检测设备类型的论文

基于可拓理论的汽车检测设备选型评价研究 摘要】针对汽车综合性能检测设备选型问题，提出一种针对基于可拓理论的检测设备选型方案的评价方法，即 以规范性、经济性、技术性、服务性、节能环保性、人机关系等要素为检测设备选型的评价准则体系，利用专家经验建 立期望选型方案的物元模型和备选方案的物元模型，从而通过可拓关联度直接评价选型方案的优劣。试验表明，基 于可拓理论的综合性能检测设备选型方法可有效评价选型方案的优劣。 主题词：汽车检测设备选型可拓理论 1前言 汽车综合性能检测设备种类繁多，不同厂家制 造的同一种检测设备在结构、质量、测量精度、价 格、寿命、可靠性及售后服务等方面存在较大差异， 甚至在测量原理、测量方法、测量条件、操作难易程 度、智能化程度等方面也存在较大差异，致使检测 设备的选型较困难。目前，设备选型有模糊综合评 价法和灰色关联法，但在实际应用中均存在不足。 模糊评价法是定量分析方法，具有很大的主观性， 模糊信息精确化过程中会导致数据丢失信息［1，2］；灰 色评价法是解决信息缺乏评价问题的有效手段，但 在原始数据无量纲化处理时，不同的无量纲化处理 方法将直接影响参考序列与比较序列的最小值和 最大值［3，4］。另外，检测设备选型往往存在相互矛盾 和不相容情况，在一定条件下不能直接解决。针对 汽车检测设备选型多目标决策的特点，提出基于可 拓理论的检测设备选型方案评价方法，从检测需求 出发，以适用、规范、经济、技术、服务、节能环保、人 机关系为评价准则体系，以专家经验建立备选选型 方案的物元模型和期望选型方案的物元模型，引入 关联函数，通过可拓关联度直接评价选型方案的优 劣［5～7］。 2设备选型准则 汽车综合性能检测设备选型评价准则体系由7 项要素组成，分别是适用性、规范性、经济性、技术 性、服务性、节能环保及人机关系。 2．1适用性 适用性是评价检测设备与检测需求符合程度 的指标。检测车辆的数量、车型结构与技术构成、行 车条件与环境等是检测需求的组成要素，应根据检 测需求确定检测设备［8～10］。同时充分考虑各环节、各 阶段设备的合理配套，保证各设备检测容量的相互 平衡，这样才能保证整个检测流程中各环节间的合 理衔接，保证检测高效进行。 2．2规范性 规范性是评价检测设备是否符合行业标准的 指标，即设备是否为正规产品，是否有型式认定号 及计量器具生产许可证号，提供的检测方法与国家 及行业的现有规范与标准是否一致，检测参数、检 测精度是否达到有关规范与标准的要求。 2．3经济性 经济性是指设备购置费用和使用过程的总费 用，其中使用过程的总费用包括设备使用前、使用 中及报废后的费用。 投入使用前支出的费用：为了设备的运行而进 行的早期投入，如相关人员的聘请和培训，设备的 报装、标定、认证等。 运行保养费用：设备正常运转期间，除工时费、 能耗外发生的与该台设备有关的费用，如设备保养 和小修费用等。 报废剩余价值：设备报废后的残余价值。 2．4技术性 技术性是指设备以高新技术和专利技术为基 础的检测效率、可靠性、制造工艺、维修性等。 检测效率：检测效率直接影响汽车综合性能检 测线单位时间内完成的检车数量。尽管不同的检测 项目需要的检测时间主要与项目的类别有关，但同 一项目用不同型号的检测设备所花费的时间有较 大差异。 可靠性：一是指设备能够持续稳定工作，故障 率低；二是指设备的性能好、精度高，保证检测数据 准确。 制造工艺：制造工艺是保证设备使用可靠性的 重要前提，它反映和衡量了生产厂家的技术和管理 水平。 维修性：为了提高设备的利用率，要求设备的 故障能够在现场处理，这就要求设备拆装方便，零 配件供应可靠且互换性好，同时应有为特殊部位设 计的专修工具等。 2．5服务性 服务性是评价设备的供货、运输和相应售后服 务的指标。 供货或到货周期：原则上周期越短越好。 运输方式及要求：针对不同的运输方式及有无 特殊要求等，所承担的费用及运输过程中的风险也 不同。 售后服务：售后服务包括专业技术及操作培 训、零配件的供应、技术检测及设备维修保养等。 2．