НАЗАД

Пресс для проверки сварных стыков рельсов

Применение магнитострик­ционных датчиков линейного положения (магнитострик­ционных датчиков линейного перемещения) в прессе для проверки сварных стыков рельсов


Что такое пресс. Виды прессов. Общая информация

Пресс — это механизм, предназначенный для уплотнения, выжимания или изменения форм веществ под воздействием давления. Данное оборудование применяется в тяжелой и легкой промышленности. В зависимости от типа устройства создается сдавливающее усилие от нескольких килограмм до десятков или сотен тонн.

Принцип действия механизмов прессового оборудования заключается в сдавливании материала. За счет этого выполняются следующие работы:

  1. Сгибание листовых заготовок выполняют листогибочные машины. Под воздействием давления деформируется листовая заготовка до нужной формы.
  2. Выдавливание жидкости с материала. Прессы для этой категории появились первыми. Машины использовали для выдавливания соков или масел. Механизм создает усилие на вещество, которое содержит жидкость.
  3. Штамповка готовых делателей. Процесс позволяет из плоских или объемных форм, под усилием, выдавливать готовые предметы и детали. Самое популярное направление – это полимерпесчаная продукция.
  4. Получение необходимой геометрической конструкции труб и прутьев с помощью трубогибов.
  5. Уплотнение вещества. Механизмы позволяют увеличить плотность заготовки под давлением. Таким образом меняется кристаллическая решетка обрабатываемого вещества или удаляются пустоты из сырья.

Все эти работы выполняют различные установки и станки, задействованные в промышленности и на мелких предприятиях.

Прессовое оборудование различают по типу конструкции и перечню функций, которые способен выполнять агрегат. Каждый тип пресса направлен на решение определенной задачи и работу с конкретным материалом.

Разновидности прессов:

  • винтовые,
  • валковые,
  • гидравлические,
  • кривошипные,
  • листогибочные,
  • магнитно-импульсные.

В данной статье мы будем говорить не о совсем стандартном применении пресса, но не менее ответственном. Также раскроем одну из основных проблем всех прессов, к которым предъявляются особые требования к точности выполнения процесса и контроля. Этот пресс называется ПМС-320 (пресс малогабаритный специальный).


Пресс малогабаритный специальный ПМС-320. Процесс проверки рельсов и его суть

Общий вид пресса ПМС-320

Пресс малогабаритный специальный ПМС-320 предназначен для проверки сварных стыков рельсов методом выборочного контроля путем испытания контрольных образцов на статический поперечный изгиб.

Система управления пресса выполнена на базе промышленного компьютера. Она позволяет производить запись и хранение процесса испытания сварного соединения, паспортизирует каждый излом, выдает нагрузочную кривую процесса и позволяет в режиме реального времени осуществлять контроль над процессом. Небольшие габариты и масса пресса делают возможным использовать его как в стационарных условиях, так и в составе путевых рельсосварочных машин (ПРСМ).

Несмотря на достаточно примитивную, на первый взгляд, работу пресса , задача, которая перед ним стоит, очень ответственная. От исправности и точности работы данного пресса зависит не только качество продукта в обычном смысле, но и жизни людей в глобальном. Так как неправильно проверенная рельса может подвести в ответственный момент. Цена ошибки – очень дорога.

Далее разберемся, с помощью какого элемента данной системы можно контролировать пресс, а также способ улучшения данной системы и повышение надежности и безотказности датчика линейного положения.


Контроль процесса проверки рельсов и его основные проблемы

Контроль рельсов включает в себя комплекс мероприятий по проверке их качества, прочности и соответствия стандартам. Этот процесс особенно важен для обеспечения безопасности железнодорожного транспорта, поскольку дефекты рельсов могут привести к авариям и сбоям. Однако, несмотря на современные технологии, в этой области остаётся ряд проблем.

