CN103399082B - 一种基于感应磁化的齿轮裂纹快速检测装置 - Google Patents

一种基于感应磁化的齿轮裂纹快速检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103399082B
CN103399082B CN201310199109.8A CN201310199109A CN103399082B CN 103399082 B CN103399082 B CN 103399082B CN 201310199109 A CN201310199109 A CN 201310199109A CN 103399082 B CN103399082 B CN 103399082B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
magnetization
electrode
flaw detection
cabinet rack
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310199109.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103399082A (zh
Inventor
董丽虹
徐滨士
薛楠
王慧鹏
李浩宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Academy of Armored Forces Engineering of PLA
Original Assignee
Academy of Armored Forces Engineering of PLA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Academy of Armored Forces Engineering of PLA filed Critical Academy of Armored Forces Engineering of PLA
Priority to CN201310199109.8A priority Critical patent/CN103399082B/zh
Publication of CN103399082A publication Critical patent/CN103399082A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103399082B publication Critical patent/CN103399082B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

一种基于感应磁化的齿轮裂纹快速检测装置，其特征在于：包括箱式机架（1），固定于箱式机架内上部的感应磁化装置（2）、固定于箱式机架左下侧的磁悬液喷洒回收系统（3）、聚液隔板（4）、固定于箱式机架右下侧的磁化电源控制系统（5）、固定于箱式机架中心的齿轮旋转机构（6）六部分。两对磁轭电极间距离可根据待测齿轮外径和厚度调整，通过磁化电源控制系统实现待测齿轮的周向磁化、轴向磁化和复合磁化；齿轮旋转机构由调速电机、电机输出轴、一对相啮合的锥齿轮、垂直旋转轴、一对轴承和齿轮工件托盘组成。本发明的可应用于不同内外径和厚度尺寸的齿轮，实现多位向裂纹的自动检测。

