CN111505111A - 一种环形件磁粉检测装置及磁粉检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环形件磁粉检测装置及磁粉检测方法，属于无损检测技术领域。一种环形件磁粉检测装置，包括：磁化电流发生装置、绝缘棒、以及分别设置在绝缘棒两端的第一导流组件和第二导流组件；第一导流组件和第二导流组件均包括依次电性连接的连接块、电缆以及导电夹；连接块与绝缘棒的端部连接并与磁化电流发生装置电性连接。本发明的磁粉检测装置对单个环形件进行检测，环形件能够进行有效磁化，在保证对环形件进行有效的磁粉检测的前提下，能够对不同数量、不同规格、不同变形情况的环形件进行检测，大大提高了对环形件进行磁粉检测的通用性。

Description

一种环形件磁粉检测装置及磁粉检测方法

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，具体涉及一种环形件磁粉检测装置及磁粉检测方法。

背景技术

目前环形件结构在机械领域有着广泛的应用，特别是在航空发动机，由于其结构特点，航空发动机中有大量的零件为环形件，而为保证环形件质量，其中有很大一部分环形件需要进行磁粉检测。

在检测环形件的周向缺陷时，由于环形件的结构特点，长径比较小，难以得到有效磁化。目前采用两种方法对环形件进行磁粉检测，一是使用延长棒或多个零件串接的方法，二是采用感应法。

根据相关标准要求，延长棒需要与被检零件直径接近、材料类似，由于环形件直径有大有小，材料各异，这使得延长棒的种类较多，且延长棒操作笨重，使用极为不便，而且有时一个批次仅有一件或少数几件零件，也不具备零件串接的条件。

感应法是一种利用电磁感应原理，通过交变磁场产生环形磁化电流，环形磁化电流又产生轴向磁场从而检测周向缺陷的方法，该方法需在环形件的中心穿过磁芯，但有的零件内径小于感应设备的磁芯，因此磁芯无法穿过零件内径，感应法的磁化电流难以进行计算，直径过大的零件可能由于交变磁场变化率不够而磁化效果不理想，且相关行业标准规定感应法仅适用于直径与壁厚比大于5的零件，同时感应设备价格昂贵。

目前许多工厂都配备了固定式磁粉探伤机，该探伤机通用性好，操作简便，但该类固定式磁粉探伤机在检测环形件时却效果不佳，难以实现环形件周向缺陷的检测，而如果使用该类设备对零件进行直接通电检测，由于固定设备极板间巨大的夹紧力，极有可能将环形件夹变形，且许多环形件的外圆面电接触面积较小，极有可能造成环形件电接触部位过热而烧伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环形件磁粉检测装置及磁粉检测方法，以解决现有环形件的磁粉检测不具备通用性的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种环形件磁粉检测装置，包括：磁化电流发生装置、绝缘棒、以及分别设置在绝缘棒两端的第一导流组件和第二导流组件；第一导流组件和第二导流组件均包括依次电性连接的连接块、电缆以及导电夹；连接块与绝缘棒的端部连接并与磁化电流发生装置电性连接。

本发明通过导电夹夹持在环形件，向环形件导入磁化电流时，会围绕环形件产生磁场，施加磁粉后，便能够通过磁粉检测的方式完成对环形件周向的检测，确保环形件的质量，在检测过程中，环形件能够得到有效磁化，不需要设置延长棒，也不需要进行零件的串接，由于每次仅对一个零件进行检测，无论环形件的数量的多少，也无论直径与壁厚是多少，都能进行检测，由于电缆的长度可调，可以对各种直径的环形件进行磁粉检测，同时，仅采用导电夹对环形件进行夹持，不会对环形件的造成变形，便于对容易变形的环形件进行检测，因此，本发明的磁粉检测装置在保证对环形件进行有效的磁粉检测的前提下，能够对不同数量、不同规格、不同变形情况的环形件进行检测，大大提高了对环形件进行磁粉检测的通用性。

本发明的导电夹用于夹持在环形件上，连接块将磁化电流发生装置产生的磁化电流导至环形件上，绝缘棒用于对连接块的支撑，便于磁化电流发生装置通过夹持的方式使连接块与磁化电流发生装置的两级连接，磁化电流在磁化电流发生装置、第一导流组件、环形件、第二导流组件之间形成回路，此时，磁化电流会沿环形件的周向流动，从而会产生围绕环形件横截面的磁场，在环形件上施加磁粉后，便能够发现零件上的周向缺陷。

特别应该说明，本发明所述的磁化电流为通过变压器后形成的36V以下的低电压、0～1000A的可调电流的电流(交流电或直流电)，以满足磁粉检测的需要。

进一步地，上述导电夹包括相互铰接的第一夹持块和第二夹持块；第一夹持块和第二夹持块均包括按压部和夹持部；第一夹持块的夹持部缠绕有导电金属线。

本发明的导电金属线缠绕在第一夹持块的夹持部上时，用于实现第一夹持块的夹持部与环形件之间的柔性接触，以及增大电接触面积。由于环形件上可能具有孔、螺纹、凹槽、台阶等结构，电接触面积小而导致电接触效果不好，并且还会导致出现过热而烧伤，缠绕导电金属线用于在前述结构处增大电接触面积，避免由于电接触面积较小而导致过热而烧伤，同时还可以改善电接触效果。