Стык рельсов

Несмотря на множество методов проверки, часть из них потеряла свою эффективность и актуальность, перечислим некоторые этапы проверки рельсов:

  1. Визуальный осмотр. Выявление внешних дефектов, таких как трещины, сколы или коррозия.
  2. Ультразвуковая диагностика. Обнаружение внутренних дефектов, невидимых невооружённым глазом, например пустот или трещин.
  3. Магнитопорошковый контроль. Используется для обнаружения поверхностных и подповерхностных трещин.
  4. Измерение геометрии рельса. Контроль формы и размеров, чтобы убедиться, что они соответствуют стандартам.
  5. Испытания на прочность и долговечность. Проверка способности рельса выдерживать нагрузки и условия эксплуатации.
  6. Контроль сварных швов. Особое внимание уделяется местам сварки, поскольку именно там чаще всего возникают дефекты.

Основные проблемы контроля

  • Неполное выявление дефектов. Некоторые трещины или пустоты могут быть пропущены из-за недостаточной чувствительности оборудования или человеческого фактора.
  • Высокая трудоёмкость и время проверки. Полный цикл проверки может быть длительным, что замедляет процесс производства или ремонта.
  • Низкая точность измерений в полевых условиях. Влияние внешних факторов, таких как температура, влажность и вибрации, может снижать точность диагностики.
  • Недостаточная автоматизация процесса. Многие методы контроля требуют участия человека, что увеличивает вероятность ошибок.
  • Износ оборудования. Частое использование диагностического оборудования приводит к его износу, что ухудшает качество контроля.
  • Сложности контроля сварных швов. Сварные швы часто имеют сложную структуру, что делает их проверку трудоемкой и менее точной.
  • Ограниченная адаптивность систем контроля. Оборудование может быть настроено только на определенные параметры, что затрудняет проверку рельсов разных типов.
  • Высокая стоимость оборудования. Современные системы диагностики и контроля рельсов требуют значительных финансовых вложений.
Контроль сварного стыка рельсов

Контроль сварного стыка рельсов

Пример разрыва сварного стыка рельсов

Пример разрыва сварного стыка рельсов

Решения для улучшения контроля

  1. Внедрение автоматизированных систем. Использование роботов и автоматических диагностических комплексов для повышения точности и скорости проверки.
  2. Интеграция современных датчиков. Применение датчиков линейного положения, ультразвуковых и оптических систем для повышения чувствительности и надежности контроля.
  3. Повышение квалификации персонала. Регулярное обучение специалистов, работающих с диагностическим оборудованием.
  4. Модернизация оборудования. Обновление диагностических систем для повышения их эффективности и точности.
  5. Регулярное техническое обслуживание. Профилактическое обслуживание и калибровка оборудования для поддержания его в рабочем состоянии.

Контроль процесса проверки рельсов — сложная, но важная задача, от которой зависит безопасность железнодорожного движения. Решение основных проблем контроля требует комплексного подхода, включающего внедрение современных технологий, автоматизацию и повышение квалификации специалистов. Мы рассмотрим вопрос важности применения датчиков линейного положения в малогабаритном прессе ПМС-320.


Решение проблемы контроля пресса с помощью датчиков линейного положения

Рассмотрим работу малогабаритных прессов ПМС-320 и использование в них датчиков линейного положения. Данные прессы применяются на многих рельсосварочных предприятиях.

Для того чтобы понять, каким образом датчики линейного положения решают проблему, необходимо увидеть, какие функции они выполняют и что они контролируют.

