新。

2、科学地进行机械零部件设计

2.1把握机械零部件设计的主要内容

机械零部件设计是机械设计的重要组成部分,是机械总体设计的基础。机械设备中的各种机构和构件及它的各种运动功能,都是通过机械零部件的精心设计、绘制出零部件的加工制造图和各部件的装配图再通过机械制造过程中的精细加工及各合格零部件的组合装配得以实现了机械设备的设计功能。

机械零部件设计的主要内容包括:根据机械设备方案设计和总体设计的要求阴确零部件的工作要求、性能、参数等,选择零部件的构形、材料、精度等,进行失效分析和工作能力计算,画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足由零部件设计所决定的机械零部件的综合质量对强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性、精度、加工及装配工艺性、维修、生产成本等方面的要求,还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。

2.2严格计算机械零部件的失效形式

机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效,其失效形式主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。故在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析预估失效的可能性采取相应措施,其中包括理论计算及计算准则。

常用的计算准则如下:一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力;二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷的作用下,抵抗弹性变形的能力;三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械,在工作时应避免发生共振;四是耐热性准则。为了保证零部件在高温下正常工作,应合理设计其结构及合理选择材料,必要时须采用有效的降温措施;五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后,将会导致零部件失效报废。只有综合考虑才能最大可能地避免零部件的失效。

2.3正确选择机械零部件表面粗糙度

表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标,是检验零部件表面质量的主要依据;其选择的合理与否,直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。在机械零部件设计工作中表面粗糙度的选择应用最广的是类比法,此法简便、迅速、有效。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。

在实际应用中,对于不同类型的机器,其零部件在相同尺寸公差的条件下对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。对于不同类型的机器,其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。故在设计工作中,表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发,全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性才能作出合理的选择。

2.4全面优化机械零部件设计方法

要充分运用机械学理论和方法包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展,对设计的关键技术问题能作出很好的处理,一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计(CAD)是把计算机技术引入设计过程环节,用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。

CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化并成为现代机械设计的重要组成部分。目前,CAD技术向更深更广的方向发展,主要表现为:基于专家系统的智能CAD;CAD系统集成化,CAD与CAM(计算机辅助制造)的集成系统(CAD/CAM);动态三维造型技术;基于并行工程面向制造的设计技术(DFM);分布式网络CAD系统。

参考文献:

[1]王月强:《现代机械产品的零部件设计创新研究》[J]交通世界(建养.机械),2012(06)

[2]谢志坤/路平/史科科/刘伯聪:《轻量化技术在机床设计中的应用》[J]制造技术与机床,2012(12)

机械设计制造自动化探讨

摘要:本文对机械自动化与传统的机械制造技术进行了比较分析,指出了智能化的机械设计制造成为发展趋势。机械自动化在机械制造上具有低成本、高效率和多功能的有点,能够满足人民生活和生产的多元化需求。本文中论述了机械自动化的设计的原理、优点与效益以及发展方向。

关键词:机械制造自动化原则发展方向

1 机械制造自动化符合设计的原则

1.1 满足对机器的功能要求。

任何一种产品的开发都是为了满足人们某种需求为目的的,不同的产品具有不同的性能。任何机械设计都要能够对输入的物质、能量和信息进行处理,输出需要的物质、信息和能量。机械自动化系统也应该具有这种功能,能够对物质、信息和能量进行处理。机械自动化系统包括和机电一体化产品和机电一体化技术的内容,作为产品, 又包含着设计、 制造和特定的功能以满足使用要求,而功能是由其内部有机联系的结构所决定的。

1.2利用先进技术不断创新。

根据产品或系统的功能不同,可对产品或系统进行分类。以物料搬运、加工为主,输入物质、能量和信息,经过加工处理,主要输出改变了位置和形态的物质系统称为加工机。以能量转换为主,输入能量和信息,输出不同能量的系统,称为动力机,其中输出机械能的为原动机。以信息处理为主,输入信息和能量,主要输出某种信息。

机械自动化系统除了具备上述必须的主功能外,还应具备其它内部功能,即 控制功能、动力功能、检测功能、构造功能。基于上述的功能构成原理,既有利于设计或分析各种机械自动化的产品,又有利于开拓思路,便于创造发明和创新。

2 机械自动化系统的优点与效益

2.1生产能力和工作质量提高。

机械自动化产品具有信息自动控制和自动处理的功能,其检测的精度和灵敏度有很大的提高,通过自动化控制系统能够保证机械的能按照计划完成动作,使制造过程不受操作者主观因素的影响,保证最佳的工作质量和较高的产品合格率。同时,由于机械自动化产品实现了工作自动化,所以生产力大大提高。

2.2使用安全性和可靠性提高。

机械自动化系统都有报警、监视、诊断和保护等功能。如果在工作中遇到过流、过压、过载、短路等电力故障时,能够自动停止工作,保护机械设备的完好,避免或减少人身事故,提高了设备的安全性。机械自动化产品由于采用电子元器件,减少了机械产品中的可动构件和磨损部件,从而使其具有较高的灵敏度和可靠性,故障率降低,寿命得到了延长。

2.3调整和维修方便,使用性能改善。

机械自动化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机械自动化产品的控制系统中,而不需要改变产品中的任何部件和零件。对于具有存储功能的机械自动化产品,可以事先存入若干套不同的执行程序,然后根据不同的工作对象,给定一个代码信号输入,即可按指定的预定程序进行自动工作。机械自动化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。

2.4改善劳动条件,有利于自动化生产。

机械自动化产品自动化程度高,是知识密集型和技术密集型产品,是将人们从繁重的体力劳动中解放出来的重要途径,可以加速工厂自动化、办公自动化、农业自动化、交通自动化甚至是家庭自动化,从而可促进我国四个现代化的实现。

3机械设计制造及其自动化的发展方向

3 .1智能化。

智能化是21 世纪机械自动化技术发展的一个重要发展方向。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混饨动力学等新思想、新方法。模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得更高的控制目标。诚然,使机械自动化产品具有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。

3.2模块化。

模块化是一项重要而又艰巨的工程。 由于机械自动化产品种类和生产厂家繁多, 研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机械自动化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能减速、 电动机于一体的动力单元, 具有视觉、 图像处理、 识别和测距等功能的控制单元以及各种能完成典型操作的机械装置。 这样, 可利用标准单元迅速开发出新的产品,同时也可扩大生产规模。

3.3网络化。

网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育以及人们日常生活带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一体,企业间的竞争也趋于全球化。机械自动化的新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快会畅销全球。由于网络化的普及,基于网络的各种远程控制和监测技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机械自动化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势。

3.4微型化。

微型化指的是机械自动化向微观领域发展的趋势。国外将其称为微电子机械系统,或微机械自动化系统,泛指几何尺寸不超过1 cm3的机械自动化产品,并向微米、纳米级发展。微机械自动化产品体积小、耗能少、运动灵活, 在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机械自动化发展的瓶颈在于微机械技术,微机械自动化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

4结论

现代机械自动化在设计和制造上具有多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义,所以机械的设计、制造都是围绕着机械自动化来进行的。机械自动化技术所面临的共性关键技术是传感检测技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动化控制技术、接口技术、精密机械技术及系统总体技术等。设计人员不能只热衷于技术引进,不能仅仅安心于作为新技术的传播者, 而应该作为新技术产业化的创造者,为机电一体化技术发展开辟广阔的天地。

参考文献:

[1]吴俊松.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].黑龙江科技信息,2013(11):45-46.

[2]罗碧龙.机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J].科技与企业,2013(8):105-106.

[3]刘超.我国机械设计制造及其自动化发展方向研究[J].河南科技,2013(6):66-67.

机械制图是职业院校机械类专业非常重要的一门专业基础课,机械制图教学质量的好坏直接影响学生的职业生涯。下文是我为大家搜集整理的关于机械制图方面的论文的内容,欢迎大家阅读参考!

浅谈机械制图测绘教学改革与实践

摘 要:机械制图测绘在设备维修、改造、仿制产品、技术资料完善等方面具有重要的意义,是工程技术人员必须掌握的基本技能,高职院校应加强这方面的训练。零件测绘是学生全面综合运用所学知识解决实际问题的过程,对培养适应生产第一线的应用型、技能型人才具有重要意义,本文作者根据多年的测绘教学实践,分析了现有机械制图测绘教学存在的问题,提出了改进的建议,以期达到提高学生测绘实训的教学效果。

关键词:机械制图测绘;提高教学效果;能力培养

中国社会经济的飞速发展对职业能力要求逐步提高,对从业人员的专业能力、社会能力等要求的综合化程度也相应提高。高职院校承担了目前国内职业技能从业人员的培养,为了能适应社会需要,高职教育应以就业为导向,以服务为宗旨,培养实践技能强、能“直接上岗”的应用技能型人才。

机械制图测绘在设备维修、改造、仿制产品、技术资料完善等方面具有重要的意义,是工程技术人员必须掌握的基本技能。现在很多高职院校对学生进行技能抽查,而制图这门课主要就是抽查学生的制图测绘能力,因此,高职院校应加强这方面的训练。作者根据多年的测绘教学实践,谈谈如何切实做好《机械制图测绘》这门课程的教学工作。

一、目前测绘实训中存在的问题

1.制图测绘指导书过于简单

我们原来用的制图测绘指导书,主要包括:测绘目的和任务,测绘内容和要求,测绘进程安排,部件示意图,主要零部件的测绘方法和步骤,考核方式等,而对测绘工具使用、零件配合精度、表面粗糙度、形位公差、技术要求等内容没有加以说明,而这些内容分散在制图教材的各个章节,学生难以形成系统认识,以至于—些学生零件草图画好后,不知道怎样使用测量工具和标注尺寸,不懂怎么给产品制定技术要求。

