CN102445492A - 一种便携式曲轴圆角部位金属磁记忆信号同步采集装置 - Google Patents

Abstract

一种便携式曲轴圆角部位金属磁记忆信号同步采集装置属于无损检测领域。本发明的探头卡具由两个表面有轮齿的半圆轴瓦通过固定螺钉联接组成，轴瓦设有磁记忆探头安装孔。探头卡具安装在待检测的连杆轴颈上。采用开口同步齿形将探头卡具和同步带轮进行连接后，将销钉安装在开口同步齿形带开口端的销孔中，连接为封闭带。同步带轮安装在电机旋转轴上。磁记忆检测仪与工控机连接，电机通过电机控制器与工控机连接。工控机同时控制电机的运动和磁记忆探头的信号采集，可以实现对曲轴圆角部位金属磁记忆信号的采集。本发明具有便携性，能适应各种工作环境下对曲轴过渡圆角部位的检测需求，采集信号的重复性好，为分析曲轴早期疲劳损伤程度提供技术数据。

Description

一种便携式曲轴圆角部位金属磁记忆信号同步采集装置

技术领域

本发明涉及一种便携式曲轴圆角部位金属磁记忆信号同步采集装置，属于无损检测领域。

背景技术

曲轴在内燃机中将来自气缸的推动力转换为旋转动力，是内燃机的重要构件。曲轴最主要的失效形式是疲劳破坏，在循环弯曲载荷的作用下，曲轴的疲劳破坏常常起源于连杆轴颈和曲柄臂之间的过渡圆角。

废旧曲轴具有很高的再制造价值，开展汽车发动机曲轴的再制造，首先需要评价废旧曲轴的疲劳损伤程度，预测其剩余寿命，判断再制造价值的大小，从而决定废旧曲轴是否能进行再制造。曲轴工作时，连杆轴颈和曲柄臂之间的过渡圆角处存在强烈的应力集中，是评价废旧曲轴疲劳损伤程度最重要的位置。

金属磁记忆检测技术是一种利用金属磁记忆效应来检测部件应力集中部位的快速无损检测方法，是迄今为止对铁磁构件进行早期诊断唯一行之有效的一种无损检测新方法。采用金属磁记忆检测技术对废旧曲轴的疲劳损伤程度进行评价是控制再制造曲轴质量的重要手段。

现有技术中，还尚未检索到便携式曲轴圆角部位金属磁记忆信号的检测设备，本发明具有一定的独创性和新颖性。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种便携式曲轴圆角部位金属磁记忆信号同步采集装置，可便捷实现曲轴过渡圆角处金属磁记忆信号的同步采集。

本发明是通过以下技术方案实现的：由磁记忆探头、探头卡具、同步齿形带、同步带轮、电机、电机控制器、磁记忆检测仪、工控机组成。

探头卡具由两个表面有轮齿的半圆轴瓦组成，轴瓦边缘对称设有两组不同角度的磁记忆探头安装孔。检测时将两个半圆轴瓦安装在待检测的连杆轴颈上，通过固定螺钉将两个半圆轴瓦连接成探头卡具，将磁记忆探头安装在探头卡具安装孔中。采用开口同步齿形将探头卡具和同步带轮进行连接后，将销钉安装在开口同步齿形带开口端的销孔中，连接为封闭带。同步带轮安装在电机旋转轴上。磁记忆检测仪与工控机连接，磁记忆检测仪和磁记忆探头连接，电机通过电机控制器与工控机连接。工控机同时控制电机的运动和磁记忆探头的信号采集，可以实现对曲轴圆角部位金属磁记忆信号的采集。

所述的磁记忆探头为可检测铁磁构件表面自有漏磁场一维、二维、三维(法向分量Hp(y)信号、切向分量Hp(x)信号和水平分量Hp(z)信号)磁信号的圆柱形霍尔探头，直径范围5mm-10mm。

所述的探头卡具由两个表面有轮齿的轴瓦组成，轴瓦内径为曲轴连杆轴颈直径，两个轴瓦可通过固定螺钉连接成探头卡具安装在待检测的曲轴连杆轴颈上。轴瓦边缘对称设有两组不同角度的磁记忆探头安装孔，能够装卡直径为5mm-10mm的圆柱形磁记忆探头，具有0°-10°的探头安装孔，保证探头垂直曲轴圆角部位，具有0～5mm提离值调整范围。

由于曲轴结构复杂，探头卡具和同步带轮无法通过封闭同步齿形带进行传动。因此所述的同步齿形带为开口带，同步齿形带开口端处有销孔，可通过销钉将开口同步齿形带连接成封闭带。

