Технология сборки и испытания летательных аппаратов (стр. 4 из 5)
S12(yNk) = 0
S22(yNk) = 0,002454
S32(yNk) = 0.002454
S42(yNk) = 0.0034
S52(yNk) = 0.002454
S62(yNk) = 0
S72(yNk) = 0
S82(yNk) = 0.002454
Рассчитываем дисперсию воспроизводимости:
S2IУI = 0,00165
Дисперсия среднего значения:
_
S2IУI = 0,00055
Дисперсия коэффициентов регрессии:
S2(bi) = 0,00007
по которой находится ошибка коэффициентов регрессии:
S2IbiI = √0,00835 = 0,00835
Критерий значимости:
S2IbiIt (f‘) = 0,00835 2,12 = 0,0177
Все коэффициенты светогидравлической промывки получились незначительными, следовательно в рассматриваемом случае оптимальными условиями можно считать следующие:
- величина энергии светового импульса лазера должна лежать в пределах 50 милли Ватт в каждом импульсе;
- диаметр капли промывочной жидкости должна составлять 0,5 мкм;
- показатель преломления промывочной жидкости составляет 2%.
Рис 1. Поверхность отклика.
На рисунке 1 приведена поверхность отклика, полученная в результате графического представления описанного опыта. Анализ этой поверхности показывает, что полученные условия являются оптимальными лишь для выбранного типа лазерного оборудования, параметров жидкой рабочей среды и катализатора. Очевидно, что дальнейшее увеличение энергии лазера (невозможно для данного типа лазера) может дать приращение значений выходного параметра, так же как увеличение диаметра капли (невозможное вследствие отрыва капли диаметром более 6 мм от патрубка).
2. Разработка структурной схемы установки для светогидравлической промывки и оценка его возможностей применения в промышленности.
Разнообразие решаемых конкретных технологических задач определяет и различные требования к параметрам светогидравлических установок, что в свою очередь, приводит к большому количеству их схем построения. В данном разделе рассмотрим основные элементы и методы построения технологических лазерных установок, использующих энергию светогидравлического эффекта.
2.1. Разработка структурной схемы установки для светогидравлической промывки.
Анализ схем возможных вариантов светогидравлической обработки позволил разработать общую структуру технологических установок, использующих этот принцип (рис. 2.1).
Источником энергии в установке является лазер [2], излучение которого через оптическую систему направляется в камеру светогидравлического устройства. Взаимодействие всех элементов, образующих схему установки, регулирует блок управления (Б.У.) [3].
 |
Рис 2.1. Общая структурная схема установок для светогидравлической промывки.
1 – рабочая камера;
2 – лазер с оптической системой;
3 – блок управления (Б.У.);
4 – блок герметизации рабочей камеры;
5 – блок вакуумирования рабочей камеры;
6 – блок регистрации уровня жидкости в рабочей камере;
7 – блок подачи жидкой среды в рабочую камеру;
8 – блок слива отработанной жидкой среды;
9 блок тарированной подачи капель промывочной жидкости в рабочую камеру;
10 – блок измерения спектрографических характеристик промывочной жидкости.
11 – датчик устройства встроенного контроля качества выполнения операции.
Герметизация камеры осуществляется за счет механизма прижима [4], в котором одновременно предусмотрен датчик для измерения силы прижима. По достижении заданного значения усилия прижима подается сигнал на Б.У., который отключает механизм 4 и подает сигнал на включение блока 5, представляющего собой устройство вакуумирования рабочей камеры.
Величина достаточного вакуума регистрируется и по достижении заданного его значения подается сигнал на Б.У. об отключении блока 5 и последующих блоков.
В подготовленную таким образом камеру подается жидкая рабочая среда за счет устройства 7, часть жидкости при этом перетекает в специальную емкость водного затвора, в которой уровень ее регистрируется блоком , который после достижения заданного уровня подает на Б.У. сигнал о прекращении подачи жидкой среды и включении в работу блока 9.
В жидкую рабочую среду вводятся капли за счет блока тарированной подачи 9 и одновременно ведется измерение его количества. По достижении заданного параметра на Б.У. подается сигнал, прекращающий подачу капель. Одновременно с введением капель Б.У. подает команду на зарядку блока конденсаторов лазера 2.