2.忽略草图的重要性

零件草图是画零件图的依据,有时还要直接用于加工生产所急需的配件。所以,零件草图除由徒手画出和无须严格遵守比例关系以外,其他内容均和零件图完全相同。但一些学生在测绘中,总觉得用直尺圆规绘制的零件图、装配图才是重要的,而徒手绘制的零件草图不重要,就是一个草稿,因此在视图表达方案的选择、尺寸的标注、技术要求的注写等方面都表现出较大的随意性,影响了装配图和零件工作图的质量。

3.尺寸标注不完整、不合理

学生在测绘中,无论是在装配图上标注尺寸,还是在零件图上标注尺寸,都会出现漏标注或重复标注。另外尺寸基准选择不合理,重要尺寸不直接给出,相关联零件尺寸标注不一致等现象也时有发生。

4.技术要求标注不合理

学生在测绘中,由于欠缺制造及加工工艺方面的知识和实践经验,对合理制定技术要求往往会感到非常棘手,标注的表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、热处理等往往不符合零件的功用和装配的要求,错误较多。

5.相关手册、资料查阅不到位

学生在零件测绘中,手工绘制好零件草图后,必须查阅手册和资料,选用合适的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和金属的材料等。而在测绘部件中的常用件和标准件时,应查阅有关国家标准,正确确定零件的有关尺寸及结构参数。但由于前面的制图课学时有限,学生平时练习不足,加上课本附录上标准及有关参数列举有限,学生没有得到充分的锻炼,查阅文献的能力不强,因此造成部分学生在网上下载相似的零件,不加思考,直接照搬,有的甚至直接抄袭,这对培养学生树立工程观念,强化工程素养极为不利,也达不到应有的教学效果。

6.师生角色转换不到位

在以往的测绘实习中,多数教师仍是测绘实践课程的主导者,现实中多以教师讲授、指导为主,学生的参与度低,整个测绘过程,气氛较为沉闷,学生抄袭现象严重,这对培养学生的实际动手能力和综合分析能力极为不利。

7.测绘成绩评定方法不合理

传统的评定成绩方法,主要是根据学生上交的零件草图、零件工作图、装配工作图的质量为主要评定依据,给出成绩。这种只求结果,不注重过程,不能全面反映学生的真实工程测绘能力,反馈不了测绘效果,也让抄袭者钻了空子,造成学生埋怨考核不公平的消极心理,调动不了学生的学习积极性。

二、提高机械制图测绘周教学效果的措施探讨

1.完善制图测绘指导书

为了培养学生独立分析问题和解决问题的能力,并且能保质、保量、按时完成部件测绘的任务。我们对制图测绘指导书进行了修改,在绘制零件草图中,增加了画零件草图的基本要求、注意事项、视图选择的一般原则、作图步骤、尺寸标注方法、材料的选用、尺寸公差的选用、表面粗糙度和形位公差的选择方法,此外还增加了常用量具介绍、测量零件的常用方法、相关表格、国标和常见错误等,这样更便于学生查阅和自行纠正错误,提高学习效率。

2.加强学生徒手绘制零件草图的能力

在生产实践中,讨论设计方案、技术交流、现场参观等受现场条件或时间限制的场合都需要徒手绘制草图。徒手绘图是工程技术人员进行构思、设计必备的一种基本技能。

徒手绘图能力对训练学生的图示观察思维能力,特别是对培养学生的动手能力有极大好处,因此,在测绘过程中应加强学生徒手绘图的训练,严把测绘质量关,把绘制零件草图的成绩纳入最后的考评成绩,引起学生的重视。

3.重视和加强尺寸标注的训练

尺寸标注是测绘教学的一个重要内容,同时也是一个难点,因此教师要利用测绘的机会,适时给学生讲解零部件尺寸标注的方法,重点要求学生掌握测绘中尺寸基准的选择,了解尺寸的圆整,公差的选用,学会查找相关资料与确定参数等。教师在这一环节中起主导作用,引导学生正确标注零件图和装配图上的尺寸。

零件图的尺寸标注,应做到正确、完整、清晰、合理,且能满足设计要求和工艺要求。标注尺寸时要求学生做到: ①从设计要求和工艺要求出发,选择恰当的尺寸基准,不要注成封闭尺寸链。②尺寸应尽量注在视图外边、两视图之间。③部件中两零件有联系的部分,尺寸基准应统一。④对于标准结构,如螺纹、退刀槽、齿轮,应把测量结果与标准核对,采用标准值。⑤重要尺寸,如配合尺寸、定位尺寸、保证工作精度和性能的尺寸等,应直接标注出来。⑥尺寸标注要考虑便于加工和测量。 装配图的尺寸标注和零件图不同,它不是用来直接进行零件加工,故不需要注出每一个零件的全部尺寸,只需标注出与装配、检验、安装、使用要求等方面有关的尺寸。装配图中的尺寸大致可分为以下几种:性能(或规格)尺寸、装配尺寸、安装尺寸、总体尺寸和其他重要尺寸,这五类尺寸需根据装配体的构造情况进行标注,并不是所有装配体都具备这五类尺寸。

4.合理选择技术要求

零部件测绘中,由于学生缺乏生产实践经验和机械加工工艺方面的有关知识,对合理制定技术要求往往感到非常困难,这就要求教师在部件测绘中引导学生对互相关联的零件进行观察、分析,在真实、正确的表象中获得常见机械结构的感性认识。比如有配合关系的零件,为了具有互换性,就需要给出恰当的尺寸公差和表面粗糙度要求。有的零件要求既耐磨又耐冲击,往往还要进行热处理。要恰当选择零件材料,还需熟悉常用金属材料的性能等,因此教师应从以下方面引导学生正确标注技术要求:

(1)材料的选择。

零件材料的选择,可根据实物并结合有关标准、手册的分析来确定。常用的金属材料有碳钢、铸铁、铜、铅、铝及其合金。参考同类型零件的材料,用类比法确定。

(2)表面粗糙度的选择。

零件表面粗糙度等级可根据各个表面的工作要求及精度等级来确定,可以参考同类零件的粗糙度要求或使用粗糙度样板进行比较确定,一般接触表面、有相对运动表面、受周期载荷的表面、耐腐蚀或要求密封的表面,表面粗糙度要求较高。

(3)形状和位置公差的选择。

形状和位置误差将会影响机器或仪器的工作精度、连接强度、运动平稳性、密封性和使用寿命等,特别是对经常在高温、高压、高速及重载条件下工作的零件影响更大。例如,孔与轴的配合中,由于存在形状误差,对于间隙配合,会使间隙分布不均匀,加快局部磨损,从而降低零件的寿命;对于过盈配合,则使过盈量各处不一致。无特殊要求时一般不标注形状和位置公差。

(4)尺寸公差与配合的选择。

尺寸公差与配合的选择是在基本尺寸已经确定的情况下进行的尺寸精度设计,是对基准制、公差等级和配合种类进行的合理选择,它选择的原则是:在满足使用要求的前提下,获得最佳的技术经济效益。我们在测绘中通常采用类比法,参考相类似的部件的公差配合,通过分析比较来确定,合理选择公差配合,可以促进互换性生产,有利于提高产品质量,降低生产成本。

5.培养学生查阅资料和手册的能力

学生是未来的工程技术人员,应该培养他们查阅资料和技术手册的能力,学生在测绘中,遇上问题不要先问,而是先查,查阅标准、查阅教材、查阅手册。例如齿轮油泵,该部件中有螺栓连接、销连接,有齿轮传动,这些结构都需要学生动手去查阅有关手册,确定相关参数,保证零件尺寸和结构的正确性,这种训练为学生今后走上工作岗位,能独立完成工作打下基础。

6.转变师生角色,以学生为中心

制图测绘是在全面地学完了《机械制图》的基本理论之后开设的实践环节,是为了培养学生对机械制图课程的综合应用能力及动手能力,因此在整个教学实训过程中,要始终坚持学生处于主体的地位,教师只起到指导点拨的作用,切忌教师从布置到画图均面面俱到,使学生失去了主动性。

测绘中,教师应尽可能多地让学生多动手、多思考,多摸索,鼓励学生发现问题,并自己去解决问题,而教师则适当引导。例如如何拆卸部件并画装配体示意图、如何测量尺寸、如何确定零件的表达方案、如何查阅技术资料、如何较好地画出零件、装配体草图等,这些内容都由学生自己组织讨论、分析、研究,查阅资料,自己动手完成,而教师更多地起到辅导、引导、参谋、发现错误、提出修改意见的作用。这样可以很好地培养学生的实际动手能力、综合分析能力以及团队的协作精神。

7.改革测绘实训考核办法,提高测绘质量

测绘实训考核的目的是检验学生对已学知识与技能的掌握情况,也是对教师教学效果的一种评估。教师应改变那种仅仅根据装配图和零件图的图面质量来考核评价学生的做法,应采用过程考核和作品考核相结合的方式,制订比较科学合理的测绘考核体系,这对提高学生的实训效果十分重要。作者认为可以从以下几方面对学生进行考核:

(1)过程考核。教师在指导测绘过程中,对学生的学习态度、测绘进度、出勤情况应作详细记载,然后按比例给出成绩。

(2)提问考核。在每一个项目的教学过程中,通过与学生的探讨和提问考察其对理论知识的掌握、理解和应用等方面的能力,并做好记录;对学生的零件草图,采用一对一的批阅方式,通过提问可以考核学生独立完成图纸的情况和查找资料的能力,同时还可以帮助学生进行知识的查漏补缺,有效地抑制抄袭现象,调动学生的学习积极性。

(3)作品考核。主要是对学生上交的装配图和零件工作图进行考核,教师应列出科学合理的评分标准,对每个学生的作品给出公正的评价,对学生的劳动成果给予充分的肯定。

(4)答辩考核。测绘结束后,由专业教师组成答辩小组,对学生进行答辩及综合成绩考核,要求学生对整个测绘过程作一个描述,谈一谈自己的学习体会,再回答一些专业方面的问答,老师根据答辩情况给予一定的成绩。

对学生作全方位考核,评定出综合成绩,可以使制图测绘真正收到实效。

8.补充一些测绘实训内容

对成绩好、画图快的学生,可以让他们用CAD画零件工作图,这样可以保持他们对学习的浓厚兴趣,也使测绘实习的内容更加全面。

通过改革传统做法,优化测绘教学,为学生营造了良好的理论联系实际的环境,不仅提高了学生的绘图能力、读图能力、测绘能力和资料查阅能力,而且培养了学生团结协作、踏实工作、善于分析与一丝不苟的工作作风,为今后的专业课学习和走向生产一线工作打下了良好的基础。

参考文献:

[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2007.

