CN103698392B - 拉铆钉群磁群化探伤方法及装置 - Google Patents

Abstract

拉铆钉群磁群化的探伤方法和装置,步骤：1）设步进传送机构；设由开囗磁轭、拉铆钉、间隙形成的宽带闭合周向磁路和周向励磁线圈，设轴向励磁线圈，并提供两路可控交流电产生复合磁场；设固定于开囗磁轭的手动螺母丝杠升降机构；设退磁传送机构。2）手动调开口磁轭竖向高。3）启动传送机构、磁悬液喷洒装置、磁化电源、紫外辐照灯和退磁传送机构。4）传送。5）喷淋磁悬液。6）复合磁化。7）检测产品。8）退磁。用可控自动传送拉铆钉探伤，可容纳多人操作，1分钟完成50-60个，效率比现有单个铆钉探伤提高约20倍。用一次复合磁化，实现一次全方位检查工件表面和近表面的各种裂纹和细微缺陷。工件非接触式磁化，励磁容量低。磁轭高度可调，保证不同直径铆钉磁化灵敏度。

Description

拉铆钉群磁群化探伤方法及装置

（一）技术领域：本发明涉及一种拉铆钉磁粉探伤技术，属于产品的检测领域，即属于利用测定材料的物理性质来进行检测类（G01N）

(二)背景技术：

现有检测拉铆钉采用的磁粉探伤技术说明如下：见图7，1）将单个拉铆钉1_N夹持在工件夹持装置2_N上；2）启动磁粉喷洒头3_N，对单个拉铆钉进行喷淋磁粉；3）启动充磁系统4_N，对拉铆钉通电，进行充磁；4）松开夹持装置2_N，不再通电；5）进行探伤检测；6）通过退磁装置10_N对工件退磁。这种工艺的缺陷是：①采用人工上料夹持，每次只能上料1个工件，单个铆钉的完整探伤过程需要20秒左右，每次探伤只能1人操作，效率极低，无法满足上千万铆钉的探伤生产需要。②现有充磁工艺采用接触式直接通电磁化方式，即先将铆钉放入磁化区形成纵向磁场，然后夹紧铆钉帽头与尾部向单个铆钉通电，形成周向磁场，周向电流和纵向电流各自形成。由于采用单铆钉通电接触式磁化，要求铆钉表面导电性能好，但因铆钉表面有一层发黑膜，在铆钉表面形成一层薄薄的绝缘层，所以铆钉被磁化时，需要更大的励磁电流才能将铆钉表面磁化。同时因单铆钉通电容易烙伤工件。

（三）发明内容

本发明提供的拉铆钉群磁群化探伤方法及装置，就是解决现有单个拉铆钉磁粉探伤技术存在的探伤效率极低、励磁功率较大、工件易烙伤，以致无法满足上千万铆钉的探伤检测需要的问题。

技术方案如下：拉铆钉群磁群化的探伤方法,包括步骤：对拉铆钉喷淋磁悬液、磁化、产品检测、退磁，其特征是:还包括如下步骤：

1）设置传送多个拉铆钉1的不锈钢链条2及步进传送机构3；设置包括开囗磁轭5.3、拉铆钉1、间隙Δ₅形成的宽带闭合周向磁路W₅和套于开囗磁轭上的两个周向励磁线圈5.1、5.2，设置套于拉铆钉外周的两个轴向励磁线圈6.1、6.2，磁化电源7内有可控硅变流电路并输出两路相位差120°的可控交流电流分别提供给周向和轴向两组励磁线圈，由此产生复合磁场；设固定于开囗磁轭的手动螺母丝杠升降机构8；设置包括退磁传送带和退磁传送机构的退磁装置10；2）手动驱动升降机构8，根据拉铆钉尺寸设定好开口磁轭的竖向Z高度H，使拉铆钉1的竖向Z中心高H₁与开口磁轭开囗边的竖向Z中心高H₅保持一致；3）启动步进传送机构3、磁悬液喷洒装置4、磁化电源7、紫外辐照灯9和退磁传送机构10.2；4）将多个拉铆钉人工并排排列在不锈钢链条上，进行传送；5）随拉铆钉被传送，对拉铆钉从自上而下的竖向Z进行喷淋磁悬液；6）随拉铆钉被传送进入复合磁场Φ，进行一次性复合磁化；7）检测产品：在紫外辐照灯9照射下观看，人工将合格的拉铆钉送入退磁传送带10.1，不合格产品放入废品筐；同时启动退磁线圈10.3；8）随多个合格拉铆钉在退磁传送带被传送，通过退磁线圈产生的退磁磁场对多个合格拉铆钉退磁。