Description

一种基于感应磁化的齿轮裂纹快速检测装置
技术领域
本发明涉及一种齿轮裂纹快速检测装置，属于磁性无损检测技术领域。
背景技术
齿轮是传递运动和动力的机械零件，广泛用于机械结构中。齿轮在制造及啮合传动过程中，会产生多种形式的损伤，如裂纹、点蚀、磨损、变形等，其中尤其以裂纹危害最大，在服役载荷作用下，裂纹扩展到一定程度，会导致齿轮的轮齿折断。通过无损检测方法及早发现裂纹对保证齿轮正常服役具有重要意义。
磁粉检测是无损检测五大常规方法之一，可检出铁磁材料表面和近表面微米级裂纹，直观显示裂纹位置、形状和大小，检测灵敏度高，操作简单，是工程领域检测齿轮裂纹的常用方法。目前工厂中普遍采用便携式磁轭法或固定式中心穿棒法进行齿轮磁粉探伤。磁轭法需要对齿轮局部逐一进行手工探伤检测，再将各个部分探伤检测结果进行综合分析，来实现整体检测。该方法劳动强度大、检测效率低。并且由于齿轮轮齿结构的复杂性，易产生裂纹漏检；穿棒法能够实现齿轮的整体磁化，但为获得充分的磁化效果，使齿轮表面达到一定的磁场值，磁化电流往往达到数千安培。磁化设备体积大，对电源功率要求高，并且磁痕观察范围受限。两种探伤方式均工序较多，效率较低，难以严格保证探伤质量。
发明内容
为了克服上述齿轮裂纹检测技术存在的不足，本发明提供一种基于感应磁化的齿轮裂纹快速检测装置及方法，具有装置体积小、功耗低，可实现单方向及复合磁化，检测速度快、效率高等优点。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于感应磁化的齿轮裂纹快速检测装置，其特征在于：包括箱式机架1，固定于箱式机架内上部的感应磁化装置2、固定于箱式机架左下侧的磁悬液喷洒回收系统3、聚液隔板4、固定于箱式机架右下侧的磁化电源控制系统5、固定于箱式机架中心的齿轮旋转机构6六部分；
所述的感应磁化装置2包括两对成90度角的交叉布置的周向和轴向磁轭电极对；第一对磁轭电极对包括左侧周向磁化电极7-1，右侧周向磁化电极7-2，磁化线圈7-3和硅钢片磁轭7-4；左侧周向磁化电极7-1和右侧周向磁化电极7-2间距离可通过电极调整旋钮9调整；磁化线圈7-3通电后可实现齿轮圆周方向的感应磁化；第二对磁轭电极对包括左侧轴向磁化电极8-1，右侧轴向磁化电极8-2、磁化线圈8-3和硅钢片磁轭8-4；左侧轴向磁化电极8-1和右侧轴向磁化电极8-2间距离可通过电极调整旋钮10调整；磁化线圈8-3通电后可实现齿轮轴向感应磁化；第一对磁轭电极和第二对磁轭电极对同时工作，可实现待测齿轮的复合磁化。
所述的聚液隔板4将感应磁化装置系统2、齿轮旋转机构6与磁悬液喷洒回收系统3、电源控制系统4分隔开来，使喷淋齿轮的磁悬液回流至储液箱11中；
所述的磁化电源控制系统5包括可编程控制器、电源控制器件、磁化控制电路、齿轮旋转控制电路、磁悬液搅拌喷洒控制电路、空气开关、电流电压指示系统、控制按钮面板；磁化控制电路可通过改变可控硅的导通角来调整主电路输出电流的大小，实现磁化电流连续可调，按照操作人员要求对待测齿轮进行圆周、轴向或复合磁化；齿轮旋转控制电路通过控制交流调速电机实现待测齿轮的旋转的启停及调速；磁悬液搅拌喷洒控制电路可控制抽液泵启停及磁悬液的喷洒；在电源控制系统5的作用下，齿轮能够按照设定磁化模式自动圆周磁化、轴向磁化或复合磁化；齿轮同时按照设定转速自动旋转；磁悬液同时自动喷洒。齿轮转动一周后磁化自动停止，齿轮自动静止，磁悬液自动停止喷洒。
所述的齿轮旋转机构6包括水平放置的交流调速电机17、电机输出轴18、与电机输出轴18相连的第一锥齿轮19、与第一锥齿轮19啮合的第二锥齿轮20、竖直放置的旋转轴21，第一轴承22和第二轴承23、齿轮工件托盘24；其中竖直旋转轴21安装在第一轴承22和第二轴承23中，并与第二锥齿轮20通过键连接，齿轮工件托盘24通过螺钉固定安装在竖直旋转轴21上端；
交流调速电机17通过电机输出轴18驱动第一锥齿轮19，第一锥齿轮19通过与第二锥齿轮20的啮合传动，驱动竖直旋转轴21旋转；旋转轴21依靠与之相配合的第一轴承22和第二轴承23带动安装在竖直旋转轴21上端的齿轮工件托盘24旋转。齿轮工件托配有不同内径的工装，可与相应内径尺寸的待测齿轮配合；
所述的磁悬液喷洒回收系统3包括储液箱11、抽液泵12、搅拌器13、输液管14、控制阀15和喷液软杆16；其中储液箱11为箱式密闭容器，抽液泵12安装于储液箱11的外部，搅拌器13安装于储液箱11内部；搅拌器13工作可使磁悬液混合均匀；抽液泵12工作可将磁悬液经输液管14、控制阀15输送至喷液软杆16进行喷洒；输液管14下部与抽液泵12连接，上部与控制阀15相连；
综上所述，本发明的基于感应磁化的齿轮裂纹检测装置及方法采用两对磁轭电极对自动完成对待测齿轮的圆周磁化、轴向磁化及复合磁化，齿轮可按设定速度自动旋转，磁悬液自动喷淋，实现对齿轮所有位向裂纹的全方位检测。检测精度高，功耗小、效率高，为实现齿轮裂纹规模化、自动化检测评估奠定技术基础。
附图说明
图1为本发明齿轮裂纹检测装置的结构主视图
图2为本发明齿轮裂纹检测装置的结构左视图
图3a磁化电流值为6A时采用A型灵敏度试片检测轴向磁化效果图
图3b磁化电流值为10A时采用A型灵敏度试片检测轴向磁化效果图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方法做更详细的说明。
选择装备齿轮作为待测齿轮，其材质为20Cr2Ni4A钢，外径尺寸310mm，内孔直径尺寸85mm，对该型齿轮进行批量检测。
1）将待测齿轮安装在探伤装置上。根据待测齿轮内孔直径尺寸要求，选择适配尺寸的齿轮托盘24与竖直旋转轴21固定连接。将待测齿轮安放在齿轮托盘24上。根据待测齿轮外径尺寸，调整电极旋钮9，使左侧周向感应磁化电极7-1和右侧周向感应磁化电极7-2与待测齿轮的齿顶保持不大于0.5mm的间隙。调整电极旋钮10，使左侧轴向感应磁化电极8-1和右侧轴向感应磁化电极8-2与待测齿轮的上下齿顶面保持不大于0.5mm的间隙。
2）手动调整喷液软杆16，使之喷液位置对正齿轮的上端面。
3）采用A型试片确定待测齿轮的磁化电流值。将磁粉探伤通用的15/50A型试片粘贴在待测齿轮的齿顶面和齿端面，按下电源按钮，使探伤装置通电。逐次按下圆周磁化按钮、轴向磁化按钮和复合磁化按钮，对齿轮分别进行圆周磁化、轴向磁化和复合磁化，以A型试片人工十字刻痕的磁痕清晰显示为标准，确定磁化电流值分别为12A，10A，12A。后续相同型号的齿轮检测均采用此参数。
4）根据检测效率要求设置齿轮转速为8秒/转。
5）选择圆周磁化模式，如按下“自动”检测按钮，则垂直旋转轴按设定速度旋转，磁悬液同时喷洒，第一对周向磁化的磁轭电极对亦同时工作，对齿轮进行磁化。齿轮转动一周后自动停止旋转，磁化电路截断，磁悬液喷洒通路随之关闭。选择其他磁化模式，操作步骤与上述步骤相同。
6）人工观察磁痕，做出裂纹评判。