[2]叶晓平,胡小平.加强制图测绘周环节教学 培养学生工程素质[J].丽水学院学报,2009(5).

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表面处理技术在模具发展中有着重要的作用。这是我为大家整理的表面处理技术论文,仅供参考!

显示器防护玻璃表面处理技术

摘 要:采用酸溶液湿法腐蚀和镀制增透、保护膜层的方法,对某型仪表用显示器防护玻璃表面进行了工艺处理,使得表面反射率降低到2%以下,产品可见光波段平均透过率达到86%,表面硬度提高到7.0GPa。产品性能检测和试用情况表明,防护玻璃具有较好的防眩、增透和抗划伤的作用,使用效果良好。

关键词: 防护玻璃;表面处理;反射率;硬度

中图分类号:TQ34 文献标识码:A

Display Protective Glass Surface Treatment Technology

WANG Bao-song, ZHANG Guo-sheng, XIE Qin

(Jinling machine factory of Jiangsu province, Nanjing Jiangsu 211100, China)

Abstract: Display protective glasses of a certain type instrument were technically processed by use of wet etching with acid solution and AR protective coating method. The reflectivity of surface was reduced to 2% below, the average transmittance of products was 86% in visible light, and the hardness of surface was enhanced to 7.0 GPa. The products' performance testing and trials expressed that, the protective glasses have good anti-glare, antireflective, scratch-resistant process and good behaviors.

Keywords: protective glasses; surface treatment; reflectivity; hardness

引 言

显示器作为当今社会一种极为常见的数据和信息的显示方式,在电脑、手机、仪器、仪表等多种设备上具有广泛的应用。根据特殊使用环境的要求,一些仪器设备的显示器往往不直接暴露于外界环境之下,而是在其外部增加一层防护玻璃。防护玻璃的作用主要是保护显示器,防止损坏。针对室外使用情况而言,由于外界视场中光源的强光会在玻璃表面形成较强的反射,影响显示图像在人眼的视觉效果,因此保护玻璃需要具有防眩光、增加透射的作用。王承遇等对玻璃表面结构、表征、测试和处理等方面技术的发展情况进行了报道[1],文献[2]中指出防眩有三种途径:表面刻蚀、喷涂小颗粒成膜和表面镀膜。在多种防眩处理方法中,化学蚀刻因其方法简单、操作容易、适合于大面积玻璃蚀刻和大规模生产特点而倍受关注[3]。

本文介绍了对某型仪表用显示器防护玻璃的表面工艺处理的工作情况,采取酸溶液化学腐蚀的方法对防护玻璃表面进行处理以增加表面粗糙度,通过条件调节控制表面光泽度指标,使产品达到防眩作用亦不影响人眼视觉效果。后续采用硬质膜料在产品表面制备光学增透膜层,提高产品在可见光波段的透射率和表面硬度。本文制备的防护玻璃具有防眩、增透、抗划伤的作用,达到了较好的使用效果。

1 防眩层的制备

1.1 工艺条件

经材料成分分析,防护玻璃基材是以SiO2为主体,包含Na、Ca、Mg、K等离子的非晶氧化物。文献[4]中报道了在玻璃表面上采用化学腐蚀方法制备折射率连续变化的非均匀膜,该薄膜是折射率渐变的多微孔性结构,在宽光谱范围内有低的反射率,是一种耐久力较好的减反射膜。罗春炼等通过溶液组分含量的调整,研究了提高防眩玻璃透光率的影响因素[5]。对于制备条件上的控制而言,则需要适宜的腐蚀处理条件(温度、时间、反应物成分等因素),才能使玻璃获得较高的透过率和雾度指标,以达到较好的防眩效果[2]。黄腾超等进行了应用于MOEMS器件的K9玻璃湿法刻蚀工艺的研究[6]。

本文对玻璃所进行的湿法刻蚀,是采用氢氟酸和硝酸为腐蚀液,通过调节酸液比例、温度和时间参数,达到最佳腐蚀效果。腐蚀溶液是以1:1:2比例配比的氢氟酸、硝酸和水混合溶液,腐蚀温度为40℃,刻蚀时间为18~20min。刻蚀效果的评价指标为表面光泽度,即代表了表面反射率的指标高低。本文经试验制得的表面光泽度为50~51的保护玻璃,其性能符合产品性能要求的表面反射率小于2%的技术指标,达到对产品预定的刻蚀效果。

1.2 制备过程

按1:1:2的比例配比氢氟酸、硝酸和水的混合溶液,置于聚四氟乙烯容器瓶内。用水洗方法清洗玻璃表面,不需要腐蚀处理的一面用胶带纸屏蔽起来,将玻璃样片浸泡于混合液中,整体置于水浴恒温箱内,设置水浴恒温箱温度至40℃,保持时间18~20min。反应结束后立即取出玻璃样片,用蒸馏水清洗表面残留混合液,去除屏蔽层,并烘干表面水分。采用表面光学测定仪测量玻璃处理表面的光学反射特性,以保证样品质量。

2 增透、保护膜层的制备

2.1 膜层设计

根据防护玻璃产品的特点要求,需要在表面制备增透、保护膜层以增加光学透射和提高表面硬度。根据双层减反射膜设计原理,若限定镀制在折射率为ng的基底材料上的外层折射率为n1、内层折射率为n2的两层膜的厚度都是λ/4时,欲使波长λ0的反射光减至零,它们的折射率满足如下关系[4]

基底玻璃材料的折射率为1.517,若外层膜选用折射率为1.38的MgF2膜料,经(1)式计算可得n2值为1.70,故内层选用折射率为1.66的Al2O3膜料。在双层减反射膜的基础上构建三层减反射膜,在此两层膜中间插入半波长的ZrO2层,使得透射光谱平滑。在此基础上,对三层膜系结构进行优化,将厚度做了细微调节,使得平均透光率进一步提高,最后膜系结构为G/0.083Al2O3 0.125ZrO2 0.095MgF2/Air。膜系结构中采用了硬度较高Al2O3膜料,有助于提高防护玻璃表面硬度。

2.2 制备方法

文中所采用的镀膜设备为北京科学仪器有限公司生产的zzs-1100型光学真空镀膜机,有分子泵、行星转动装置、清洗离子源、光学膜厚监控仪的电子枪加热蒸发镀膜设备。镀膜前对防护玻璃表面使用乙醚溶液擦拭干净,进腔后进行离子清洗以改善表面性质,后按照膜系结构进行薄膜制备。工艺参数如表1所示。

2.3 指标检测

对膜层的光谱、附着力、摩擦等环境适应性进行了测试,膜层光谱测试曲线如图1所示,膜层的在0.4~0.76μm可见光波段范围内的平均透过率达到99%以上。经试验检测,膜层可通过GJB 2485-1995光学膜层通用规范[7] 对附着力、摩擦、温度、湿热、清擦性、耐溶性和水溶性的检测项目,质量可靠。

3 表面处理效果评析

经过防眩层处理和薄膜镀制的防护玻璃样件制作完成后,对其进行了性能指标检测。通过UV-3600紫外、可见、近红外分光光度计对样件可见光波段光谱进行测试,透射光谱曲线如图2所示,平均透光率达到86%。采用显微硬度计对玻璃样片进行硬度测试,镀膜后表面硬度达到7.0GPa,高于玻璃基底的表面硬度6.6GPa,提高了玻璃表面硬度和抗划伤能力。将防护玻璃安装于仪表显示器上,对其实际使用效果进行测试。在显示器通电状态下,通过人眼观察,显示器表面呈现清晰的图像画面。在太阳光照射情况下观察,显示器图像画面依然清晰,反射太阳光较弱,对人眼没有造成图像不清晰或不适的感觉,整体使用效果良好。

4 结 论

本文对某型仪表用显示器防护玻璃表面进行工艺处理,采用酸溶液湿法腐蚀处理获得防眩层,后利用电子枪加热蒸发镀膜方法制备表面增透、保护膜层。防护玻璃经湿法腐蚀处理,表面反射率指标降低到2%以下,镀制增透、保护膜层后,在可见光波段的平均透过率达到86%,表面硬度提高到7.0GPa。通过性能指标、环境试验和产品试用的方法对产品工艺处理效果进行评析,结果表明,采用该工艺处理的防护玻璃具有较好的防眩、增透和抗划伤的作用,使用效果良好。

参考文献

[1] 王承遇,潘玉昆,卢 琪等. 玻璃表面工程的进展[J]. 玻璃与搪瓷,2003,31(5):45-50.

[2] 吴春春,杨 辉,袁 骏等. 抗静电防眩膜研究进展[J]. 材料科学与工程,2002,20(1):133-135.

[3] 胡沛然,韩文爵,王海风等. Na2SiF6和ZnCl2对玻璃防眩光效果的影响研究[J]. 化工新型材料,2009,37(11):84-95.

[4] 唐晋发,顾培夫,刘 旭等. 现代光学薄膜技术[M]. 杭州:浙江大学出版社,2006.

[5] 罗春炼,韩文爵,王海风等. 提高防眩玻璃透过率的主要影响因素[J]. 化工新型材料,2008,36(12):89-91.

[6] 黄腾超,沈亦兵,陈海星等. 应用于MOEM S器件的K9玻璃湿法刻蚀工艺的研究[J]. 光学仪器,2004,26(2):151-155.