Блок управления подает команду на включение в работу лазера. За счет светогидравлического эффекта в камере создается облако капель промывочной жидкости, характеристики которых регистрируются блоком 10.
Качество выполнения операции может регистрироваться с помощью датчиков встроенного контроля (блок 11), которые подаются блоком 10.
Качество выполнения операции может регистрироваться с помощью датчиков встроенного контроля (блок 11), которые подают сигналы на Б.У. В случае невыполнения заданных требований Б.У. выдает команду на повторение операции, а при достижении требуемого качества – на блок 8, который сливает обработанную жидкую среду и катализатор, и приводит все элементы установки в исходное состояние.
Выбор конкретной конструкции и параметров всех перечисленных элементов установки зависят, как уже указывалось, от вида решаемой технологической задачи.
Рис.2.2. Алгоритм работы лабораторного образца установки для светогидравлической
промывки.
Лист 01.
 |
Лист 02.
Лист 03.
 | ||
 | ||
 | ||
 | ||
 | ||
Лист 04.
Рис.2.2. Алгоритм работы лабораторного образца установки для светогидравлической промывки.
Рис. 2.3. зависимость диаметра монодисперсных парожидкостных микропузырей очищающей жидкости от мощности светового потока лазера.
3. Расчет оптического тракта установки для промывки.
В оптический тракт установки входят элементы, каждый из которых обладает определенной поглощающей и отражающей способностью.
Основным элементом, поглощающим световую энергию лазера, является парожидкостной пузырек.
Когда парожидкостный пузырек взрывоподобно вскипает, поглощая основную долю световой энергии, причем при схлопывании пузырька имеют место кавитационные явления.
Рис. 2.4. Оптический тракт установки для промывания.
Под действием кавитационных явлений с одной стороны происходит очищение заготовки, а с другой стороны вместо большого парожидкостного пузырька диаметром порядка 0,2 мм образуются мелкие пузырьки диаметром от 2 до 0,2 мкм, соизмеримые по своим геометрическим параметрам с геометрическими параметрами микротрещин на поверхности заготовки.
Таблица 8.
Отражательная и поглотительная способность элементов оптического тракта.
| № п/п | Элемент оптического тракта | Отражающая способность | Поглощающая способность. |
| 1 | Лазер с выходной мощностью () | - | - |
| 2 | Воздушная среда | 0,001 от WΣ | 0,001 от WΣ |
| 3 | Защитное окно | 0,001 от WΣ | 0,001 от WΣ |
| 4 | Очищающая жидкость | 0,001 от WΣ | 0,001 от WΣ |
| 5 | Парожидкостный пузырек | 0,01 от WΣ | 0,99 от WΣ |
Список используемой литературы.
1. Адлер Ю.П., Макарова Е.В., Грановский Ю.В. «Планирование эксперемента при поиске оптимальных условий». М.:Наука, 1981. – 281 с, ил.
2. Андреева Л.Е. «Упругие элементы приборов». М.: Машгиз, 1982. – 455 с., ил.
3. Аренков А.Б. «основы электрофизических методов обработки материалов».:Машиностроение,, Ленинградское отд-ние, 1967. – 372 с., ил.
4. Анучин М.А. и др. «Штамповка взрывом. Основы теории». М.: Машиностроение, 1972. – 150 с., ил.
5. Апанасевич П.П. «Основы теории взаимодействия света с веществом». Минск.: Наука и техника, 1977. – 495 с., ил.
6. Аскарьян Г.А., Прохоров А.М., Чантурия Г.Ф., Шипуло Г.П. «Луч ОКГ в жидкости». в журнале: журнал экспериментальной и технической физики, т. 44, в. 6, 1963, с 2180 – 2182.
7. Ахиманов С.А., Хохлов Р.В. «Проблемы нелинейной оптики». М.: Наука, 1964. – 155 с., ил.
8. Басов Н.Г., Кологривов А.А., Крохин О.Н. др. «Наблюдение сжатия полых микросфер, облучаемых лазером». – в журнале: Письма в ЖЭТФ, т. 23, в. 8, 1976, с. 752 – 753.