上述拉铆钉群磁群化的探伤方法所需要的拉铆钉群磁群化探伤装置，包括：磁悬液喷洒装置4、磁化系统、紫外辐照灯9、退磁装置10，其特征是:

1）增设传送多个拉铆钉的不锈钢链条2及步进传送机构3，不锈钢链条是由多个小长方形不锈钢块组成的不锈钢传送带，步进传送机构3包括步进电机、变频器和由步进电机驱动与不锈钢链条传动连接的链轮。2）所述磁化系统内设置包括开囗磁轭5.3、拉铆钉1、间隙Δ₅形成的宽带闭合周向磁路W₅和套于开囗磁轭上的两个串联的周向励磁线圈5.1、5.2，形成周向磁化器5。设置套于拉铆钉1外周的两串联的轴向励磁线圈6.1、6.2，形成轴向磁化器6。磁化电源7内设有可控硅变流电路7.1和断电相位控制电路7.2，并输出两路相位差120°的可控交流电流Ι₅、Ι₆分别提供给周向和轴向两组励磁线圈，形成复合磁场Φ；且设有电流电压指示装置。3）设固定于开囗磁轭下方的手动螺母丝杠升降机构8。4）退磁装置10内设有退磁传送带和退磁传送机构。

上述拉铆钉群磁群化探伤装置具体结构特征，下面结合附图详细说明。

本发明有益效果:

1）由于采用可控的不锈钢链板自动传送多个拉铆钉，设备自动完成传送→喷淋→充磁→传送等过程。可以同时容纳多人探伤操作，互不影响，完成铆钉的一次完整探伤过程只需要7-8秒，1分钟约能完成50-60个拉铆钉的探伤，效率比现有提高约20倍。2）磁化系统采用工件拉铆钉不通电的非接触式，只要求拉铆钉具有铁磁性即可，拉铆钉在链板中间排列整齐即可被磁化，励磁功率小，且工件不被烙伤。3）由于磁化系统中的磁化电源提供了两路交流电流相位差为120°的周向励磁电流Ι₅和轴向励磁电流Ι₆，在拉铆钉表面形成随时间变化的椭圆形复合旋转磁场，这种周向磁化和纵向磁化相搭配的一次性复合磁化，实现一次性在规定范围内全方位检查工件表面和近表面的各种裂纹和细微缺陷。4）磁化电源内设有可控硅变流电路，两路电流均分别连续可调。且有断电相位控制电路进行保护。5）由于交流电产生交变磁场在拉铆钉内部传导具有趋肤效应，选用合适的磁化强度（由可控硅变流电路调节），即使形状较复杂的工件，在其表面也可获得较均匀的磁场分布。6）设置升降机构8，调节开囗磁轭的Z向高度H，以保证开囗磁轭和不同尺寸拉铆钉Z向相对合适的位置，适应工件不同直径的变化，保证铆钉周向磁化的灵敏度。