6节能环保 节能环保是指设备运行过程中能源消耗和环 保性指标。 能源消耗：指其一次能源或二次能源消耗。通 常是以设备单位使用时间的能源消耗量来表示，选 购的设备必须要符合国家《节约能源法》规定的各 项标准要求。 环保性：指设备运行过程中产生的噪声、振动 频率和有害物排放等控制在国家标准规定范围内。 2．7人机关系 人机关系是指设备运行中的操作安全性、操作 舒适性和配套人数等评价指标。 操作安全性：指设备安全防护装置完善程度。 操作舒适性：良好的操作条件主要指要有舒适 的乘坐空间、较好的视野和通风条件。 配套人数：反映设备的操作性和自动化程度。 3汽车检测设备选型决策模型 汽车检测设备选型是多目标、多判断的系统评 价。根据设备选型准则确定决策模型的三层递阶结 构如图1所示。第1层是目标层，选出最佳设备；第 2层是评价指标层，由设备选型准则的7个原则组 成；第3层是同种类检测设备的不同型号的n台预 选设备组成的方案层。 值，这三者称为物元的三要素。 物元把事物、特征和量值放在一个统一体中考 虑，即在处理问题时既要考虑量，又要考虑质。同 时，物元中的事物有内部结构，物元三要素的变化 和事物内部结构的变化使物元产生变化，从而使物 元成为描述事物可变性的基本工具。 一个事物可以有多个特征，设R＝（N，c，v）是一 个多维物元，C＝［c1，c2，…，cn］是特征向量，V＝［v1，v2， …，vn］是特征向量C的量值，则多维物元定义为： 5实例 某企业选用制动试验台，备选方案根据不同的 型号来编号，分别记作F1、F2、F3、F4、F5。根据设备选 型评价指标确定适用性、规范性、经济性、技术性、 服务性、节能环保、人机关系为特征集，特征量值如 表1所列。 大小顺序确定选型方案优劣的排序。 假设特征值权重ωj＝＜60，100＞＝1／7（j＝1，2，…， 7），由式（8）得关联度评价结果为λ1＝0．315 1，λ2＝ 2．531 6，λ3＝－0．376 1，λ4＝－0．157 8。这时方案的最 优顺序为：方案2、方案1、方案4、方案3，即方案2 为最佳方案。 在相同的权重前提下，根据表1中的特征量值 分别应用模糊综合评价法和灰色关联法对方案进 行最优排序。模糊综合评价法的最优顺序为方案2、 方案3、方案1、方案4，灰色关联法的最优顺序为方 案2、方案1、方案4、方案3，即所得最佳决策结果 与可拓评价一致，但方案的优劣顺序不完全相同。 6结束语 根据企业设备选型原则，结合汽车综合性能检 测项目要求和生产厂家情况，建立了检测设备选型 评价准则体系模型。利用可拓理论能够解决不相容 矛盾的特点，提出了基于可拓理论的设备选型评价 方法。实例证明,借助可拓理论来评价汽车检测设备 选型方案的优劣是有效的，为方案决策提供了符合 实际的方法和依据。 参考文献 1梁保松,曹殿立．模糊数学及其应用．北京：科学出版社, 2007． 2任军,李建．模糊综合评判在公路客运线路规划评价中的 应用．长安大学学报（自然科学版）,2006,26（4）：83～86． 3屈福政,费烨．复杂机械方案多属性灰色模糊优选模型及 应用．大连理工大学学报,2005,45（2）：201～205． 4宋涛．灰色理论在方案优化选择中的应用．山东建筑工程 学院学报,2006,21（3）：262～266． 5蔡文．可拓集合和不相容问题．科学探索报,1983（1）：83～97． 6谢云臣,赵英才．发动机连杆工艺设备选型的可拓评价研 究．汽车技术,2007（4）：37～40． 7陈广宇．可拓评价方法在技术创新项目评价中的应用研究． 工业技术经济,2004,23（5）：65～71． 8徐双应．汽车综合性能检测设备选型准则与模型．长安大 学学报（自然科学版）,2004（5）：81～83． 9 GB／T 17993—1999,汽车综合性能检测站通用技术条件． 10 GB 18565—2001,营运车辆综合性能要求和检验方法． 11蔡文．可拓学概述．系统工程理论与实践,1998．18（1）：76～ 84． 12谢永臣．设备可拓更新理论及方法研究：［博士论文］．长 春：吉林大学,2006．