Место установки датчика линейного положения MSI-LWH.R в прессе ПМС-320

Место установки датчика линейного положения MSI-LWH.R в прессе ПМС-320

Датчики линейного положения измеряют и контролируют:

  • Положение штока гидроцилиндра. Датчик фиксирует точное положение рабочего органа пресса на каждом этапе его движения. Это позволяет определить момент контакта с рельсом и глубину последующего деформирования сварного шва.
  • Амплитуду хода. Измеряет полный диапазон перемещения рабочих частей пресса, что помогает убедиться в соблюдении заданных параметров испытания.
  • Конечные положения хода. Датчик определяет начальную и конечную точки перемещения, предотвращая избыточное давление или недопустимое движение штока.
  • Деформацию сварного шва. Косвенно фиксируется степень изменения геометрии сварного соединения, что важно для оценки его прочности и качества.
  • Точность приложения нагрузки. Датчик помогает обеспечить точное позиционирование рабочих элементов пресса, что критически важно для равномерного распределения нагрузки на сварной шов.
  • Соблюдение технологических параметров. Контролирует соответствие движения штока заданным требованиям, исключая ошибки и отклонения.
  • Предотвращение перегрузок. За счёт контроля конечных точек хода и амплитуды движения датчик предотвращает чрезмерное давление на рельс или сварное соединение, что защищает оборудование и тестируемый объект.
  • Мониторинг состояния в реальном времени. Данные с датчика используются для постоянного контроля процесса, что позволяет оперативно выявлять отклонения и предотвращать сбои.

Преимущества использования датчиков линейного положения

Высокая точность измерений

Высокая точность измерений.
Позволяет проводить проверки с минимальными отклонениями от установленных стандартов.

Повышение качества диагностики

Повышение качества диагностики.
Обеспечивает точный контроль деформации сварного шва, что помогает выявлять дефекты.

Снижение износа оборудования

Улучшение безопасности оборудования.
Предотвращает выход за пределы допустимых движений, защищая пресс от повреждений.

Снижение издержек

Снижение издержек.
Благодаря точному контролю снижается вероятность брака и уменьшает затраты на ремонт.

Интеграция с автоматизированными системами.
Упрощает управление процессом проверки и его оптимизацию.

Работа датчика линейного положения MSI-LWH.R в прессе ПМС-320

Работа датчика линейного положения MSI-LWH.R в прессе ПМС-320, общий вид

Датчики линейного положения играют ключевую роль в прессах для проверки сварных швов рельсов.

Они измеряют положение, движение и деформацию, а также контролируют соблюдение технологических параметров, что позволяет проводить точные, безопасные и эффективные испытания.


Потенциометрический или магнитострикционный датчик, что же выбрать? В чем разница?

В малогабаритных прессах чаще всего применяются потенциометрические датчики линейного положения с выдвижным штоком. Последнее время чаще встречаются датчики от бренда Novotechnik серии LWG и др. В данных случаях отличным решением является замена на потенциометрические датчики линейного положения серии MSI-LWH.R . Потенциометрические датчики серии MSI доказали, что это лучшее сочетание цена/качество. Также неоспоримым преимуществом является поддержание постоянного наличия всех серий и их версий в наличии на складе.

Потенциометрический датчик. Как выглядит и как работает?

Потенциометрический датчик линейных перемещений – датчик, который следит за положением различных узлов и передает информацию на контроллер.

Потенциометр работает по принципу переменного резистора со схемой подключения делителя напряжения.

Потенциометрический датчик линейного перемещения – надежный прибор, обычно не доставляет проблем. Но и у него есть срок службы. Со временем усики ползунка, которые замыкают пластины, изнашиваются. Ухудшается контакт. Как итог:

  • нестабильные, плавающие показания,
  • в некоторые моменты контакт полностью пропадает.

В подобной ситуации контроллер не может правильно интерпретировать результаты: выдает ошибку или дает неправильные команды, что сказывается на качестве. Попытка починить устройство и подогнуть усики не дает результата или решает проблему только на короткое время. В подобной ситуации рациональное решение – сразу заменить датчик.

Существует множество конструкций датчиков, что позволяет выбрать подходящий вариант для каждой задачи. ООО «МультиСистемная Интеграция» предлагает следующие конструкции потенциометрических датчиков линейных перемещений:

  • профильные,
  • с выдвижным штоком,
  • с двумя проушинами,
  • с возвратной пружиной.

