CN1021711C - 环形件磁粉探伤机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种环形件磁粉探伤机，用于检测铁磁性环形件的裂纹或损伤。探伤机有二个使环形件上同时得到周向磁场及轴向磁场的电磁系统，产生轴向磁场的电磁系统由可开合的铁芯及激磁线圈组成，激磁线圈绕在铁芯上，铁心的一个直臂处于环形件中心孔位置，直臂上有铜排，铜排与变压器组成使环形件产生周向磁场的电磁系统，铜排是载流导体。本发明探伤机使环形件磁化均匀，无盲区，能很方便地检测出环形件的裂纹及缺陷。

Description

本发明是一种环形件磁粉探伤机，用于检测铁磁性材料环形工件上的裂纹或损伤，属无损检测机械。

日昭开60165543公开了一种钢管探伤方法，被测钢管处于同轴、同方向绕制的二个线圈之间，线圈、钢管中心孔内插入内装铁芯的铅管，铜管轴向开槽，铜管二端压装二块电极板，线圈、电极板同时通电，线圈上是交流电，电极板上是经整流的直流电。铜管通电后，被测钢管上感应出周向磁场，线圈通电后，由于插入线圈，钢管中孔内的铁芯，铁芯使被测钢管上产生轴向磁场，从而被测钢管上同时有轴向、周向二种磁场测出被测钢管上任意方向的裂纹。该技术对被测钢管与线圈位置要紧密靠近，钢管轴向长度稍有变化，线圈就不能适应，加上铁芯外有铜管，铜管对铁芯有屏蔽，被测钢管上的感应磁场强度必然较弱且不均匀，再加上铜管上是直流电，线圈上是交流电，二者的磁场不能叠加。

本发明的任务是改进上述不足，提出一种能使被测环形件在同一状态下，获得稳定、均匀、高强度的轴向、周向磁场、磁场无盲区，灵敏度高。可一次地检测出环形工件上任何位置、任何形状的裂纹或损伤的环形件磁粉探伤机。

本发明的技术方案是：探伤机由机架、被测环形件置放机构、喷液系统和使环形工件同时产生轴向磁场及周向磁场的二个电磁系统，轴向磁场是激磁线圈及环形铁芯构成，铁芯至少有一个直臂，直臂处于被测环形件的中心孔位置，环形铁芯的非处于被测环形件中心孔的直臂部位绕着激磁线圈，环形铁芯的直臂上有铜牌，铜牌与铁芯之间有绝缘层，铜牌二端分别与变压器次级线圈的一个桩头相连接，激磁线圈的二端与电源相连。

环形铁芯上的激磁线圈以铁芯为磁路，由于铁芯的直臂处于环形中心孔内，环形件上感应有周向电流及轴向磁力线，且磁力线均匀，环形件得到轴向磁化。同时，直臂上的铜牌作为载流导体使环形件得到周向磁化，于是环形件在同一状态下可得到周向和轴向的复合磁场，从而可检测出环形件上任何方向、任何形状的裂纹或缺陷（60），完成了发明任务。

环形铁芯是可开合的。

可开合的铁芯有可移动部分及固定部分二部分合成，铁芯至少有一个直臂，直臂上有铜牌。铁芯可由“[”形及“｜”形二部份合成，“[”形可以是移动部分，称为移动臂（32），“｜”形作为固定部分称为固定臂（33）。二者也可以相反。铁芯的直臂可以是移动臂（31）的上部直臂。激磁线圈（32）绕在 固定臂（33）上<也可以绕在移动臂（31）上，也可以在移动臂（31）及固定臂（33）上各绕一个并联使用>。可开合的铁芯，就是激磁线圈（32）的磁路。环形件置放机构作用是支托环形件，且能调节高度，使铁芯的直臂处于环形件孔中心。置放机构可设计成可调节高度的双滚轴机构。环形件放置于二根滚动轴的托轮（37）上。二滚轴之一为主动轴，另一为被动轴。主动轴（36）由电机直接带动旋转。置放机构由电机操纵升降机构调整流轴高度，以保证铁芯的直臂处于环形件孔中心位置。

图1是历来应用产生周向磁场的电磁系统。

图2是历来应用的产生轴向磁场的电磁系统。

图3是本发明的使环形件上产生轴向、周向磁场的电磁系统的一个实施例。

图4是环形件磁粉探伤机实施机构。

图5是固定臂实施结构。

图6是固定臂与移动臂磁结合部的一个实施例。

图7是移动臂上部直臂在结合接触部的端面形状。

以下结合附图详细叙述本发明：

本发明环形件磁粉探伤机的左右支架（45）、（47）上的环形件置放机构是由托轮轴，托轮（37）及驱动电机（44）构成（图4）。托轮轴有主动轴及被动轴二根，分设在前后二侧。主动轴（36）由电机（44）带动旋转，被动轴架于左右机架（47）、（45）的轴承上。每一根托轮轴上有托轮2只，以四点支承方式托住环形件（3）。支托点在环形件（3）的近二端面处。托输可移动，可根据环形件（3）的轴向长度来调正托轮（37）在托轮轴（43）上的位置，电机带动主动轴旋转时，托轮转动，从而带动环形件及被动轴旋转。托轮（37）是绝缘件。电机（44）可以是步进电机。左右支架固定在机座上。托轮轴（43）由升降机构（42）调正托轮轴的水平高度，保证移动臂（31）的上部直臂处于环形件孔中心位置。升降机构由电机（46）驱动。（61）是喷液系统。