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煤矿机械轴类超声检测技术应用论文

1超声检测（UT）

超声检测是无损检测技术的一种，是通过超声波进入物体遇到缺陷时，一部分声波会产生反射，接收器接收反射波，并对反射波进行分析，精确地测出缺陷，并能确定缺陷位置和大小的一种检测技术。超声检测适用于探测被检物内部的面积型缺陷。超声检测的优点是穿透力强、设备轻便、检测成本低、检测效率高，能即时得到检测结果，又能实现自动化检测，在缺陷检测中对危害性较大的裂纹类缺陷特别敏感等。

2煤矿机械运行现况

煤矿采用的大部分机械设备都在粉尘、潮湿、有害气体等恶劣的环境中运行，时常会受到巨大冲击载荷，且长期处于高强度运转状态。高速运行、重载的工作环境所产生的交变载荷，非常容易使材料的内部缺陷或主轴加工过程中因加工工艺产生的缺陷扩大，形成危险性裂纹。还有司机操作不当、设计安装、主轴锻造等带来的缺陷，主轴本身在运行过程中材质强度和刚度发生变化等产生疲劳裂纹，如果这些危险性裂纹不能及时被发现，就有可能导致机械主轴突然断裂，引发重大安全事故，将给矿方带来不必要的损失。

3煤矿需要检测机械主轴

需要检测的主要主轴有：主通风机主轴、提升机滚筒主轴、天轮主轴、输送带机滚筒主轴、罐笼或箕斗提升主轴、架空乘人装置驱动轮与迂回轮主轴等。上述主轴由于受到组装在轴上的结构件约束或覆盖，这些部件所在轴上的部位正是应力集中、易产生表面或内部裂纹的区域，如采用其他无损检测方法检测，需把这些组装部件全部从主轴上分解拆卸下来，这样做不但浪费大量的人力物力财力，而且直接影响煤矿正常生产。为解决这一难题，更好地为煤矿机械设备运行提供条件，采用超声检测对主轴进行不解体检测，效果会更好些。

4机械主轴超声检测技术

4.1准备工作

4.1.1掌握被检机械主轴现实状况检测人员到达检测现场后，首先与矿方沟通，索要有关机械主轴的基本资料，根据提供的资料掌握主轴采用的材质、热处理状态、几何形状、尺寸、组装件结构及数量、受力状态，现场检测条件及环境等现实状况，为超声检测提供条件。其次，根据掌握的资料情况，与矿方制定检测计划。

4.1.2超声检测部位的选择根据主轴的传动结构，受力状况，应力集中的程度选择主轴的联轴器变径部位、滚筒与主轴连接部位，主轴与电机固定端的变径部位、键槽的根部等作为重点超声检测部位。

4.1.3超声检测面清理在选定的检测部位用棉纱清理污染物、用砂纸打磨锈蚀处等。

4.1.4探头和标准试块选择超声检测时，根据被检主轴的材质晶粒度状态选择探头，一般超声波检测选用2.5MHz的探头即可。标准试块根据被检主轴的形状、长度选用CS-I、CS-2C、CSK-ⅢA、CSK-ⅡA、RB-2等型号标准试块作为超声检测灵敏度校验。

4.1.5仪器灵敏度调节检测仪器灵敏度通过调节超声波探伤仪上的[增益]、[衰减器]、[发射强度]等旋钮来实现。径向检测时采用直探头检测方法，直探头灵敏度调节有工件底波调节法和对比试块法。当径向主轴长度S≤3N(近场区)时采用试块对比法，S＞3N(近场区)的主轴采用大平底底波调整法调整检测灵敏度。斜探头检测灵敏度调整是利用CSK-IIA或者RB-2试块将检测系统灵敏度调整为2或3水平。