[7] 国防科学技术委员会. 中华人民共和国军用标准 光学膜层通用规范 GJB 2485-1995[B]. 中国标准出版社,1995.省略。

铝合金燃油箱表面处理技术

【摘 要】本文概述了铝合金的表面处理技术,通过试验验证了几种铝合金的表面处理技术,分析了铝合金燃油箱的表面处理可行性,对解决铝合金燃油箱表面氧化变暗问题,提升产品外观,延长油箱寿命等具有积极意义。

【关键词】铝合金;燃油箱;钝化;氧化;金属覆膜剂

前言

随着重卡轻量化的发展重卡上的铁质燃油箱逐渐被铝质燃油箱替代,燃油箱采用铝合金材料,不但自重减轻一半以上,内部不生锈,而且铝合金燃油箱以光洁的表面深受用户的青睐,因此这种燃油箱市场前景广阔,逐渐成为应用趋势。但是铝合金燃油箱顾客购买时外观鲜亮,色泽美观,使用大约1年左右铝合金燃油箱“黯然失色”,其表面被雨水、泥沙等腐蚀后,色泽发暗,局部产生白色粉状霉点、发黄,油箱整体色泽不一,严重影响顾客的满意度,见下图1,通过对国内规模化油箱生产企业的了解,发现铝合金燃油箱的表面腐蚀,变色各油箱生产企业都遇到过,各生产企业也在一直寻求铝油箱的表面处理技术,鉴于此笔者对铝合金燃油箱的表面处理技术进行了研究。

图1 腐蚀后的油箱

1 铝制品表面处理技术概述

铝合金燃油箱材料为铝镁合金5052,属于防锈铝,其表面自然形成一层极薄的氧化膜(0.01-0.02um),有一定的抗腐蚀能力。但这层氧化膜疏松多孔,不均匀,抗腐蚀能力不强,容易沾染污迹,因此铝合金制品通常要进行特殊的表面处理,铝合金的表面处理技术有:钝化、阳极氧化、电镀、喷涂等,这几种处理技术都比较成熟,在一些铝制品上均有应用。

电镀处理技术:铝合金燃油箱是封闭的空心容器,其重量轻,体积大,电镀虽然是一种成熟的处理工艺,电镀层外观漂亮、其耐腐蚀性也较好,但是在铝合金上直接电镀是相当困难的,因为铝表面的氧化膜使得电镀层对铝的附着力很差,因此铝合金电镀必须有特殊的表面预处理,再者铝合金的电镀成本较高,使得这种处理方式并不适合应用于铝合金燃油箱上。

喷涂处理技术:该技术的关键在于解决涂层与铝基体的附着力,因此喷涂前铝合金表面必须进行预处理,其表面预处理需要喷砂或拉毛,再加上磷化或钝化、氧化等形成喷涂底层后,才能形成良好漆膜。其工艺流程较多,喷漆成本较高,其漆膜颜色缺乏金属质感,一般顾客青睐铝合金金属的本色,因此这种处理技术也不适合铝合金燃油箱。若顾客对铝合金燃油箱的外观颜色有特殊要求,比如我公司根据客户的特殊要求也生产黑色的铝合金燃油箱,这种铝合金燃油箱必须经过预处理才能进行粉末喷涂,喷涂后的燃油箱经检测其外表面的耐腐蚀、耐侯性等性能都非常优良,只是产品成本较高。

阳极氧化、钝化、金属覆膜剂等处理技术:铝合金的表面处理技术中阳极氧化是应用最光与最成功的技术,也是研究和开发最深入与最全面的技术,经过阳极氧化处理其表面生成的氧化膜,耐蚀性、耐磨性、装饰性都有显著的提升,其表面可以生成透明的膜,也可以着色成各种彩色的膜。铝合金的钝化处理、金属覆膜剂处理等其工艺流程简单可以将铝制品直接浸入钝化液或者金属覆膜剂溶液中,也可以喷淋在铝制品上。这种处理技术属于化学转化处理,其表面形成的化学转化膜整体性能虽不及阳极氧化膜,但是这种处理技术经济、简便、快速、生产线简单,特别适合大批量零部件的低成本生产。

每种铝制品需要考虑多种因素,选择适合具体产品的处理技术,铝合金燃油箱的表面处理技术方面,目前国内对其研究的还较少,还没有成熟的处理工艺。为此笔者根据铝合金燃油箱的特点,对几种有可能应用的处理技术开展了工艺试验,探索最适合铝合金燃油箱的表面处理技术。

2 铝板表面处理技术试验过程

2.1 提供的试板情况

(1)阳极氧化膜试验,分别对铝合金板材进行了5um ,8um,12um的阳极氧化试验;

(2)透明钝化膜试验,与某钝化技术公司合作开展了铝合金的透明钝化处理试验;

(3)覆膜剂试验,与某化工公司合作开发的铝合金用金属覆膜剂,开展了相关工艺试验。

2.2 开展的试验如下

(1)耐柴油性试验

经各种表面处理的铝板,浸入柴油,经过120h浸泡,检验铝板表面膜层的完好性、附着力、厚度等都合格。

(2)耐泥浆试验

对各种表面处理的铝板经过240小时耐泥浆试验,试验结果全部合格,

(3)盐雾试验

进行了96h的盐雾试验,经处理的试板全部合格,随后再经过120h的盐雾试验,经处理的试板全部合格。

(4)耐灰浆(水泥)试验

第一次试验96h,第二次试验120h,试板经第一次96h水泥试验,未进行表面处理铝板不合格,其余铝板全部合格,第二次经120h水泥试验,透明钝化及金属覆膜处理的铝板合格,阳极氧化处理铝板有轻微腐蚀痕迹,清洗后留有白色痕迹。

2.3 试验结果分析

针对铝合金燃油箱的特殊性,笔者对成熟的几种铝板表面处理技术开展了相关工艺试验,对每种表面处理的铝板都进行了耐柴油性试验,耐泥浆试验,盐雾试验,耐水泥试验。从试验结果来看透明钝化表面处理技术,在铝板表面形成的钝化膜抵抗外界各种腐蚀的的能力较强,能够满足铝合金燃油箱的使用要求;阳极氧化表面处理技术,在铝板表面形成的阳极氧化膜,在耐水泥试验后表面存在轻微的腐蚀,通过对这种阳极氧化膜的深入分析,阳极氧化膜的膜厚及封孔质量是关键控制点,通过对本试验形成的阳极氧化膜检测,其封孔质量不达标,这种阳极氧化膜的其他性能满足使用要求,通过对5um、8um、12um阳极氧化膜的分析,考虑成本及阳极氧化膜的色泽与铝合金燃油箱的本色差别,5um、8um的阳极氧化膜可以应用于铝合金燃油箱的表面处理,需要注意控制阳极氧化膜的封孔质量。

表面进行金属覆膜剂处理,这种表面处理技术与透明钝化的处理技术类似,其优良的耐油、耐高温、防腐及操作方便性,在不改变金属现有外观情况下对各类易氧化金属表面可轻松实现长效防腐效果,是这几种处理技术效果最优的处理方式。

3 结论

本文针对铝合金燃油箱的使用要求开展了相关试验,通过试验验证了透明钝化、阳极氧化、金属覆膜剂表面处理技术应用于铝合金燃油箱的可行性。通过对铝合金燃油箱的适当的表面处理,不仅提高了铝产品外观,还改进了耐蚀、耐候性,满足了铝合金燃油箱的特殊使用要求,延长了产品使用寿命。

本文介绍的透明钝化、阳极氧化、金属覆膜剂表面处理技术,效果好,成本低,可以应用于铝合金燃油箱的工业化生产。

参考文献:

[1]朱祖芳.铝合金阳极氧化与表面处理技术[M].北京:化学工业出版社,2004.

表面检测方法的选择论文

表面涂覆技术是指在材料表面涂覆一层新材料的技术,如电镀(或化学镀)、喷漆(或上涂料)、热喷涂和气相沉积技术等等。下面是我精心推荐的一些表面涂覆技术论文,希望你能有所感触!

达克罗涂覆工艺及涂层检验要点浅析

【摘要】讲述了达克罗的工艺流程,并简单介绍了达克罗涂层的一些检验方法。

【关键词】达克罗;涂覆工艺;常见缺陷;检验方法

0.前言

达克罗涂层(欧美称DACROMET,日本称DACROTIZED),是由片状锌粉、铝粉、含铬的金属盐及粘合剂组成的涂液涂覆于零件表面,经烧结而形成的一种全新结构和性能的防护层。该涂层具有无公害、无氢脆、优良的耐蚀性、浸透性、耐热性等特点。作为汽车、铁路、公路交通、电力、建筑、桥梁等行业中小零部件的防腐处理,已在世界范围内得到了广泛的应用。

1.涂层耐蚀性能机理

达克罗处理液主要由铝粒、铬酐和树脂组成,经固化成膜。在成膜过程中,CrO3大部分转化为Cr2O3,生成无定形的Cr2O3·CrO3,它作为粘结剂,将基体与铝粒、铝粒与铝粒粘结起来,其结构科分别表示Fe·(FeO·Cr2O3 ·CrO3·Al2O3)·Al,Al·(Al2O3·Cr2O3·CrO3·Al2O3)·Al。除此之外,树脂固化形成的体型网状结构,使涂层结构更加致密。由于涂层结构独特,其耐蚀机理可作如下分析:

1.1屏蔽作用

涂层一方面通过钝化作用生成复杂化合物,把涂层与基体结合起来,另一方面又通过树脂固化反应,生成体型网状立体结构,把涂层与基体更牢固地粘结在一起。涂层与基体间既存在化学作用,又存在物理作用。这种紧密结合的涂层,起更好的隔离腐蚀介质的作用。

