CN108107106A - 对大型宽直径齿轮轴通电磁化时提升表面磁场的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种对大型宽直径齿轮轴通电磁化时提升表面磁场的装置，包括上电极，下电极，所述提升表面磁场的装置还包括材质为不导磁冷铁或钢锻造的上极罩和下极罩，上下极罩的沿口匹配；上电极与上极罩中央接触，下电极通过下接触托盘下极罩接触，它们分别上下电极沟通后，上下极罩的沿口置于被测工件的上下表面易失磁部位，其中，上极罩与被测工件结合部配有软黄铜编织垫，下极罩与被测工件结合部配有结合部为铜块垫片。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高检测质量的辅助装置，尤其是一种针对齿轮轴大直径的渐开线齿面表面缺陷的进行磁粉探伤检测的检辅助设备。
背景技术
风电齿轮箱中需要较多的大型齿轮轴锻件，其服役过程中受到较大的负荷，一旦失效，其维修成本难以承受。齿轮轴生产制造过程中，为保证原材料和机加工后的精密磨削表面（特别是渐开线齿面）不能产生微小缺陷。
磁粉探伤检测是对齿轮内在质量的基本检测方法，现行的磁粉检测技术中，对于大型锻件轴类零件，通常在理性状态下，直接通过直流电或交流电的方式，使得零件内部产生规则方向的磁场，当零件中存在缺陷，会破坏原来规则的磁场，从而独立显示缺陷的漏磁场，磁粉作为一种介质，帮助人们使用肉眼直观的观察这些漏磁场的存在，从而判断缺陷的存在，但一些由于直径差异或形状差异的锻件表面，磁场的分布并不会按照理想的状态进行分布，一些磁场分布的盲区或磁力线畸变会影响许多需要检测的部位。然而齿面的加工质量却是行业最关心的问题，使用磁粉检测精加工后的表面质量存在技术上的困扰，关键的因素在于，目前的常规方法是无法通过通电使得齿面形成满意的磁场分布，齿轮轴齿面的检测就属于这种情况。
目前的解决方法是：使用直接通入大电流进工件内部，使零件得到磁化，在表面产生足够大的磁场，一般至少达到3.2KA/m，这种方法的局限需要将500~10000A的电流甚至更大较短时间内通入工件，由于接触面限制，零件容易与电极起弧、升温，设备电源容易在高功耗下故障、损坏，同时由于渐开线的齿面的特殊性，较小的电流无法在形状特殊的渐开线齿面上形成预想的磁场，如需要减少磁场盲区，一般电流选择需要至零件直径的20D~30D倍，但仍不能有效降低磁场盲区，由其造成的损失一件达几万甚至几十万。
发明内容
本发明的目的在于：针对传统的磁粉检测用于齿轮轴大直径的渐开线齿面表面缺陷的齿面磁场分布不均匀，存在盲区，而加大电流零件容易与电极起弧、升温，设备电源容易在高功耗下故障、损坏等一系列问题，提供一种对大型宽直径齿轮轴通电磁化时提升表面磁场的装置。
本发明的目的是这样实现的：一种对大型宽直径齿轮轴通电磁化时提升表面磁场的装置，包括上电极，下电极，其特征在于，提升表面磁场的装置还包括材质为不导磁冷铁或钢锻造的上极罩和下极罩，上下极罩的沿口匹配；上电极与上极罩中央接触，下电极通过下接触托盘下极罩接触，它们分别上下电极沟通后，上下极罩的沿口置于被测工件的上下表面易失磁部位，其中，上极罩与工件结合部配有软黄铜编织垫，下极罩与工件结合部配有结合部为铜块垫片。
在本发明中，所述上极罩中还配有用于被测工件中轴居中的调节环，所述的调节环的材质为工程塑料。
在本发明中，所述的下极罩环形的减重槽，减重槽中设有均匀分布的引流孔，所述的下接触托盘设有引流隔板和收集仓。
在本发明中，所述的软黄铜编织垫的厚度为20mm，所述的铜块垫片厚度5mm。
本发明的优点在于：由于通过上下极罩直接将电流引导到极易表面易失磁的检测部位，在部位不存在瑕疵的情况下，可以使被测部位的磁场分布非常均匀，确保检测的准确性。由于上下极罩与被测部件结合面之间有软黄铜编织垫或铜块垫片，即可以保护工件在检测过程中不会被碰坏，又确保它们在结合部可以有良好的接触，不会打火损坏工件。由于上极罩中还配有用于零件中轴居中的调节环，可以确保被测工件居中，确保检测质量。
附图说明
图1是本发明实施例的基本结构示意图。
图2是本发明实施例的实际应用示意图。
图3传统方式下被测工件的磁场模型。
图4是仅使用上极罩时对工件磁场的改善。
图5是仅使用下极罩时对工件磁场的改善。
图6是本发明对对工件磁场的改善。
图中：1、上电极，2、下电极，3、上极罩，4、下极罩，5、软黄铜编织垫，6、铜块垫片，7、调节环，8、减重槽，9、引流孔，10、被测工件，11、磁场盲区，12、下接触托盘，13、引流隔板，14、收集仓。