Максимальная измеряемая длина у потенциометрических датчиков линейного перемещения до 2500 мм. Сопротивление предоставляется на выбор: 1, 5, 10 и 20 кОм.

Потенциометрический датчик MSI-LWH.XXXX.R

Одним из самых часто используемых потенциометрических датчиков линейных перемещений в прессах ПМС-320 – является профильный датчик из металлического корпуса с выдвижным штоком с проушинами. Это датчики серии MSI-LWH.R

Основные преимущества датчиков линейного перемещения потенциометрического типа

  • простота конструкции,
  • малые габариты и вес, компактность,
  • стабильность характеристик,
  • возможность работы на переменном и постоянном токе,
  • устойчивость к электрическим и магнитным помехам,
  • выгодная стоимость.

Недостатки потенциометрических датчиков

Недостатки в основном исходят из принципа работы:

  • наличие шумов,
  • подверженность электроэрозии под действием импульсных разрядов,
  • присутствует скользящий контакт, а контактный способ измерения снижает срок службы прибора в сравнении с бесконтактными сенсорами.

Магнитострикционные датчики. Преимущества. Как это работает?

В качестве альтернативы потенциометрическим датчикам положения можно рассмотреть магнитострикционные (бесконтактные) датчики положения. Для пресса ПМС-320 отлично подойдет серия профильных датчиков MSI-P и MSI-PB. В данном случае, скорее всего, необходимо будет перенести место установки датчика, роль выдвижного штока будет выполнять тяга, закрепленная к магнитной каретке либо к бесконтактному позиционному магниту.

Датчик линейного положения MSI-P

Датчик линейного положения MSI-P

Датчик линейного положения MSI-PB

Датчик линейного положения MSI-PB

Магнитострикционные датчики линейного положения MSI превосходят конкурентов по характеристикам, обеспечивают точность и надежность в самых трудных условиях, что приводит к превосходным показателям для наших клиентов.

Магнитострикция – как это работает

Датчики серии MSI-P и MSI-PB имеют профиль, вдоль которого перемещается магнит. Поле магнита взаимодействует с полем волновода в той координате, в которой находится магнит, в результате чего образуется ультразвуковая волна, которая детектируется чувствительным элементов в головке датчика. Разница во времени между импульсом тока, который создает магнитное поле во всём волноводе датчика, и принятым импульсом ультразвуковой волны пропорциональна координате магнита.

Электроника датчика позволяет проводить точное измерение координаты. Данная технология измерения является очень надежной и обеспечивает высокую точность и повторяемость.

Преимущество технологии:

  • Бесконтактная – позиционный магнит не имеет механической связи с волноводом датчика, таким образом решается сразу же 2 проблемы:
    • отсутствует механический износ,
    • нет жесткого требования к параллельности относительно датчика и контролируемого узла, отклонение может достигать до 10 мм.
  • Абсолютная – датчик всегда “знает” положение позиционного магнита, независимо от того, в какой момент времени происходит измерение.
  • Высокое разрешение – достигается за счет сенсорного элемента, который расположен внутри датчика. По своей конструкции датчик является высокочувствительным микрофоном, который улавливает ультразвуковую волну.
  • Устойчивость к ударам и вибрациям – позволяет применять датчики в механизмах, которые эксплуатируются в тяжёлый условиях. Сенсорный элемент датчика восприимчив только к ультразвуку с определённой длинной волны. Таким образом другие механические колебания не влияют на измерения.
  • Точный принцип измерения – обеспечивается за счёт скорости распространения ультразвуковой волны в волноводе, её значение является постоянной.