Claims (2)

1.一种基于感应磁化的齿轮裂纹快速检测装置，其特征在于：包括聚液隔板(4)、箱式机架(1)、固定于箱式机架内上部的感应磁化装置(2)、固定于箱式机架左下侧的磁悬液喷洒回收系统(3)、固定于箱式机架右下侧的磁化电源控制系统(5)、固定于箱式机架中心的齿轮旋转机构(6)六部分；
所述的感应磁化装置(2)包括两对成90度角的交叉布置的周向和轴向磁轭电极对；第一对磁轭电极对包括左侧周向磁化电极(7-1)，右侧周向磁化电极(7-2)，磁化线圈(7-3)和硅钢片磁轭(7-4)；左侧周向磁化电极(7-1)和右侧周向磁化电极(7-2)间距离通过第一电极调整旋钮(9)调整；第二对磁轭电极对包括左侧轴向磁化电极(8-1)、右侧轴向磁化电极(8-2)、磁化线圈(8-3)和硅钢片磁轭(8-4)；左侧轴向磁化电极(8-1)和右侧轴向磁化电极(8-2)间距离通过第二电极调整旋钮(10)调整；
所述的聚液隔板(4)将感应磁化装置(2)、齿轮旋转机构(6)与磁悬液喷洒回收系统(3)、磁化电源控制系统(5)分隔开来，使喷淋齿轮的磁悬液回流至磁悬液喷洒回收系统中；
所述的磁化电源控制系统(5)包括可编程控制器、电源控制器件、磁化控制电路、齿轮旋转控制电路、磁悬液搅拌喷洒控制电路、空气开关、电流电压指示系统、控制按钮面板；
所述的齿轮旋转机构(6)包括水平放置的交流调速电机(17)、电机输出轴(18)、与电机输出轴(18)相连的第一锥齿轮(19)、与第一锥齿轮(19)啮合的第二锥齿轮(20)、竖直旋转轴(21)，第一轴承(22)和第二轴承(23)、齿轮工件托盘(24)；其中竖直旋转轴(21)安装在第一轴承(22)和第二轴承(23)中，并与第二锥齿轮(20)通过键连接，齿轮工件托盘(24)通过螺钉固定安装在竖直旋转轴(21)上端；
交流调速电机(17)通过电机输出轴(18)驱动第一锥齿轮(19)，第一锥齿轮(19)通过与第二锥齿轮(20)的啮合传动，驱动竖直旋转轴(21)旋转；竖直旋转轴(21)依靠与之相配合的第一轴承(22)和第二轴承(23)带动安装在竖直旋转轴(21)上端的齿轮工件托盘(24)旋转。
2.根据权利要求1所述的一种基于感应磁化的齿轮裂纹快速检测装置，其特征在于：磁悬液喷洒回收系统(3)包括储液箱(11)、抽液泵(12)、搅拌器(13)、输液管(14)、控制阀(15)和喷液软杆(16)；其中储液箱(11)为箱式密闭容器，抽液泵(12)安装于储液箱(11)的外部，搅拌器(13)安装于储液箱(11)内部；抽液泵(12)将磁悬液经输液管(14)、控制阀(15)输送至喷液软杆(16)进行喷洒；输液管(14)下部与抽液泵(12)连接，上部与控制阀(15)相连。
CN201310199109.8A 2013-05-25 2013-05-25 一种基于感应磁化的齿轮裂纹快速检测装置 Expired - Fee Related CN103399082B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310199109.8A CN103399082B (zh) 2013-05-25 2013-05-25 一种基于感应磁化的齿轮裂纹快速检测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310199109.8A CN103399082B (zh) 2013-05-25 2013-05-25 一种基于感应磁化的齿轮裂纹快速检测装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103399082A CN103399082A (zh) 2013-11-20
CN103399082B true CN103399082B (zh) 2016-02-03