具体实施方式
附图非限制性的公开了本发明的基本结构，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
由图1和图2可见：本发明包括上电极1，下电极2，提升表面磁场的装置还包括材质为不导磁冷铁或钢锻造的上极罩3和下极罩4，上极罩3和下极罩4的沿口匹配；上电极1与上极罩3中央接触，下电极2通过下接触托盘12与下极罩4接触，上极罩3和下极罩4分别上电极1和下电极2沟通后，上极罩3和下极罩4的沿口置于被测工件10的上下表面易失磁部位，其中，上极罩3与被测工件结合部配有软黄铜编织垫6，下极罩4与被测工件结合部配有铜块垫片6。所述上极罩3中还配有用于零件中轴居中的调节环7，所述的调节环的材质为工程塑料。所述的下极罩4中设有环形的减重槽8，减重槽8中设有均匀分布的引流孔9，所述的下接触托盘12中设有引流隔板13，引流隔板的下方为收集仓14。
具体实施时，所述的软黄铜编织垫5的厚度为20mm，所述的铜块垫片6厚度5mm。
检测前，先将被测工件10置于下接触托盘12上，然后将调节环7置于被测工件10轴肩或轴颈上，再将上极罩3置于被测工件10上，上极罩3和下极罩4的沿口置于被测工件10的上下表面易失磁的检测部位，上电极1置于上极罩3中央导通接触，下电极2通过下接触托盘12与下极罩4导通接触。检查中的使用的磁粉混合悬液在重力作用下会汇合于下极罩4，通过减重槽8中的引流孔9和下接触托盘12中设有引流隔板13汇集到收集仓14，然后循环使用。
本发明涉及的实施例均以结构如图3中的被测齿轮轴大直径的渐开线齿面作为被测工件10，该产品的直径直径尺寸一般从50~650mm,甚至可以达到800的齿部，如果需要通过加大电流方式达到满意的磁场强度，一般根据行业的电流调节方式方式，I=π*D*H（I,需要达到的电流；D，工件直径；H，一般至少3.2KA/M）,根据上述经验公式可知，调节电流需要超过10000A甚至更高；高电流的需要更高的设备能力，从上述的经验公式我们还可以看出，产品的直径大小是影响输入电流的重要因素，然而在实际产品中，产品的直径是相差很大的，最大处直径与最小处的直径可以相差至2~4倍，所以输入电流可以相差至同样的倍数；产品直径相差很大的情况下也造成了以下的问题，电流通过导体会按照阻力最小的路径，所以在实际直径相差很大的情况下，电流形成的磁场不会按照理想状态均匀的布满最大直径处的每个地方，如图3中处是传统的大直径产品容易出现的磁场盲区11，产品直径相差越大，盲区范围越大，此处的磁场畸变就越厉害。该被测工件10依托传统的加电方式检测，被测工件10中的阴影（如图3所示）为内部磁场，由图3可见，在被测工件10的被测齿部四个角上均会出现磁场盲区11。
由图4可见，如果仅以上极罩3替代传统的是上电极1的加电方式，被测工件10的齿部磁场盲区11将发生变化，位于上部的磁场盲区11消失了。
由图5可见，如果仅以下极罩4替代传统的是下电极1的加电方式，被测工件10的齿部磁场盲区11将发生变化，位于下部的磁场盲区11消失了。
由图6可见，将本发明用于被测工件时，被测工件的齿部将不会出现磁场盲区11。
Claims (4)
1.一种对大型宽直径齿轮轴通电磁化时提升表面磁场的装置，包括上电极，下电极，其特征在于，提升表面磁场的装置还包括材质为不导磁冷铁或钢锻造的上极罩和下极罩，上下极罩的沿口匹配；上电极与上极罩中央接触，下电极通过下接触托盘下极罩接触，它们分别上下电极沟通后，上下极罩的沿口置于被测工件的上下表面易失磁部位，其中，上极罩与被测工件结合部配有软黄铜编织垫，下极罩与被测工件结合部配有结合部为铜块垫片。
2.根据权利要求1所述的对大型宽直径齿轮轴通电磁化时提升表面磁场的装置，其特征在于，所述上极罩中还配有用于被测工件中轴居中的调节环，所述的调节环的材质为工程塑料。
3.根据权利要求1所述的对大型宽直径齿轮轴通电磁化时提升表面磁场的装置，其特征在于，所述的下极罩环形的减重槽，减重槽中设有均匀分布的引流孔，所述的下接触托盘设有引流隔板和收集仓。
4.根据权利要求1-3之一所述的对大型宽直径齿轮轴通电磁化时提升表面磁场的装置，其特征在于，所述的软黄铜编织垫的厚度为20mm，所述的铜块垫片厚度5mm。
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