1.2钝化作用

达克罗处理液中,铬酸与铝粒和基体金属发生化学反应,生成致密的铬酸钝化膜,使基体的耐蚀性能大为提高。

1.3电化学保护作用

达克罗涂层实质上采用阴极保护法来提高金属的耐蚀性能。涂层中微细铝粒紧密排列于钢铁表面。铝的电极电位远小于铁的电极电位。当涂层受到局部破损或有腐蚀介质浸入时,铝作为腐蚀微电池阳极失去电子而被腐蚀,基体金属作为阴极得到完全保护。

2.达克罗工艺

达克罗处理工艺的流程如上图。整个处理过程主要有三个重要的质量控制点,即前处理、涂覆、烘烤。

前处理的目的是除去零部件表面的油污、铁和氧化皮,提高膜层与基体的结合力。前处理的方法较大,如有机溶剂或碱性清洗剂脱脂、抛丸、喷丸、喷砂等。对于较为精密的零部件一般采用有机溶剂或碱性清洗剂脱脂的方法,而对于结构较为复杂的零部件,一般采用喷、抛结合的方式。前处理要尽量避免使用酸洗除锈,以防止产生清脆。

涂覆是用达克罗溶液喷涂或浸渍零件,然后再采用离心甩干、自然垂流、刷等方式除去多于的处理液。一般一涂一烘涂层厚度为3~6μm,二涂二烘为6~9μm,三涂三烘为9~12μm,可根据产品要求进行选择(详见附表一)。在涂覆过程中,有几个工艺参数需要控制:浸渍时间为200~300r/min。另外,对于达克罗溶液的维护也要格外精心,平时不使用时保持其温度在14℃以下,正常工作的温度保持在20±2℃,以保证达克罗溶液的稳定。

烘烤是将金属基体上的达克罗处理液转变成膜层的过程,常在网带式循环热风烘烤炉中进行。整个过程分为预热区,温度为60~180℃(处理时间为10min左右),零部件预热要缓慢,让涂层水分逐渐逸出,避免涂层起泡,产生孔隙。然后到达温度为280~330℃的固化区,时间为25~30min,在此区发生一些物理和化学反应。烘烤过程对于达克罗膜层性能的形成十分重要。

3.达克罗涂层的检验

3.1涂覆量

因为零件形状不同,各部位的涂覆量是不相同的,这里指的是平均涂覆量。

中国标准将涂覆量分为70mg/dm2、160mg/dm2、200mg/dm2、300mg/dm2四个级别。

检测方法:将涂覆后的50~100g的零件先称重,然后放在70~80℃的20%氢氧化钠溶液里,直到涂层全部去掉后取出并清洗吹干,然后再称重,前后两次的质量差再除以零件表面积即为零部件的涂覆量。

3.2涂层厚度

测定涂层厚度可采用磁性测厚仪进行多点测量求平均值的方法,具体按GB/T4956-2003《磁性基体上非磁性覆盖层 覆盖层厚度测量磁性法》要求进行。

3.3附着力

采用宽18mm标准胶带贴在零部件表面,用手指揉擦以排除气泡,在胶带端头和零部件表面成45°角度快速拉开,根据粘附在胶带上的附着物量判断结合力级别,一般3~5级以上为合格。

3.4泛黄试验

泛黄试验是检测涂层烘烤程度的一种简单方法。将1~2滴浓氨水滴在冷却的工件表面,涂层在30~60s内泛黄为合格,涂层烘烤不足时不泛黄。

3.5硝酸铵快速腐蚀试验

由于盐雾试验周期时间长,在生产控制中很难用实现,因此在国内现在经常用硝酸铵快速腐蚀的方法来判断涂层的耐腐蚀性能。

试验方法:用20%的硝酸铵溶液加热到70±2℃,将零件浸渍于溶液内,或部分浸渍于溶液内。

判断方法:基体不允许出现红锈。

3.6盐雾试验

达克罗涂层盐雾试验采用中性连续喷雾试验,具体操作方法按GB/T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》执行。需要注意的是试样应以水平线倾斜60~75°摆放,彼此不接触,而且从上面漏下的溶液不会从一个零件落到另一个零件上。

4.结束语

随着科学技术进步,达克罗处理工艺及检测方法也会有新的技术和方法产生,希望与同仁共同研究、开发,推进达克罗处理技术在我国的广泛应用。[科]

【参考文献】

[1]舒屹,林兵.达克罗涂层的研究.重庆师范学院学报(自然科学版),1997.12.

[2]肖合森.达克罗处理的检测方法.电镀与涂饰,2004.2.

[3]邹志武,王红洲.达克罗技术.汽车工艺与材料,2003.

[4]王敏,黄鑫,王家禄,贺子凯.达克罗技术与应用.电镀与涂饰,2001.4.