(四)附图说明：

图1本发明总体布置俯视示意图（Y-X面）。

图2步进传送机构3传动控制示意图。

图3图1A-A剖视图,即周向磁化器5及升降机构8结构图（Z-Y面）。

图4图1B-B剖视图,即轴向磁化器6结构图（Z-Y面）。

图5磁化电源7电路框图。

图6两路励磁电流及复合旋转磁场波形图。

图7现有单个拉铆钉探伤装置和方法正视示意图（Z-X面）。

(五)具体实施方式：

实施例：

本实施例拉铆钉群磁群化的探伤方法,包括如下步骤：

1）增设如下的工艺装备：①见图1，设置传送多个拉铆钉1的不锈钢链条2及步进传送机构3。①见图3，设置包括开囗磁轭5.3、拉铆钉1、间隙Δ₅形成的宽带闭合周向磁路W₅和套于开囗磁轭上的两个串联的周向励磁线圈5.1、5.2，设置套于拉铆钉外周的两串联的轴向励磁线圈6.1、6.2，见图7，磁化电源7内有可控硅变流电路7.1并输出两路相位差120°的可控交流电Ι₅、Ι₆分别提供给周向和轴向两组励磁线圈，由此产生复合磁场Φ。③见图3，设固定于开囗磁轭的手动螺母丝杠升降机构8。④见图1，设置包括退磁传送带10.1和退磁传送机构10.2的的退磁装置10。2）见图3，手动驱动升降机构8，按拉铆钉尺寸设定好开口磁轭的Z方向高度H，使拉铆钉1的竖向Z中心高H₁与开口磁轭开囗边的竖向Z中心高H₅保持一致。3）见图1，启动步进传送机构3、磁悬液喷洒装置4、磁化电源7、紫外辐照灯9和退磁传送机构10.2。4）见图1，将多个拉铆钉人工并排排列在不锈钢链板2上，进行传送：拉铆钉1纵向Y每组4个错开排列，轴向X放12组并排排列。5）见图1，随拉铆钉被传送，对拉铆钉从自上而下的竖向Z进行喷淋磁粉。6）随拉铆钉被传送进入复合磁场Φ，进行一次性复合磁化。7）见图1，检测产品：在紫外辐照灯9下观看，人工将合格产品送入退磁传送带10.1，不合格产品放入废品筐；同时启动退磁线圈10.3。8）见图1，随多个合格拉铆钉在退磁传送带被传送，通过退磁线圈产生的退磁磁场对多个合格拉铆钉退磁。

采用上述拉铆钉群磁群化的探伤方法所需要的拉铆钉群磁群化探伤装置，包括现有的磁悬液喷洒装置4、磁化系统、紫外辐照灯9、退磁装置10。本实施例1增设如下工艺设备：

见图1，设置传送多个拉铆钉1的不锈钢链条2及步进传送机构3。见图2，步进传送机构3由步进电机3.1驱动链轮3.2，链轮带动不锈钢链条2移动。不锈钢链条2是由多个小长方形不锈钢块组成的不锈钢传送带。不锈钢链条2带动其上的多个拉铆钉1沿轴向X传送，并设变频器3.3控制步进电机转速，实现无极调速。

见图3，磁化系统内设置由开囗磁轭5.3、四列拉铆钉1、两间隙Δ₅形成的宽带闭合周向磁路W₅和套于开囗磁轭上的两个串联的周向励磁线圈5.1、5.2，用于产生周向磁场Φ₅。见图4，设置套于拉铆钉1外周的两串联的轴向励磁线圈6.1、6.2，用于产生轴向磁场Φ₆。见图7，磁化电源7内设有可控硅变流电路7.1和断电相位控制电路7.2。输入的市电三相交流电A、B、C经可控硅变流电路7.1后，输出端取A、B两相交流电流分别提供给周向励磁线圈5.1、5.2和轴向励磁线圈6.1、6.2，两路电流为相位差120°的周向励磁电流Ι₅和轴向励磁电流Ι₆。且在电路中设有电流电压指示装置。见图6，由周向励磁电流Ι₅产生的周向磁场磁通Φ₅和由轴向励磁电流Ι₆产生的轴向磁场磁通Φ₆在拉铆钉中形成了复合磁场Φ。见图1，两个轴向励磁线圈沿轴向X的两外端面距离X₆与开囗磁轭5.3轴向长度X₅取为相等，即X₅=X₆，这样可使复合磁场Φ沿轴向X长度最长且磁场分布均匀。其中开囗磁轭5.3轴向长度X₅也是宽带闭合周向磁路W₅的轴向长度。

见图3，设固定于开囗磁轭5.3的手动螺母丝杠升降机构8，结构如下：①设丝杠8.1，上端穿过开囗磁轭5.3的下磁轭，丝杠外旋有固定于开囗磁轭下磁轭底面的螺母8.2；丝杠下端旋入固定于地面的法兰盘8.6的中心螺孔；螺母丝杠将开囗磁轭支承于地面。②设固定于地面的上端均穿过开囗磁轭5.3下磁轭的多根导向轴8.3。③设套于丝杠外的蜗轮8.4和与蜗轮传动的蜗杆8.5。调整H升降开囗磁轭时，人工拉动蜗杆8.5直线运动，通过蜗轮8.4转动带动丝杠8.1自旋，推动螺母及开囗磁轭相对导向轴竖向Z相对滑动，导向轴可保证开囗磁轭升降稳定。