本发明的优势一在于检测装置具有便携式，不需要专用的工作台，可以便捷实现曲轴过渡圆角处磁记忆信号的采集；本发明的优势二在于实现电机运动和金属磁记忆信号采集的同步性，采集的信号具有良好的重复性。

附图说明：

图1是本发明的装置示意图。

图2是表面有轮齿的半圆轴瓦结构主视图。

图3是表面有轮齿的半圆轴瓦结构剖视图。

图4是探头卡具装配示意图。

图5是曲轴第三连杆轴颈第五扇板处圆角重复两次检测的数据结果

其中1、工控机；2、磁记忆检测仪；3、磁记忆探头；4、电机控制器；5、电机；6、同步带轮；7、同步齿形带；8、探头卡具；9、待检测的曲轴连杆轴颈；10、探头安装孔；12、固定螺孔，13、磁记忆探头。

具体实施方式：

下面结合附图及实施例详细说明本发明内容。

一种便携式曲轴圆角部位金属磁记忆信号同步采集装置，包括：工控机1；磁记忆检测仪2；磁记忆探头3；电机控制器4；电机5；同步带轮6；同步齿形带7；探头卡具8；其特征在于：磁记忆探头3安装在探头卡具8中、探头卡具8安装在待检测的曲轴连杆轴颈上，探头卡具8通过同步齿形带7与同步带轮6进行连接，同步带轮6安装在电机5上，电机通过电机控制器4与工控机1连接，磁记忆检测仪2和工控机1连接，磁记忆检测仪2和磁记忆探头3连接；工控机1同时控制电机的运动和磁记忆探头的信号采集；

所述的探头卡具由两个表面有轮齿的半圆轴瓦组成，轴瓦内径为连杆轴颈直径，通过固定螺钉连接成探头卡具安装在待检测的连杆轴颈上；所述的同步齿形带为开口带，同步齿形带开口端处有销孔，通过销钉将开口同步齿形带连接成封闭带。

在具体实施方式中，被检测曲轴选用重载汽车斯太尔发动机曲轴。

1.将两个半圆轴瓦安装在曲轴第三连杆轴颈上，通过固定螺钉连接成探头卡具。

2.通过同步齿形带将探头卡具和同步带轮进行连接，同步齿形带开口处通过销钉进行连接而成。

3.在探头卡具安装孔中安装磁记忆探头。使磁记忆探头垂直于过渡圆角，并保持1mm左右的提离值。

4.通过工控机设定电机参数，使探头卡具可绕待检测的连杆轴颈匀速旋转一周。

5.通过工控机同时控制电机和磁记忆检测仪，实现电机的旋转和磁记忆探头信号采集的同步性。

6.电机工作至设定的参数后，电机驱动器将停止信号反馈给工控机，工控机通过控制高斯计停止磁记忆探头信号的采集并将采集到的磁信号进行存储。

所述的磁记忆检测仪采用北京翠海科贸有限公司生产的CH-3600全数字高斯计，可选配三维、二维和一维高斯计探头。

所述的磁记忆探头采用北京翠海科贸有限公司生产的一维(法向分量Hp(y)信号)高斯计探头，探头为霍尔传感器探头，圆柱形，直径5mm，量程±200A/m。

采集的曲轴第三连杆轴颈第五扇板处圆角部位的磁信号数据曲线见图5。

Claims (1)

1.一种便携式曲轴圆角部位金属磁记忆信号同步采集装置，包括：工控机(1)；磁记忆检测仪(2)；磁记忆探头(3)；电机控制器(4)；电机(5)；同步带轮(6)；同步齿形带(7)；探头卡具(8)；其特征在于：磁记忆探头(3)安装在探头卡具(8)中、探头卡具(8)安装在待检测的曲轴连杆轴颈上，探头卡具(8)通过同步齿形带(7)与同步带轮(6)进行连接，同步带轮(6)安装在电机(5)上，电机(5)通过电机控制器(4)与工控机(1)连接，磁记忆检测仪(2)和工控机(1)连接，磁记忆检测仪(2)和磁记忆探头(3)连接；工控机(1)同时控制电机(5)的运动和磁记忆探头(3)的信号采集；

所述的探头卡具由两个表面有轮齿的半圆轴瓦组成，轴瓦内径为连杆轴颈直径，通过固定螺钉连接成探头卡具安装在待检测的连杆轴颈上；所述的同步齿形带为开口带，同步齿形带开口端处有销孔，通过销钉将开口同步齿形带连接成封闭带。

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