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钢结构无损检测 摘要:通过对应用于建筑钢结构行业中的几种常规无损检测方法的简述,归纳了被检对象所适用的不同无 损检测方法。为广大工程技术人员和管理人员了解、学习、应用无损检测技术提供参考。 关键词:建筑钢结构;无损检测 1 前言 建筑钢结构由于其强度高、工业化程度高以及综合经济效益好等优点,自上世纪 90 年代,特别是近年来得 到了迅猛发展,广泛应用于工业和民用等领域。由于一些重点工程,建筑钢结构发生了严重的质量事故, 如郑州中原博览中心网架曾发生了崩塌事故,所以建筑钢结构的安全性和可靠性越来越受到重视。 建筑钢结构的安全性和可靠性源于设计,其自身质量则源于原材料、加工制作和现场安装等因素。评价建 筑钢结构的安全性和可靠性一般有三种方式:⑴模拟实验;⑵破坏性实验;⑶无损检测。模拟实验是按一 定比例模拟建筑钢结构的规格、材质、结构形式等,模拟在其运行环境中的工作状态,测试、评价建筑钢 结构的安全性和可靠性。模拟实验能对建筑钢结构的整体性能作出定量评价,但其成本高,周期长,工艺 复杂。破坏性实验是采用破坏的方式对抽样试件的性能指标进行测试和观察。破坏性实验具有检测结果精 确、直观、误差和争议性比较小等优点,但破坏性实验只适用于抽样,而不能对全部工件进行实验,所以 不能得出全面、综合的结论。无损检测则能对原材料和工件进行 100%检测,且经济成本相对较低。 上世纪 50 年代初,无损检测技术通过前苏联进入我国。作为工艺过程控制和产品质量控制的手段,如今在 核电、航空、航天、船舶、电力、建筑钢结构等行业中得到广泛的应用,创造了巨大的经济效益和社会效 益。无损检测技术是建立在众多学科之上的一门新兴的、综合性技术。无损检测技术是以不损伤被检对象 的结构完整性和使用性能为前提,应用物理原理和化学现象,借助先进的设备器材,对各种原材料,零部 件和结构件进行有效的检验和测试,借以评价它们的完整性、连续性、致密性、安全性、可靠性及某些物 理性能。无损检测经历了三个阶段,即无损探伤(Non-destructive Inspection,简称 NDI)、无损检测 (Non-destructive testing,简称 NDT)、无损评价(Non-destructive Evaluation,简称 NDE)、无损 探伤的含义是探测和发现缺陷。无损检测不仅仅要探测和发现缺陷,而且要发现缺陷的大小、位置、当量、 性质和状态。无损评价的含义则更广泛、更深刻, 它不仅要求发现缺陷,探测被检对象的结构、性质、状 态,还要求获得更全面、更准确的,综合的信息,从而评价被检对象的运行状态和使用寿命。应用于钢结 构行业中的常规无损检测方法有磁粉检测(Magnetic Testing 简称 MT)、渗透检测(Penetrate Testing, 简称 PT)、涡流检测(Eddy current Testing 简称 ET)、声发射检测(Acoustic Emission Testing 简称 AET)、超声波检测(Ultrasonic Testing,简称 UT)、射线检测(Radiography Testing,简称 RT)。在 建筑钢结构行业中,按检测缺陷产生的时机,无损检测方法可以按下图分类。 2 2.1 检测方法的简述 磁粉检测(MT) 原理 2.1.1 铁磁性材料被磁化后,产生在被检对象上的磁力线均匀分布。由于不连续性的存在,使工件表面和近表面 的磁力线发生了局部畸变而产生了漏磁场,漏磁场吸附施加在被检对象表面的磁粉,形成在合适光照下可 见的磁痕,从而达到检测缺陷的目的。 2.1.2 适用范围 可以对铁磁性原材料,如钢板、钢管、铸钢件等进行检测,也可以对铁磁性结构件进行检测。 2.1.3 局限性 仅适用铁磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷检测,对检测人员的视力、工作场所、被检对象的规格、 形状等有一定的要求。 2.1.4 优点 经济、方便、效率高、灵敏度高、检测结果直观。 2.2 2.2.1 渗透检测(PT) 原理 在被检对象表面施加含有荧光染料或着色染料的渗透液,渗透液在毛细血管的作用下,经过一定时间 后,渗透液可以渗透到表面开口的缺陷中去。经过去除被检对象表面多余的渗透液,干燥后,再在被检对 象表面施加吸附介质(显象剂)。同样在毛细血管的作用下,显象剂吸附缺陷中的渗透液,使渗透液回渗 到显象剂中,在一定的光照下,缺陷中的渗透液被显示。从而达到检测缺陷的目的。 2.2.2 适用范围 适用于非多孔状固体表面开口缺陷。 2.2.3 局限性 仅适用于表面开口缺陷的检测,而且对被检对象的表面光洁度要求较高,涂料、铁锈、氧化皮会覆盖表面 缺陷而造成漏检。对检测人员的视力有一定要求,成本相对较高。 2.2.4 优点 设备轻便、操作简单,检测灵敏度高,结果直观、准确。 2.3 2.3.1 涡流检测(ET) 原理 金属材料在交变磁场的作用下产生了涡流,根据涡流的分布和大小可以检测出铁磁性材料和非铁磁性材料 的缺陷。 2.3.2 适用范围 适用于各种导电材料的表面和近表面的缺陷检测。 2.3.3 局限性 不适用不导电材料检测,对形状复杂的试件很难应用,比较适合钢管、钢板等形状规则的轧制型材的检测, 而且设备较贵;无法判定缺陷的性质。 2.3.4 优点 检测速度快,生产效率高,自动化程度高。 2.4 2.4.1 声发射检测(AET) 原理 材料或结构件受到内力或外力的作用产生形变或断裂时, 以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射, 也称为应力波发射。声发射检测是通过受力时材料内部释放的应力波判断被检对象内部结构损伤程度的一 种新兴动态无损检测技术。 2.4.2 适用对象 适用于被检对象的动态监测,如对大型桥梁、核电设备的实时动态监测。 2.4.3 局限性 无法监测静态缺陷、干扰检测的因素较多;设备复杂、价格较贵、检测技术不太成熟。 2.4.4 优点 可以远距离监控设备的运行情况和缺陷的扩展情况,对结构的安全性和可靠性评价提供依据。 2.5 2.5.1 超声波检测(UT) 原理 超声波是指频率大于 20 千兆赫兹的机械波。根据波动传播时介质的振动方向相对于波的传播方向不同,可 将波动分为纵波、横波、表面波和板波等。用于钢结构检测的主要是纵波和横波。 超声波探伤仪激励探头产生的超声波在被检对象的介质中按一定速度传播,当遇到异面介质(如气孔、夹 渣)时,一部分超声波反射回来,经仪器处理后,放大进入示波屏,显示缺陷的回波。 2.5.2 适用对象 适用于各类焊逢、板材、管材、棒材、锻件、铸件以及复合材料的检测,特别适合厚度较大的工件。 2.5.3 局限性 检测结果可追溯性较差;定性困难,定量不精确,人为因素较多;对被检工件的材质规格,几何形状有一 定要求。 2.5.4 优点 检测成本低、速度快、周期短、效率高;仪器小、操作方便;能对缺陷进行精确定位;对面积型缺陷的检 出率较高(如裂纹、未熔合等) 2.6 射线检测(RT) 2.6.1 原理 射线是一种波长短、频率高的电磁波。 射线检测,常规使用×射线机或放射性同位素作为放射源产生射线,射线穿过被检对象,经过吸收和衰减, 由于被检试件中存在厚度差的原因,不同强度的射线到达记录介质(如射线胶片),射线胶片的不同部位 吸收了数量不等的光子,经过暗室处理后,底片上便出现了不同黑度的缺陷影象,从而判定缺陷的大小和 性质。 2.6.2 适用范围 适用较薄而不是较厚(如果工件的厚度超过 80mm 就要使用特殊设备进行检测,如加速器)的工件的内部体 积型缺陷的检测。 2.6.3 局限性 检测成本高、周期长,工作效率低;不适用角焊逢、板材、管材、棒材、锻件的检测;对面状的缺陷检出 率较低;对缺陷的高度和缺陷在被检对象中的深度较难确定;影响人体健康。 2.6.4 优点 检测结果直观、定性定量准确;检测结果有记录,可以长期保存,可追溯性较强。 3 小结 综上所述,每种无损检测方法的原理和特点各不相同,且适用的检测对象也不一样。在建筑钢结构的行业 中应根据结构的整体性能,检测成本及被检对象的规格、材质、缺陷的性质、缺陷产生的位置等诸多因素 合理选择无损检测方法。一般地,选择无损检测方法及合格等级,是设计人员依据相关规范而确定的。有 的工程,业主也有无损检测方法及合格等级的要求,这就需要供需双方相互协商了。 3.1 钢结构在加工制作及安装过程中无损检测方法的选择见表 1 被检对象 原材料检验 板材 锻件及棒材 管材 螺栓 焊接检验 坡口部位 清根部位 对接焊逢 角焊逢和 T 型焊逢 3.2 UT 检测方法 UT、MT(PT) UT(RT)、MT(PT) UT、MT(PT) UT、PT(MT) PT(MT) RT(UT)、MT(PT) UT(RT)、PT(MT) 被检对象所适用的无损检测方法见表 2 内部缺陷 表面缺陷和近表面 检测方法 UT ● ○ ● ● MT ● ● ● ● PT ● ○ ○ ● ET △ △ ● × AET △ △ △ △ 发生中缺陷检 测 检测方法 RT 被检对象 试 件 分 类 锻件 铸件 压延件(管、板、型材) 焊逢 × ● × ● 分层 疏松 气孔 内部 缩孔 缺陷 未焊透 未熔合 缺陷 分类 夹渣 裂纹 白点 表面裂纹 表面 缺陷 表面气孔 折叠 断口白点 × × ● ● ● △ ● ○ × △ ○ — × ● ○ ○ ○ ● ● ○ ○ ○ △ × — × — — — — — — — — — ● △ ○ ● — — — — — — — — — ● ● ○ ● — — — — — — — — — ● △ ○ — — — — — △ △ △ △ △ △ — — — 注:●很适用;○适用;△有附加条件适用;×不适用;—不相关 参 1. 考 文 献 强天鹏 射线检测 [M] 云南科技出版社 2001 2. 3. 4. 5. 周在杞等 张俊哲等 无损检测技术及其应用 [M] 科学出版社 王小雷 锅炉压力容器无损检测相关知识 [M] 李家伟等 无损检测 冉启芳 2001 1993 [M] 机械工业出版社 2002 无损检测方法的分类及其特征的介绍 [J] 无损检测 1999 2 钢网架结构超声波检测及其质量的分 [J] 无损检测 2001 6 磁粉检测(MT) 2.1 磁粉检测(MT) 2.1.1 原理 铁磁性材料被磁化后,产生在被检对象上的磁力线均匀分布。由于不连续性的存在,使工件表面和近表面 的磁力线发生了局部畸变而产生了漏磁场,漏磁场吸附施加在被检对象表面的磁粉,形成在合适光照下可 见的磁痕,从而达到检测缺陷的目的。 磁粉探伤的原理及概述 磁粉探伤的原理 磁粉探伤又称 MT 或者 MPT(Magnetic Particle Testing),适用于钢铁等磁性材料的表面附近进行探伤 的检测方法。利用铁受磁石吸引的原理进行检查。在进行磁粉探伤检测时,使被测物收到磁力的作用,将 磁粉(磁性微型粉末)散布在其表面。然后,缺陷的部分表面所泄漏出来泄露磁力会将磁粉吸住,形成指 示图案。指示图案比实际缺陷要大数十倍,因此很容易便能找出缺陷。 磁粉探伤方法 磁粉探伤检测的顺序分为前期处理、磁化、磁粉使用、观察,以及后期处理。 前期处理→磁化→磁粉使用→观察→后期处理 以下分别说明各个步骤的概要。 (1)前期处理 探探伤面如果有油脂、涂料、锈、或其他异物附着的情况下,不仅会妨碍磁粉吸附在伤痕上,而且还会出 现磁粉吸附在伤痕之外的部分形成疑私图像的情况。因此在磁化之前,要采用物理或者化学处理,进行去 除污垢异物的步骤。 (2)磁化 将检测物适当磁化是非常重要的。通常,采用与伤痕方向与磁力线方向垂直的磁化方式。另外为了适当磁 化,根据检测物的形状可以采用多种方法。日本工业规格(JIS G 0565-1992)中规定了以下 7 种磁化方法。 ①轴通电法……在检测物轴方向直接通过电流。 ②直角通电法……在检测物垂直于轴的方向直接通过电流。 ③Prod 法……在检测物局部安置 2 个电极(称为 Prod)通过电流。 ④电流贯通法……在检测物的孔穴中穿过的导电体中通过电流。 ⑤线圈法……在检测物中放入线圈,在线圈中通过电流。 ⑥极间法……把检测物或者要检测的部位放入电磁石或永磁石的磁极间。 ⑦磁力线贯通法……对通过检测物的孔穴的强磁性物体施加交流磁力线,使感应电流通过检测物。 (3)磁粉使用磁粉探伤的原理 ① 磁粉的种类 为了让磁粉吸附在伤痕部的磁极间形成检出图像,使用的磁粉必须容易被伤痕部的微弱磁场磁化,吸附在 磁极上,也就是说需要优秀的吸附性能。另外,要求形成的磁粉图像必须有很高的识别性。 一般,磁粉探伤中使用的磁粉有在可见光下使用的白色、黑色、红色等不同磁粉,以及利用荧光发光的荧 光磁粉。另外,根据磁粉使用的场合,有粉状的干性磁粉以及在水或油中分散使用的湿性磁粉。 ② 磁粉的使用时间 磁粉使用时间分为一边通过磁化电流一边使用磁粉的连续法,以及在切断磁化电流的状态即利用检测物的 残留磁力的残留法两种。 (4)观察 为了便于观察附着在伤痕部位的磁粉图像,必须创造容易观察的环境。普通磁粉需要在尽可能明亮的环境 下观察,荧光磁粉则要使用紫外线照射灯将周围尽量变暗才容易观察。 (5)后期处理 磁粉探伤结束,检测物有可能仍作为产品或是需要送往下一个加工步骤接受机械加工等。这时就需要进行 退磁、去除磁粉、防锈处理等后期处理。 2.1.2 适用范围 可以对铁磁性原材料,如钢板、钢管、铸钢件等进行检测,也可以对铁磁性结构件进行检测。 2.1.3 局限性 仅适用铁磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷检测,对检测人员的视力、工作场所、被检对象的规格、 形状等有一定的要求。 2.1.4 优点 经济、方便、效率高、灵敏度高、检测结果直观。 生产厂家: 生产厂家:济宁联永超声电子有限公司 仪器设备名称: 仪器设备名称:CDX-Ⅲ该机型磁粉探伤仪 Ⅲ 仪器概况:CDX-Ⅲ该机型磁粉探伤仪是具有多种磁化方式的磁粉探 伤仪设备。仪器采用可控硅作无触点开关,噪音小、寿命长、操作简 单、方便、适应性强、工作稳定。是最近推出新产品,它除具有便携 式机种的一切优点,还具有移动机种的某些长处,扩展了用途,简化 了操作,还具有退磁功能。 该设备有四种探头: 1、旋转探头: 型)能对各种焊缝、各种几何形状的曲面、平面、 (E 管道、锅炉、球罐等压力容器进行一次性全方位显示缺陷和伤痕。 2、电磁轭探头: 型)它配有活关节,可以对平面、曲面工件进行 (D 探伤。 3、马蹄探头: 型)它可以对各种角焊缝,大型工件的内外角进行 (A 局部探伤。 4、磁环: 型)它能满足所有能放入工件的周向裂纹的探伤,用它 (O 来检测工件的疲劳痕(疲劳裂痕均垂于轴向)及为方便,用它还可以 对工件进行远离法退磁。 总之,该仪器是多种探伤仪的给合体,功能与适用范围广,尤其应用 于不允许通电起弧破表面零件的探伤。 无损检测概论及新技术应用 无损检测概论及新技术应用 概论 摘要: 摘要:综述了无损检测的定义、方法、特点、要求等基本知识,以及无损检测在 现今社会中的应用实例,其中包括混凝土超声波无损检测技术、涡流无损检测技 术、渗透探伤技术。 关键词: 关键词:无损检测;混凝土缺陷;涡流检测;渗透探伤。 引言: 引言:随着现代工业的发展,对产品的质量和结构的安全性、使用的可靠性提出 了越来越高的要求,无损检测技术由于具有不破坏试件、检测灵敏度高等优点, 所以其应用日益广泛。无损检测是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上 反映了一个国家的工业发展水平,其重要性已得到公认。 1、 无损检测概论 、 无损检测 检测概论 无损检测就是利用声、光、磁和电等特性,在不损害或不影响被检对象使用 性能的前提下,检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性,给出缺陷的大小、位 置、性质和数量等信息,进而判定被检对象所处技术状态(如合格与否、剩余寿 命等)的所有技术手段的总称。 常用的无损检测方法有射线照相检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和 液体渗透检测(PT) 四种。 其他无损检测方法: 涡流检测(ET)、 声发射检测 (AT) 、 (TIR) 泄漏试验 、 (LT) 交流场测量技术 、 (ACFMT) 漏磁检验 、 (MFL)、 热像/红外 远场测试检测方法(RFT)等。 基于以上方法,无损检测具有一下应用特点: 1>不损坏试件材质、结构 无损检测的最大特点就是能在不损坏试件材质、 结构的前提下进行检测, 所以实施无损检测后,产品的检查率可以达到 100%。但是,并不是所有需要测 试的项目和指标都能进行无损检测,无损检测技术也有自身的局限性。某些试验 只能采用破坏性试验, 因此, 在目前无损检测还不能代替破坏性检测。 也就是说, 对一个工件、材料、机器设备的评价,必须把无损检测的结果与破坏性试验的结 果互相对比和配合,才能作出准确的评定。 2>正确选用实施无损检测的时机 在无损检测时, 必须根据无损检测的目的,正确选择无损检测的时机,从而顺利 地完成检测预定目的,正确评价产品质量。 3>正确选用最适当的无损检测方法 由于各种检测方法都具有一定的特点,为提高检测结果可靠性,应根据设备 材质、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式,预计可能产生的缺陷种类、 形状、部位和取向,选择合适的无损检测方法。 4>综合应用各种无损检测方法 任何一种无损检测方法都不是万能的,每种方法都有自己的优点和缺点。应 尽可能多用几种检测方法,互相取长补短,以保障承压设备安全运行。此外在无 损检测的应用中,还应充分认识到,检测的目的不是片面追求过高要求的“高质 量”,而是应在充分保证安全性和合适风险率的前提下,着重考虑其经济性。只 有这样,无损检测在承压设备的应用才能达到预期目的。[1] 通过各种检测方法,最终对于无损检测的要求是:不仅要发现缺陷,探测试 件的结构、状态、性质,还要获取更全面、准确和综合的信息,辅以成象技术、 自动化技术、计算机数据分析和处理技术等,与材料力学、断裂力学等学科综合 应用,以期对试件和产品的质量和性能作出全面、准确的评价。 2、 无损检测在各领域的应用 、 无损检测基于以上优点,在现今社会受到广泛关注和应用,为实际生产工作减 少了废料成本,提供了极大的方便。其中超声波检测技术、涡流检测、渗透探伤 技术、霍尔效应无损探伤技术应用极为出色。 2.1 混凝土超声无损检测 混凝土是我国建筑结构工程最为重要的材料之一,它的质量直接关系到结构 的安全。多年来,结构混凝土质量的传统检测方法是以按规定的取样方法,制作 立方体试件,在规定的温度环境下,养护 28d 时按标准实验方法测得的试件抗压 强度来评定结构构件的混凝土强度。用试件实验测得的混凝土性能指标,往往是 与结构物中的混凝土性能有一定差别。因此,直接在结构物上检测混凝土质量的 现场检测技术,已成为混凝土质量管理的重要手段。 所谓混凝土“无损检测”技术,就是要在不破坏结构构件的情况下,利用测 试仪器获取有关混凝土质量等受力功能的物理量。 因该物理量与混凝土质量之间 有较好的相互关系,可采用获取的物理量去推定混凝土质量。[2] 混凝土超声检测是用超声波探头中的压电陶瓷或其他类型的压电晶体加载某 频率的交流电压后激发出固定频率的弹性波, 在材料或结构内部传播后再由超声 波换能器接收,通过对采集的超声波信号的声速、振幅、频率以及波形等声学参 数进行分析,以此推断混凝土结构的力学特性、内部结构及其组成情况。超声波 检测可用于混凝土结构的测厚、探伤、混凝土的弹性模量测定以及混凝土力学强 度评定等方面. [3] 2.2 涡流无损检测 涡流检测的基本原理:将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测 的金属管外。这时线圈内及其附近将产生交变磁场,使试件中产生呈旋涡状的感 应交变电流,称为涡流。涡流的分布和大小,除与线圈的形状和尺寸、交流电流 的大小和频率等有关外,还取决于试件的电导率、磁导率、形状和尺寸、与线圈 的距离以及表面有无裂纹缺陷等。因而,在保持其他因素相对不变的条件下,用 一探测线圈测量涡流所引起的磁场变化,可推知试件中涡流的大小和相位变化, 进而获得有关电导率、缺陷、材质状况和其他物理量(如形状、尺寸等)的变化或 缺陷存在等信息。但由于涡流是交变电流,具有集肤效应,所检测到的信息仅能 反映试件表面或近表面处的情况。[4] 应用:按试件的形状和检测目的的不同,可采用不同形式的线圈,通常有穿过 式、探头式和插入式线圈 3 种。穿过式线圈用来检测管材、棒材和线材,它的内 径略大于被检物件, 使用时使被检物体以一定的速度在线圈内通过, 可发现裂纹、 夹杂、凹坑等缺陷。探头式线圈适用于对试件进行局部探测。应用时线圈置于金 属板、管或其他零件上,可检查飞机起落撑杆内筒上和涡轮发动机叶片上的疲劳 裂纹等。插入式线圈也称内部探头,放在管子或零件的孔内用来作内壁检测,可 用于检查各种管道内壁的腐蚀程度等。为了提高检测灵敏度,探头式和插入式线 圈大多装有磁芯。涡流法主要用于生产线上的金属管、棒、线的快速检测以及大 批量零件如轴承钢球、汽门等的探伤(这时除涡流仪器外尚须配备自动装卸和传 送的机械装置) 、材质分选和硬度测量,也可用来测量镀层和涂膜的厚度。[5] 优缺点:涡流检测时线圈不需与被测物直接接触,可进行高速检测,易于实现 自动化,但不适用于形状复杂的零件,而且只能检测导电材料的表面和近表面缺陷, 检测结果也易于受到材料本身及其他因素的干扰。 2.3 渗透探伤技术 液体渗透检测的基本原理:零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透 剂后,在毛细管作用下,经过一段时间,渗透液可以渗透进表面开口缺陷中;经 去除零件表面多余的渗透液后,再在零件表面施涂显像剂,同样,在毛细管的作 用下,显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液,渗透液回渗到显像剂中,在一定的光 源下 (紫外线光或白光) 缺陷处的渗透液痕迹被现实, 黄绿色荧光或鲜艳红色) , ( , 从而探测出缺陷的形貌及分布状态。[6] 渗透检测适用于具有非吸收的光洁表面的金属、非金属,特别是无法采用磁 性检测的材料,例如铝合金、镁合金、钛合金、铜合金、奥氏体钢等的制品,可 检验锻件、铸件、焊缝、陶瓷、玻璃、塑料以及机械零件等的表面开口型缺陷。 渗透检测的优点是灵敏度较高(已能达到检测开口宽度达 0.5?m 的裂缝) ,检测 成本低,使用设备与材料简单,操作轻便简易,显示结果直观并可进一步作直观 验证(例如使用放大镜或显微镜观察) ,其结果也容易判断和解释,检测效率较 高。缺点是受试件表面状态影响很大并只能适用于检查表面开口型缺陷,如果缺 陷中填塞有较多杂质时将影响其检出的灵敏度。[7] 3、 结语 、 随着现代科学技术的发展,激光、红外、微波、液晶等技术都被应用于无损 检测领域,而传统的常规无损检测技术也因为现代科技的发展,大大丰富了应用 方法,如射线照相就可细分为 X 射线、γ射线、中子射线、高能 X 射线、射线 实时照相、层析照相……等多种方法。 无损检测作为一种综合性应用技术,无损检测技术经历了从无损探伤,到无 损检测,再到无损评价,并且向自动无损评价、定量无损评价发展。相信在不远 的将来, 新生的纳米材料、 微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。 参考文献【1】李喜孟.无损检测.机械工业出版社.2011 】 【2】父新漩. 混凝土无损检测手册.人民交通出版社.2003 】 【 3】 冯子蒙.超声波无损检测于评价的关键技术问题及其解决方案.煤矿机 】 械.2009(9) 【4】唐继强.无损检测实验.机械工业出版社.2011 】 【5】李丽茹.表面检测.机械工业出版社.2009 】 【6】国防科技工业无损检测人员资格鉴定与认证培训教材编审委员会.机械工业 出版社.2004 【7】胡学知主编. 中国劳动社会保障出版社.2007 】