见图1，退磁装置10包括退磁传送带10.1、退磁传送机构10.2和退磁线圈10.3，退磁传送带采用塑料材料制作，退磁传送机构10.2设在退磁传送带10.1下方。

Claims (4)

1.拉铆钉群磁群化的探伤方法,包括步骤：对拉铆钉喷淋磁悬液、磁化、产品检测、退磁，其特征是:还包括如下步骤：

1)设置传送多个拉铆钉(1)的不锈钢链条(2)及步进传送机构(3)；设置包括开囗磁轭(5.3)、拉铆钉、间隙Δ₅形成的宽带闭合周向磁路W₅和套于开囗磁轭上的两个周向励磁线圈(5.1、5.2)，设置套于拉铆钉外周的两个轴向励磁线圈(6.1、6.2)，磁化电源(7)内有可控硅变流电路并输出两路相位差120°的可控交流电流分别提供给周向和轴向两组励磁线圈，由此产生复合磁场；设固定于开囗磁轭的手动螺母丝杠升降机构(8)；设置包括退磁传送带(10.1)和退磁传送机构(10.2)的退磁装置(10)；

2)手动驱动手动螺母丝杠升降机构(8)，根据拉铆钉尺寸设定好开口磁轭的竖向Z高度H，使拉铆钉的竖向Z中心高H₁与开口磁轭开囗边的竖向Z中心高H₅保持一致；

3)启动步进传送机构(3)、磁悬液喷洒装置(4)、磁化电源(7)、紫外辐照灯(9)和退磁传送机构(10.2)；

4)将多个拉铆钉人工并排排列在不锈钢链条上，进行传送；

5)随拉铆钉被传送，对拉铆钉从自上而下的竖向Z进行喷淋磁悬液；

6)随拉铆钉被传送进入复合磁场Φ，进行一次性复合磁化；

7)检测产品：在紫外辐照灯照射下观看，人工将合格的拉铆钉送入退磁传送带，不合格产品放入废品筐；同时启动退磁线圈(10.3)；

8)随多个合格拉铆钉在退磁传送带被传送，通过退磁线圈产生的退磁磁场对多个合格拉铆钉退磁。

2.按权利要求1所述拉铆钉群磁群化的探伤方法所需要的拉铆钉群磁群化探伤装置，包括：磁悬液喷洒装置(4)、磁化系统、紫外辐照灯(9)、退磁装置(10)，其特征是:

1)增设传送多个拉铆钉(1)的不锈钢链条(2)及步进传送机构(3)，不锈钢链条是由多个小长方形不锈钢块组成的不锈钢传送带，步进传送机构包括步进电机、变频器和由步进电机驱动与不锈钢链条传动连接的链轮；

2)所述磁化系统内设置包括开囗磁轭(5.3)、拉铆钉(1)、间隙Δ₅形成的宽带闭合周向磁路W₅和套于开囗磁轭上的两个串联的周向励磁线圈(5.1、5.2)，设置套于拉铆钉外周的两串联的轴向励磁线圈(6.1、6.2)，磁化电源(7)内设有可控硅变流电路(7.1)和断电相位控制电路(7.2)，并输出两路相位差120°的可控交流电流Ι₅、Ι₆分别提供给周向和轴向两组励磁线圈，形成复合磁场Φ；且设有电流电压指示装置；

3)设固定于开囗磁轭下方的手动螺母丝杠升降机构(8)；

4)所述退磁装置(10)设有退磁传送带(10.1)和退磁传送机构(10.2)。

3.按权利要求2所述拉铆钉群磁群化探伤装置，其特征是:所述两个轴向励磁线圈沿轴向X的两外端面距离X₆与开囗磁轭轴向长度X₅相等。

4.按权利要求2所述拉铆钉群磁群化探伤装置，其特征是:所述手动螺母丝杠升降机构(8)，结构如下：①设丝杠(8.1)，上端穿过开囗磁轭(5.3)下磁轭，丝杠外旋有固定于开囗磁轭下磁轭底面的螺母(8.2)；丝杠下端旋入固定于地面的法兰盘(8.6)的中心螺孔；②设固定于地面的上端均穿过开囗磁轭下磁轭的多根导向轴(8.3)；③设套于丝杠外的蜗轮(8.4)和与蜗轮传动的蜗杆(8.5)。