Недостатки технологии

  • Высокие температуры – главная проблема магнитострикции, так как при повышении температуры свыше 85°C заявленные характеристики в наших датчиках перестают соответствовать действительности, в первую очередь это связано с линейным расширением материалов.
  • Внешние магнитные поля – создаваемые мощными индуктивными нагрузками вблизи волновода, могут создать ложный торсионный импульс, по этой причине показания датчика не будут соответствовать действительности.
магнитострикционный эффект

Магнитострикционный эффект

Датчики линейного положения серии MSI-P и MSI-PB

Преимущества датчиков:

  • Являются абсолютными – датчик всегда “знает” положение позиционного магнита, независимо от того, в какой момент времени происходит измерение.
  • Обладают высоким разрешением (16 Бит) – достигается за счет сенсорного элемента, который расположен внутри датчика. По своей конструкции датчик является высокочувствительным микрофоном, который улавливает ультразвуковую волну.
  • Измеряемая длина от 50 до 5000 мм с шагом 5 мм – позволяет использовать датчики в оборудовании различных габаритов.
  • Высочайшая точность: линейность лучше 0,01% ПДИ (Предельно Допустимое Измерение) – позволяет определить точную координату перемещаемого магнита.
  • Повторяемость лучше 0,001% ПДИ (Предельно Допустимое Измерение) – позволяет каждый раз показывать одно и то же значение в заданной точке.
  • Надежная конструкция – профиль датчика изготовлен из алюминия, его форма сделана таким образом, чтобы обеспечить удобный и простой монтаж. Датчик может быть смонтирован в любом положении, дополнительные аксессуары расширяют области и сферы применения.

Можно заказать дополнительно аксессуары:

  • Магниты – не имеют физической связи с датчиком и могут быть установлены с зазором от профиля до 10 мм.
  • Магнитная каретка, которая имеет магнитное соединение, за счет чего датчику не страшны люфты механизмов.
Позиционный магнит “K” MSI-K-P06

Позиционный магнит “K” MSI-K-P06

Позиционный магнит “L” MSI-L-P07

Позиционный магнит “L” MSI-L-P07

Магнитная каретка “S” MSI-S-P08

Магнитная каретка “S” MSI-S-P08

  • Разные типы подключения – для каждого интерфейса.
Подключение MSI-P и MSI-PB

Подключение MSI-P и MSI-PB

  • Датчики серии MSI являются прямой (полноценной) заменой датчиков Temposonics и Balluff обеспечивая идентичный уровень точности, надежности и производительности, и становясь предпочтительным выбором для инженеров и специалистов.
  • Датчики имеют широкий спектр интерфейсов, таких как Analog, START/STOP, SSI, PROFIBUS, CAN, EtherCAT и другие.

Достигнутый эффект и новые возможности с датчиками линейного положения серии MSI

Можем отметить важность и большую значимость роли датчиков линейного положения в работе малогабаритного пресса ПМС-320. Датчик решает сразу комплекс проблем: отслеживание и контроль рабочих органов, возможность автоматизации процесса. Но самое важное в данном процессе – это обеспечение высокой точности контроля рабочего органа (штока гидроцилиндра). Мы получаем высокое качество рельсов, допущенных для использования. В данной сфере это очень важно, так как от качества рельсов, которые используются, например, на путях ЖД – зависят жизни людей.

Наилучшее решение в текущей ситуации – обратиться в компанию ООО “МультиСистемная Интеграция”. Мы поддерживаем наличие многих позиций на складе, а сроки производства и поставки датчиков приятно вас удивят. Наши клиенты вовремя получают свой заказ, что позволяет оперативно заменить вышедший из строя датчик, а также своевременно пополнить ЗИП на складе. Следовательно, качество производства останется на высоком уровне, снизится простой оборудования и связанные с ним издержки.

Не первый год мы помогаем в подборе и замене зарубежных брендов на датчики серии MSI. Также реализовываются проекты по интеграции и установке датчиков в новое оборудование .
Сотрудники компании ООО “МультиСистемная Интеграция” всегда готовы помочь с подбором и предложить замену вышедшему из строя датчику по многочисленным характеристикам.