论文相似度检测的方法

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路基路面压实度检测方法论文

路基路面病害科学检测与养护措施论文

摘要 :首先介绍了高速公路路基路面普遍的病害。随后就高速公路路基路面病害问题的检测技术展开探讨,包括检测原则、选择检测技术、检测技术种类。重点分析了高速公路路面路基病害的预防养护措施,如路基、路面早期病害的原因和表现以及高速公路预防和养护措施。结论证实,要运用科学的检测技术,在高速公路施工结束早期及早检测出存在的病害问题,找出问题并进行及时的预防养护,保证高速公路施工符合建设要求。

关键词 :高速公路;路基路面病害;科学检测;预防养护

1高速公路路基路面普遍的病害

1.1车辙损害

车辙损害是高速公路路面常见的病害情况,主要特点是路面具有明显的车辙痕迹,还有的发生明显的凹陷,导致发生车辙损害的原因有两个。第一是路面材料不耐高温,在夏季日晒情况下路面会变软,从而导致车辙出现。第二原因是车辆超载,当车辆载荷过大超出路基承载范围,就会发生路面沉降,导致车辙出现。

1.2结构性破坏

高速公路发生结构破坏具有多种表现,包括网状裂纹、横裂纹等种类。引发高速公路出现结构破坏的原因非常多,可以总结为三种。一是高速公路受到外部水体侵蚀,对材料结构造成破坏,引发结构破坏。二是路面防水层性能比较低,不能起到很好的防水效果,雨水冲刷后破坏了公路结构。三是没有很好的养护管理,外界温度会影响混凝土收缩变化,最终导致裂缝出现。

1.3沉降不均

高速公路建设中非常容易出现沉降不均,这个问题很难处理。导致沉降不均的原因非常多。施工方面的因素是,路基碾压施工不够合理,没有达到设计标准。此外,路基施工材料填筑不合格,压缩系数及路基设计都有偏差,这样都引发了沉降出现。施工以外的因素包括,没有勘察好施工地质条件,导致发生沉降隐患。

2高速公路路基路面病害问题的检测技术

2.1检测原则

对高速公路定期检测可以全面了解公路的情况,做好公路的全面诊断。为了全方面检测公路病害情况,要制定科学化的检测流程,进行科学化的检测,才能获得准确的检测结果并制定出相应的解决方法。及时检测路基路面的病害问题,可以促进高速公路的使用和发展。检测时,要遵循相关的原则开展,主要有:一,确保检测结果准确无误。对病害进行检测是为了及时发现高速公路路基路面存在的不同质量问题,尽快消除隐患,提高高速公路安全性。二,确保检测高效。检测病害问题时,一般是在公路施工结束后进行,还有的在正式运营后。当公路通车运营后,进行病害检测会对正常交通造成影响,所以需要提高检测工作的效率,可以在短时间内就完成工作,恢复正常运营。三,要确保病害检测具有经济性。经济性指的是,在一定成本下,能够进行高质量的检测,避免浪费。四,要遵循针对性检测原则。在高速公路路基路面进行全面检测的同时,还要做好针对性的检测。检测过程中有针对性和目的性,既可以缩短公路检测时间,又可以节省公路检测中的人力和物力。因此遵照针对性原则,可以显著提升检测效率,还能做到有针对性。比如在卡车经常路过的路段进行针对性检测,可以及时发现由于重载负荷引起的路基路面病害,这就要配合交警部门严格查处违法超载车辆,由于连年超载会导致高速公路发生严重损害,必须技术加以维护。

2.2选择检测技术

对高速公路路基路面病害检测要运用多种检测技术,在不同条件下,选择的检测技术是各不相同的。所以,要针对高速公路具体的病害问题,采取恰当的检测技术。当路面发生病害不会影响到正常交通的时候,可以采用无损检测全面检查路面,一旦发现问题要及时处理。如果高速公路路面发生大面积损害,首先要采用无损检测技术,但如果不能达到检测效果,就要采用破坏性的检测技术。例如,对路面网状裂缝进行检测时,因为其是受到外界很大的`载荷,对周围环境和交通都会造成很大影响。在这种条件下,就要选择使用破坏性的检测方法,通常采用钻芯取样。当路面遭受的破坏比较大,对交通造成影响时,只能挖除路面,检测路基的情况,才能发现病害原因。

2.3检测技术种类

检测高速公路路基路面病害是一个重要工作,检测内容主要有弯沉检测、平整度检测、摩擦系数检测、路面破损检测和裂缝检测等。用于检测的技术主要包括:雷达探地检测技术、声波检测技术、EH-4连续电导率检测和可控源高分辨地震波检测等。弯沉检测指的是对路基路面出现的沉降和沉降引发的弯曲情况进行检测。平整度检测是对路面平整情况进行检测,它关系到车辆行驶的舒适度。裂缝检测指的是检测路面裂缝引发的原因。以上的检测技术,它们的检测原理是非常不同的,例如雷达探地检测法使用雷达检测路面存在的缺陷;声波探测法通过发出声波对路面病害进行检测。针对不同病害形式,要根据不同表现采取相应的检测,从而保证检测结果的准确和高效。

3高速公路路面路基病害的预防养护措施

3.1路基早期病害的原因和表现

路基是高速公路重要构成部分,一旦路基出现病害会直接影响到公路的整体质量,造成严重的后果。根据调查,路基早期病害表现有非常多类型,会引发行车的安全事故。首先,路基压实度不够高。这会导致路面沉降和路基发生破坏的连锁反应,特别是纵向压实度不够高,路面会出现纵向裂纹。其次经常存在桥头跳车的情况。桥头跳车的出现原因是,由于地基沉降不均匀,使得桥面和路面连接缝位置有了高度差,当车辆通过此高度差的时候就会出现跳车的情况。最后是水破坏问题。水破坏会使路基发生损坏,导致路基质量下降。在一些路段,由于地理的原因,水的流速非常大,会对路基材料进行冲刷,还有的会出现洪水冲刷路基。

3.2路面早期病害的表现

和路基的问题相比,路面具有更加多样的问题。路面早期的病害包括变形破坏、沉降破坏和松散破坏等问题。这些不同的病害相互间既有不同之处,也有内在的联系。针对变形破坏和沉降破坏,这两种病害的表现特点是一样的,还有的时候沉降破坏会导致变形破坏。松散破坏的原因是施工导致的问题,当车辆碾压后,会发生松散破坏,造成车辙、裂纹等问题。

3.3高速公路预防和养护措施

不管是路基病害还是路面病害,当发生早期病害的时候,要及时开展预防养护措施,从而尽快消除问题,确保高速公路施工质量。进行路面预防养护时,先要翻修破损的路面,进行翻修后使公路能够符合通行的要求。比如某地的部分高速公路,在2016年翻修过一次,增强了整体道路质量。另外还要修补破坏不严重的路面。在某个高速路段,落石砸在了路面上,对部分路段造成了不同程度的损害,采用混凝土修补后,使路面满足了高速公路的设计要求。最后,还要对路面裂缝进行处理。当路面出现裂缝时,要找出裂缝的原因,制定针对裂缝的解决对策。比如,当裂缝宽度在2mm以下时,可以使用灌浆法,使用环氧树脂进行填补。一旦裂缝在10mm以上就要进行开挖,安置钢筋架,把环氧树脂灌注在里面,最后使用混凝土抹平。路基预防养护措施为,先要增强桩基,特别是桥梁部分的桩基,采用有效的桩基施工,避免造成沉降。另外,还要加强路基碾压施工,合理制定碾压次数,进行均匀碾压、多次碾压,保证路基材料密实度符合要求,最终保证高速公路在使用过程中不会发生沉降。

4结语

高速公路在施工中,路基路面是重点和难点部分,在施工刚结束的早期阶段,极易存在很多病害问题,比如裂纹、车辙和沉降等问题。这些病害虽然在一段时间内不能影响到整体高速公路的使用性能,但是会大大降低局部路段的行车安全和质量。所以要运用科学的检测技术,在高速公路施工结束早期及早检测出存在的病害问题,及时找出问题并进行及时的预防养护,保证高速公路施工符合建设要求。

参考文献:

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[3]刘海燕.高速公路路基路面病害检测技术的合理选择[J].科技创新与应用,2013(31):197

[4]郭豪.高速公路路基路面病害的科学检测及预防养护[J].山西建筑,2015(30):140-142.

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[6]鲍晓军.高速公路路基路面病害科学检测与预防养护研究[D].长沙:长沙理工大学,2008.

压实度检测方法

1、环刀法

适用于测定细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度;但对无机结合料稳定细粒土,其龄期不宜超过 2d ,且宜用于施工过程中的压实度检验

2、钻芯法

适用于检测压实的沥青路面上钻取的沥青混合料芯样试件的密度,以评定沥青路面的施工压实度

3、灌砂法

适用于在现场测定基层(或者底基层)、砂石路面以及路基土的各种材料压实层的密度和压实度,也适用于沥青表面处治、沥青贯入式路面层的密度和压实度检测,但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测挖坑灌砂法是检测压实度最常用的试验方法之一

4、核子密度仪法

适用于现场用核子密度仪以散射法或者直射法测定路基或者路面材料的密度和含水率,并计算压实度。本方法可以检测土壤、碎石、土石混合物、沥青混合料和非硬化水泥混凝土等材料。打洞后用直接透视法测定,测定层厚度不超过20cm。也可测定路面材料的密实度和含水量

5、无核密度仪法

适用于现场快速测定沥青路面各层沥青混合料的密度并计算施工压实度

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