4.1.6耦合剂的选择超声波检测中常采用机油、变压器油、甘油、水、水玻璃作为耦合剂。

4.2主轴超声检测方法

主轴超声检测采用直探头和斜探头两种探头，直探头主要检测主轴的裸露部位，斜探头主要检测主轴的联轴器变径部位、滚筒与主轴连接部位，主轴与电机固定端的变径部位、主轴与风机扇叶连接部位、键槽的根部等。

4.2.1直探头扫查

1）径向扫查：让矿方用扳手打开主轴端盖，在主轴端部涂上耦合剂，将纵波直探头放置主轴端面以压力为0.5～1kg、20～50mm/s速度做100%扫查，扫查过程中要用探头呈“W”型重叠扫查。探头扫查的同时，应随时观察仪器屏幕的波形变化并对有关显示的信息逐一判断。

2）周向扫查：在主轴裸露部位涂上耦合剂，用直探头以同样的压力和速度做100%扫查周向的全方位扫查。直探头扫查的同时，并随时观察仪器屏幕的波形变化，对有关显示的信息逐一判断。

4.2.2斜探头扫查主轴的联轴器变径部位、滚筒与主轴连接部位，主轴与电机固定端的变径部位、键槽的根部等未裸露部位采用横波斜探头检测技术，以0.5～1kg的压力、20～50mm/s的速度沿主轴径向100%扫查。

5缺陷定位、定量、评定

5.1缺陷定位

缺陷定位就是根据探伤仪器示波屏上缺陷回波的水平刻度值与扫描速度来对缺陷进行定位。直探头纵波检测时，仪器时基线扫描线按照1︰n的比例调整好以后，从仪器水平刻度上缺陷波的位置，可以直接得到缺陷离探测面的距离。例如：时基线按声程的1︰2比例调节，主轴底波应在10格出现，当在6格处出现缺陷波时，那么该缺陷离开探测面距离为：2×60=120mm。横波斜探头检测主轴时，缺陷位置可由折射角(β)和声程x来确定（极坐标系），也可由缺陷的水平距离L和深度来确定（直角坐标系）。

5.2缺陷的'定量

缺陷的定量是指在检测中测定的缺陷大小、数量、长短、面积等。缺陷定量的准确与否，直接关系到测试成败。只有准确确定缺陷大小才能让矿方及时采取更换或维修等措施，避免出现重大事故及时消除潜在隐患。目前主轴缺陷的定量法当量法和测长法。主轴横向疲劳裂纹深度的测定采用当量法，对裂纹长度的测定采用测长法。当量法在主轴探伤中常用当量试块比较法和底波高度(dB)相对对比法。

5.3缺陷的评定

检测完成后，根据缺陷波长短、数量、波形特征，按照GB/T6402-2008《钢锻件超声检测方法》、JB/T1581-2014《汽轮机、汽轮发电机转子和主轴锻件超声波探伤方法》等标准要求给出缺陷准确的评定，矿方才能依据缺陷性质，决定是否需要采取措施来解决存在的缺陷，也可以决定在使用过程中密切关注的缺陷发展程度。总之，超声检测技术可以在不破坏构件的条件下，检测机械主轴结构件的内部缺陷，不但可以进行定性评价，还可以对缺陷的大小和位置等进行定量，并给出评价结果，为煤矿机械设备的正常运行提供可靠的保证，也为煤矿企业的安全生产提供了可靠的保障。

