Gradul de complexitate şi noutate ale proiectului

Proiectul şi-a propus să utilizeze proprietăţile speciale ale unor materiale amorfe nanostructurate care prezintă fenomenul de impedanţă magnetică gigantică (GMI) la realizarea unei tehnologii integrate de examinare a unor componente de mare siguranţă din alcătuirea structurii materialului rulant.

Pornind de la necesităţile de asigurare a trasabilităţii examinărilor nedistructive cerute de normele europene şi internaţionale şi în special ISO 9000 – 2000, proiectul a valorificat un know-how existent în trei institute naţionale (ISIM Timişoara, IFT Iaşi şi ICPE–CA Bucureşti) în domeniul materialelor nanostructurate, a examinărilor nedistructive şi al sistemelor de comandă şi analiză a datelor experimentale, pentru realizarea prototipului unui sistem computerizat de control al defectelor în componente de siguranţă din alcătuirea materialului feroviar rulant (fig.1 şi fig.2).

Cercetarea a prezentat un caracter complex întrucât realizarea şi verificarea prototipului a necesitat specialişti din domeniul fizicii, electronicii, hardware, software, mecanicii fine, examinărilor nedistructive, proiectării şi altele.

În cadrul proiectului s-a realizat o nouă generaţie de senzori şir (senzori multipli) folosind ca mediu activ un material nanostructurat pentru aplicaţii în câmp magnetic slab, cu un sistem original de mare precizie, de aplicare/ridicare a senzorilor şi rotire a piesei de examinat, comandat de calculator prin intermediul unui software performant de comandă şi prelucrare date, cu o mare valoare de utilizare şi în alte aplicaţii.

Prezentarea sistemului de control nedistructiv

  Figura 1     Figura 2

Componenţă

Modul mecanic de rotire a inelului şi aplicare a senzorilor (figura 1, poz. 1), este un sistem mecanic care asigură poziţionarea şi fixarea piesei de examinat, mişcările de acţionare ale acesteia, necesare pentru buna desfăşurare a procesului, precum şi aplicarea senzorilor în poziţia optimă de control. 

Axa de rotaţie (figura 1, poz. 2)  asigură rotirea inelului de rulment cu turaţia prescrisă.

Modul mecanic de manipulare (translatare) şi amplasare a sistemului de magnetizare în poziţia de lucru (fig.2, poz.2 ) este realizat în construcţie unitară monobloc şi compus în principal din trei unităţi de translaţie care acţionează (manual) pe trei axe perpendiculare x, y şi z.

Sistemul de senzori (fig.2, poz.3) este prevăzut cu dulapul cu circuitele electronice conexe (fig.2, poz.4). 

Sistem de magnetizare şi demagnetizare a pieselor pentru examinare cu senzori magnetici nanostructuraţi (fig.2, poz.5)

Bloc de comandă şi sistem de achiziţie şi prelucrare date (fig.2, poz.6), ansamblu modular care realizează un transfer de informaţie între părţile  componente, sub comanda şi procesarea unei unităţi centrale.

Pupitru comandă (fig.1, poz.3) - conţine computer, licenţă WIN XP engleză,  software  control

Software de comandă, achiziţie date şi prelucrare date, cu rolul de a monitoriza şi a afişa informaţiile primite de la aria de senzori pe reperul analizat, precum şi vizualizarea pe monitor a rezultatelor înregistrate şi reprezentarea grafică a unor combinaţii ale rezultatelor respective, sub formă de hărţi ale defectelor.

Prototipul realizat este alcătuit din punct de vedere constructiv, dintr-un ansamblu modular care realizează un transfer de informaţie între părţile componente, sub comanda şi procesarea unei unităţi centrale.

  Caracteristici tehnice

Procedeu  utilizat procedeul fluxului magnetic de dispersie
Senzor şir şir de 8 senzori nanostructuraţi
Sistem mecanic patru grade de libertate (3 translaţii X, Y, Z şi o rotaţie)
Diametru inel min. 120 mm ; max. 150 mm
Dimensiuni de gabarit 854 x 1270 x max.2035 mm (la capăt de cursă pe axa Z)

Verificarea funcţionării sistemului de control nedistructiv s-a realizat pe inele de rulmenţi feroviari. S-a verificat sensibilitatea aparatului de control nedistructiv la defecte de diferite forme si mărimi. Pe un inel de rulment exterior cu diametrul de 215 mm s-au realizat 30 defecte artificiale prin procedeul de prelucrare prin electroeroziune (fig.3-5).

S-au realizat următoarele tipuri de defecte: defecte tip crestătură pe toată lăţimea inelului; defecte tip crestătură scurte cu adâncime şi lungime variabilă; defecte subsuperficiale cilindrice plasate la câteva zecimi de milimetri sub suprafaţă; defecte cilindrice aşezate pe suprafaţă cilindrică a nivelului. Acestea s-au amplasat în mod uniform pe circumferinţa inelului la distante de 12 grade unul de altul.

 Figura 3. Defecte tip crestătură 

Figura 4. Defecte tip subsuperficial

 

Gradul de complexitate şi noutate ale proiectului

Gradul de protecţie a rezultatelor obţinute în cadrul proiectului

Gradul de competitivitate a rezultatelor obţinute în cadrul proiectului

Gradul de viabilitate a proiectului

Gradul de vizibilitate a rezultatelor obţinute în cadrul proiectului

Impactul tehnico-economic şi social estimat la implementarea proiectului