Family

ID=49562745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310199109.8A Expired - Fee Related CN103399082B (zh) 2013-05-25 2013-05-25 一种基于感应磁化的齿轮裂纹快速检测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103399082B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107655964A (zh) * 2017-09-22 2018-02-02 江苏中凯探伤设备制造有限公司 一种多工位全周向磁场磁粉探伤装置
JP7086578B2 (ja) * 2017-11-22 2022-06-20 ナブテスコ株式会社 センサ
CN109490408B (zh) * 2019-01-22 2023-05-23 射阳县智能探伤设备有限公司 一种可以调节检测间距的磁粉探伤机
CN111678933B (zh) * 2020-05-29 2023-10-24 中国人民解放军陆军装甲兵学院 一种脉冲磁场处理对金属零件微观组织影响的分析方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201289473Y (zh) * 2009-03-03 2009-08-12 株洲沃尔得特种齿轮有限公司 一种磁粉探伤机工作台
CN201740763U (zh) * 2010-02-05 2011-02-09 射阳县智能探伤设备有限公司 多工位自动磁粉探伤机
CN201903531U (zh) * 2010-12-13 2011-07-20 马羽宽 非接触式三维荧光磁粉探伤机
CN202562885U (zh) * 2012-03-07 2012-11-28 射阳县宏峰通用检测装备有限公司 轴承探伤、退磁、清洗一体机的托架及旋转观察装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002310993A (ja) * 2001-04-12 2002-10-23 Nissan Motor Co Ltd 磁気探傷方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201289473Y (zh) * 2009-03-03 2009-08-12 株洲沃尔得特种齿轮有限公司 一种磁粉探伤机工作台
CN201740763U (zh) * 2010-02-05 2011-02-09 射阳县智能探伤设备有限公司 多工位自动磁粉探伤机
CN201903531U (zh) * 2010-12-13 2011-07-20 马羽宽 非接触式三维荧光磁粉探伤机
CN202562885U (zh) * 2012-03-07 2012-11-28 射阳县宏峰通用检测装备有限公司 轴承探伤、退磁、清洗一体机的托架及旋转观察装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103399082A (zh) 2013-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103399082B (zh) 一种基于感应磁化的齿轮裂纹快速检测装置
CN108614225B (zh) 一种圆钢在线剩磁检测装置及其检测方法
CN103278559B (zh) 一种无缝钢管涡流检测装置
CN103335595A (zh) 一种五金件外观自动检测装置
CN105021696A (zh) 一种钢管涡流超声联合探伤设备
CN103322952A (zh) 滑块端面跳动数字化检测机
CN109174338A (zh) 一种球磨机自适应控制方法
CN203908994U (zh) 一种脉冲漏磁探伤仪
CN103674749A (zh) 混凝土养生后表面强度测试装置及其试验方法
CN103424467B (zh) 一种钢管磁探伤自动检测方法与装置
CN103105431B (zh) 一种无缝钢管涡流高低频复合检测设备
CN111198227A (zh) 一种高精度的冷轧辊成品探伤方法
CN101040182B (zh) 用于检查电池外壳上的微伤的设备和方法
CN204612664U (zh) 极片的对齐度检测装置
CN104101495A (zh) 一种双金属材料摩擦焊气阀检测装置
CN210165936U (zh) 一种齿胚圆柱度检测工装
CN204807059U (zh) 石膏板厚度及楔形边自动测量装置
CN203732031U (zh) 一种十字型钥匙齿形尺寸的检测装置
CN207281004U (zh) 异形线圈轮对磁粉探伤装置
CN114441378B (zh) 一种智能浓度壶系统及其选矿厂矿浆浓度检测的方法
CN208224471U (zh) 一种圆钢在线剩磁检测装置
CN102012323A (zh) 覆铜板用粘结片在线自动取样器及其取样方法
CN107884472A (zh) 一种小管径管道内壁磁粉检测装置
CN103432946A (zh) 磁粉探伤用磁悬液搅拌装置
CN203420890U (zh) 一种真空泵机械故障报警装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160203

Termination date: 20160525