可开合铁芯是由硅钢片叠合而成的（图3）。移动臂（31）是由“[”形硅钢片层层叠合而成，固定臂（33）则由“｜”形硅钢片层层叠合而成。铁芯闭合时是矩形环。移动臂（31）的上部直臂处于环形件中心孔位置。移动臂（31）上部直臂外层有铜排（35），铜排与硅钢片之间有绝缘垫片。叠合成“[”形的移动臂，叠合时用的“[”形硅钢片上部直臂的截面可以是不等高的。叠合成后的移动臂（31）上部直臂的横截面呈中心对称的阶梯形（图7）。外表层的铜牌（35）可以是矩形铜条，也可以是月牙、弓形状条铜板。固定臂上部也可以有铜牌，二铜牌分别与变压器（38）次级线圈二个桩头相连接。整个移动臂（31）固定在板（41）上，板（41）由传动装置驱动沿定向导轨作使铁芯开合的定向平行移动。该传动装置可以是齿轮、机械传动机构，也可以气或液压传动机构，（40）是汽缸、活塞（图4）。移动臂（31）及固定臂（33）上的铜排可以处于一侧表面，也可以处于二侧表面层。

铁芯的固定臂（33）可以竖直地固定在支架上，支架水平方向可以有弹性支座，以作铁芯闭合时缓冲及水平方向的弹性变形。固定臂也可以竖直地悬挂在右支架（45）的铰链支承座（39）上（图5），机架（45）的下部有弹性垫块（49），支托固定臂，以调节并保证铁芯闭合时移动臂（31）及固定臂（33）的接触良好，无漏电、漏磁现象。固定臂（33）的下部有激磁线圈（32）。激磁线圈可以设在移动臂（31）上，也可以在固定臂（33）及移动臂（31）各设一激磁线圈并联使用。弹性垫（49）是可作弹性变形的构件。

为使铁芯闭合，移动臂（31）与固定臂（33）铁芯接合时，二臂上的铜排也接触导通良好，固定臂（33）上部的铜排是处于固定臂（33）上部表面的水平方向、铁芯闭合时二铜牌导接时呈直线形，固定臂上的铜牌（34）有使铜排作水平方向弹性位移的机构（图6），位移机构有铜牌（34）、导向块（52）、铜牌连接块（59）、压缩弹簧（51）、变形弹簧（50）组成，铜牌在导向块内向右作水平方向的平行位移时，通过连接块（59）连接二侧的铜牌，铜牌（34）又与变形弹簧（50）固定连接。铜牌的位移转为变形弹簧（59）的变形。变形弹簧（50）的右端部（58）与变压器（38）的次级线圈的桩头相连。

本发明的技术方案，使环形件能处于一周向、轴向的复合磁场中，磁场均匀，无盲区，对环形件的二端面亦然，可很方便地检测出环形件上任何位 置、任何形状的裂纹或损伤。是一个实用、新颖的磁粉探伤机。

Claims (7)

1、一种环形件磁粉探伤机，由机架、电源、变压器、被测环形件置放机构、喷液系统和使铁磁性被测环形件得到轴向磁化和周向磁化二个电磁系统，其特征是铁芯是环形，环形铁芯至少有一个直臂，直臂处于被测环形件的中心孔位置，环形铁芯的非处于被测环形件中心孔的直臂部位绕着激磁线圈，环形铁芯的直臂上有铜牌，铜牌与铁芯之间有绝缘层，铜牌二端分别与变压器次级线圈的二个桩头相连接，激磁线圈的二端与电源相连。

2、由权利要求1所述的环形件磁粉探伤机，其特征是环形铁芯是可开合的。

3、权利要求1、2所述的环形件磁粉探伤机，其特征是环形铁芯由移动臂（31）及固定臂（33）二部分合成，移动臂是“[”形，固定臂是“｜”形，合后呈矩形环，处于环形件中心孔的直臂可以是移动臂（31）的上部直臂。

4、由权利要求1所述的环形件磁粉探伤机，其特征是铁芯由硅钢片叠合而成，移动臂（31）上的铜牌（35）处于移动臂上部直臂外表面层，铜牌（35）与硅钢片之间有绝缘填片。

5、由权利要求1、2所述的环形件磁粉探伤机，其特征是固定臂（33）上部表面的水平方向，固定臂上的铜牌有使铜片作水平方向弹性位移的机构、弹性位移机构由铜牌（34）、导向块（52）、铜牌连接块（59）、压缩弹簧（51）、变形弹簧（50）组成，铜牌通过连接块（59）紧压压缩弹簧（51），铜牌（34）又与变形弹簧（50）固定连接。

6、由权利要求1所述的环形件磁粉探伤机，其特征是固定臂悬挂在支架（45）的铰链支承座（39）上。

7、由权利要求1所述的环形件探伤机，其特征是被测环形件可绕铁芯直臂作360°旋转。

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