1．专业定位 准确， 人才培养目标和模式明确 1.1专业定位准确， 办学思路明确 广州市政府已将汽车制造作为本市经济发展的支柱产业，总的年产量确定为 150万辆，并正在建设以珠三角地区为主体的汽车零部件配套基地，每年将给广州市带来3000亿的国内生产总值。在汽车消费中，买车的钱约占汽车消费的1/3，而汽车服务要占到汽车消费的2/3，维修汽车将是今后市民的主要消费对象，汽车服务已经不再是厂家售后服务的概念，它集合了汽车金融、汽车保险、汽车零配件、汽车“4位一体”的售后服务、汽车维修、汽车中介、汽车美容和防护、汽车专业人才的教育和培训、城市规划、交通管理的社会大系统。 广州市每年总共向社会提供约 2000个大专层次专门技术人才，而在广州市，与汽车相关的从业人员将超过100万。我校就是在这样的大环境下建立的汽车检测与维修技术专业，专业定位在培养现代汽车检测与维修的专门技术人才上，使毕业的学生具有一定专业理论知识，具有较强的现代汽车检测与维修的动手能力，同时能够从事汽车销售、汽车营运及汽车企业管理工作。 本专业始终把服务于广东省汽车工业及其经济发展放在第一位，以市场需求及就业为导向，以产学研结合为人才培养的基本途径，在坚持以人为本和全面推进素质教育的基础上，形成并实践了以职业能力培养为核心，职业技能与素质训练相结合，理论与实践并重，紧密与校外企业的合作，培养具有一定理论知识又有较强实践技能的技术应用型专门人才的办学思路。本专业建设的最终目标是办成全国示范性专业。 1.2 专业建设规划目标明确， 实施方案具体，措施得力，效果显著 本专业根据《广州大学科技贸易技术学院“十五”规划》 ，结合汽车服务和汽车产品市场的发展与竞争的趋势，制定了本专业的“十五发展规划” 。到了 2005年将新增汽车技术服务与营销专业、汽车电子技术专业，并计划于2007年成立车辆工程系，届时汽车专业发展到6 ～ 8个 。到2006年，上述的三个汽车专业将 招生200～240人、在校生将达360人，其中 本专业 的在校生将达195人。 建设与完善现有的校内外实践教学基地，形成本专业系列实验室、系列实训室和系列校内外实习基地。 学校现在主要有人才引入机制、青年骨干教师培养制度、年度考核制度、严谨的教学管理制度、教学竞赛制度等，以保证目标规划的顺利进行。 1.3 人才培养模式符合培养目标的要求 本专业培养德、智、体、美全面发展的，即掌握一定专业理论知识，具有较强的现代汽车检测与维修的动手能力，又熟悉汽车销售、汽车营运及其企业管理的高级复合应用型人才。毕业生在工科大专文化、专业基础知识和现代汽车技术专业知识的基础上，将具有一定的通用机械设计与维修能力、现代汽车检测与维修能力、汽车销售能力和汽运企业管理能力，并将获得中级汽车修理工证书。 根据培养目标，毕业生应有的 知识结构是： 1 ）掌握工科大专文化基础知识； 2 ）掌握本专业知识所需要的基本理论、基本知识和基本技能； 3 ）掌握与现代汽车技术相关的专业知识和实践操作。 汽车ABS技术的发展趋势研究 在汽车防抱死制动系统出现之前，汽车所用的都是开环制动系统。其特点是制动器制动力矩的大小仅与驾驶员的操纵力、制动力的分配调节以及制动器的尺寸和型式有关。由于没有车轮运动状态的反馈信号，无法测知制动过程中车轮的速度和抱死情况，汽车就不可能据此调节轮缸或气室制动压力的大小。因此在紧急制动时，不可避免地出现车轮在地面上抱死拖滑的现象。当车轮抱死时，地面的侧向附着性能很差，所能提供的侧向附着力很小，汽车在受到任何微小外力的作用下就会出现方向失稳问题，极易发生交通事故。在潮湿路面或冰雪路面上制动时，这种方向失稳的现象会更加严重。汽车防抱死制动系统（Anti-lock Braking System简称ABS）的出现从根本上解决了汽车在制动过程中的车轮抱死问题。它的基本功能就是通过传感器感知车轮每一瞬时的运动状态，并根据其运动状态相应地调节制动器制动力矩的大小以避免出现车轮的抱死现象，因而是一个闭环制动系统。 它是电子控制技术在汽车上最有成就的应用项目之一，汽车制动防抱死系统可使汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离，有效提高行车的安全性。 一、ABS的工作原理 汽车制动时由于车轮速度与汽车速度之间存在着差异，因而会导致车轮与路面之间产生滑移，当车轮以纯滚动方式与路面接触时，其滑移率为零；当车轮抱死时其滑移率为100％。当滑移率在8％～35％之间时，能传递最大的制动力。制动防抱死的基本原理就是依据上述的研究成果，通过控制调节制动力，使制动过程中车轮滑移率控制在合适的范围内，以取得最佳的制动效果。ABS系统硬件构成主要由传感器（包括轮速传感器、减速度传感器和车速传感器）、电子控制装置、制动压力调节器三大部分组成，形成一个以滑移率为目标的自动控制系统。传感器测量车轮转速并将这一数据传送至电子控制装置上，控制装置是一个微处理器，它根据车轮转速传感器信号来计算车速。在制动过程中，车轮转速可与控制装置中预先编制的理想减速度的特性曲线相比较。如果控制装置判断出车轮减速度太快和车轮即将抱死时，它就发出信号给液压调节器，液压调节器可根据来自控制装置的信号对制动器的卡钳或轮泵的油压进行控制（作用、保持、释放、重新作用）。这一动作，每秒钟能出现10次以上。 二、ABS技术的发展及应用现状 基于制动防抱理论的制动系统首先是应用于火车和飞机上。1936年，德国博世公司（BOSCH）申请一项电液控制的ABS装置专利，促进了ABS技术在汽车上的应用。汽车上开始使用ABS始于1950年代中期福特汽车公司，1954年福特汽车公司在林肯车上装用法国航空公司的ABS装置，这种ABS装置控制部分采用机械式，结构复杂，功能相对单一，只有在特定车辆和工况下防抱死才有效，因此制动效果并不理想。机械结构复杂使ABS装置的可靠性差、控制精度低、价格偏高。ABS技术在汽车上的推广应用举步艰难。直到70年代后期，由于电子技术迅猛发展，为ABS技术在汽车上应用提供了可靠的技术支持。ABS控制部分采用了电子控制，其反应速度、控制精度和可靠性都显著提高，制动效果也明显改善，同时其体积逐步变小，质量逐步减轻，控制与诊断功能不断增强，价格也逐渐降低。这段时期许多家公司都相继研制了形式多样的ABS装置。 进入90年代后，ABS技术不断发展成熟，控制精度、控制功能不断完善。现在发达国家已广泛采用ABS技术，ABS装置已成为汽车的必要装备。北美和西欧的各类客车和轻型货车ABS的装备率已达90％以上，轿车ABS的装备率在60％左右，运送危险品的货车ABS的装备率为100％。ABS装置制造商主要有：德国博世公司（BOSCH），欧、美、日、韩国车采用最多；美国德科公司（DELCO），美国通用及韩国大宇汽车采用；美国本迪克斯公司（BENDIX），美国克莱斯勒汽车采用；还有德国戴维斯公司（TEVES）、德国瓦布科（WABCO）、美国凯尔西海斯公（KELSEYHAYES）等，这些公司的ABS产品都在广泛地应用，而且还在不断发展、更新和换代。 近年来，ABS技术在我国也正在推广和应用，1999年我国制定的国家强制性标准GB12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》中已把装用ABS作为强制性法规。此后一汽大众、二汽富康、上海大众、重庆长安、上海通用等均开始采用ABS技术，但这些ABS装置我国均没有自主的知识产权。 国内研究ABS主要有东风汽车公司、交通部重庆公路研究所、济南捷特汽车电子研究所、清华大学、西安交通大学、吉林大学、华南理工大学、合肥工业大学等单位，虽然起步较晚，也取得了一些成果。在气压ABS方面，国内企业包括东风电子科技股份有限公司、重庆聚能、广东科密等都已形成了一定的生产规模。液压ABS由于技术难度大，国外技术封锁严密，国内企业暂时不能独立生产，但在液压ABS方面也在做自主研发，力图突破国外跨国公司的技术壁垒，已经取得了一些新的进展和突破。如清华大学和浙江亚太等承担的汽车液压防抱死制动系统（ABS）“九五”国家科技攻关课题，在ABS控制理论与方法、电子控制单元、液压控制单元、开发装置和匹配方法等关键技术方面均取得了重大成果。采用的耗散功率理论，避免了传统的逻辑门限值研究方法的局限性，取得了理论上的突破，研发ABS成功且进入产业化、批量生产阶段。其试样在南京IVECO轻型客车上匹配使用全面达到了国家标准GB12676-1999和欧洲法规EECR13的要求。这对振兴我国汽车工业与汽车零部件业具有划时代意义，标志着我国汽车液压ABS国产化已迈出坚实的一步。同时合肥工业大学也研制出国内具有自主知识产权的液压制动电子防抱系统，率先在HF6700轻型汽车上匹配使用获得成功。国内液压ABS技术含量与国外虽有一定的差距，但在政府的大力支持和国内丰富的人力资源配合下，相信国内可以在较短的时间内在ABS技术某些领域赶超国际水平