进一步地，上述第二夹持块的夹持部的内侧设有绝缘垫。

本发明的绝缘垫用于第二夹持块的夹持部与环形件之间的柔性接触，同时，避免第二夹持块的夹持部与环形件电接触，实现导电夹的单侧通电。

进一步地，上述第一夹持块设有第一连接筒，第一连接筒的一端与第一夹持块连接，电缆的线芯从第一连接筒的另一端伸入并与第一连接筒电性连接。

本发明电缆的线芯通过嵌入第一连接筒的方式固定在导电夹上，电缆的连接处隐藏在连接筒中，能够对电缆的接头进行有效地保护，避免电缆的脱落。

进一步地，上述连接块为螺钉，连接块从绝缘棒的端部伸入并与绝缘棒螺纹连接。

进一步地，上述连接块的侧面设有第二连接筒，第二连接筒的一端与连接块连接，电缆的线芯从第二连接筒的另一端伸入并与第二连接筒电性连接。

本发明电缆的线芯通过嵌入第二连接筒的方式固定在连接块上，电缆的连接处隐藏在连接筒中，能够对电缆的接头进行有效地保护，避免电缆的脱落。

进一步地，上述磁化电流发生装置为磁粉探伤机。

常规的磁粉探伤机即可通过其内部的变压器产生低电压、大电流的磁化电流，即在常规的磁粉探伤机上即可进行检测，不需要购买或设计变压设备来产生磁化电流，大大节约了检测成本。

一种基于上述环形件磁粉检测装置的磁粉检测方法，包括以下步骤：

S1：将环形件放置到绝缘平台上；

S2：将绝缘棒两端的连接块与磁化电流发生装置的两级接触，并使磁化电流发生装置的两级夹紧绝缘棒；

S3：将第一导流组件和第二导流组件的导电夹分别夹持在环形件上；

S4：在环形件的环形面施加磁粉，然后通过磁化电流发生装置对环形件通电，完成对环形件的磁粉检测。

本发明的磁粉检测方法仅采用磁化电流发生装置夹持绝缘棒，采用导电夹夹持在环形件上，即完成装置的连接，整个磁粉检测过程简单、快捷，同时，对新的环形件进行检测时，只需要将导电夹重新夹持在新的环形件上，即可完成装置的重新连接，从而大大加快环形件的磁粉检测过程，提高环形件的检测效率，相应地减少了时间成本和人力成本。

进一步地，在上述步骤S4之前，具有步骤(1)：在环形件的环形面贴试片，然后通过磁化电流发生装置对环形件通电，验证磁场强度；

若磁场强度大于等于设定值，则对环形件(50)断电；

若磁场强度小于设定值，则调整磁化电流发生装置产生的磁化电流，直到磁场强度大于等于设定值，然后对环形件(50)断电。

本发明对同一批次的环形件进行检测时，仅需要一次性验证磁场强度，即可在后续检测过程中，快速更换待检测的环形件，从而提高了检测效率。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的磁粉检测装置对单个环形件进行检测，环形件能够进行有效磁化，在保证对环形件进行有效的磁粉检测的前提下，能够对不同数量、不同规格、不同变形情况的环形件进行检测，大大提高了对环形件进行磁粉检测的通用性。

(2)本发明的环形件磁粉检测装置结构简单、操作简单、检测效果好、适用范围广，在常规的磁粉探伤机上即可进行检测，大大节约了检测成本。

附图说明

图1为本发明的环形件磁粉检测装置的结构示意图；

图2为本发明的连接块与第二连接筒之间的连接示意图；

图3为本发明的导电夹的结构示意图；

图4为本发明的环形件磁粉检测装置在对环形件进行磁粉检测时的结构示意图。

图中：10-绝缘棒；21-连接块；22-电缆；23-导电夹；24-第一夹持块；25-第二夹持块；26-按压部；27-夹持部；28-导电金属线；29-绝缘垫；30-第一连接筒；40-第二连接筒；50-环形件；60-极板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

请参照图1，一种环形件磁粉检测装置，包括：磁化电流发生装置、绝缘棒10、第一导流组件以及第二导流组件。第一导流组件和第二导流组件分别与绝缘棒10的两端连接，并且第一导流组件和第二导流组件分别与磁化电流发生装置的两个电极连接。在本实施例中，绝缘棒10的材质为橡胶；磁化电流发生装置为磁粉探伤机，磁粉探伤机的两个极板60夹持在绝缘棒10的两端，并且两个极板60分别与第一导流组件和第二导流组件电性连接，在检测过程中，启动磁粉探伤机后，磁粉探伤机的两个极板60靠拢，直接对绝缘棒10进行夹持，极板60与导流组件之间的连接快速、方便，并且夹持后极板60与导流组件之间不容易脱离，保证磁粉检测过程的顺利进行。

本实施例中，磁化电流为通过变压器后形成36V以下的低电压、0～1000A的可调电流的电流(交流电或直流电)，以满足磁粉检测的需要。常规的磁粉探伤机可以通过其内部的变压器产生低电压、大电流的磁化电流，显然，在本发明的其它实施例中，还可以采用变压设备来作为磁化电流发生装置，以形成低电压、可调电流的磁化电流。

请参照图1至图3，第一导流组件和第二导流组件均包括连接块21、电缆22和导电夹23，连接块21、电缆22和导电夹23依次电性连接，即电缆22的两端分别与连接块21和导电夹23电性连接。连接块21与绝缘棒10的端部连接，极板60在夹持绝缘棒10时，极板60会与连接块21接触，形成电性连接。导电夹23夹持在环形件50上后，磁化电流发生装置、第一导流组件、环形件50和第二导流组件会形成电流回路，使磁化电流在环形件50上流动而产生磁场，通过产生的磁场来形成进行磁粉检测。

连接块21的侧面设有第二连接筒40，第二连接筒40的一端与连接块21的侧面通过焊接进行固定连接，保证连接的可靠性，电缆22端部的线芯从第二连接筒40的另一端伸入并与第二连接筒40连接。为了保证电缆22与第二连接筒40之间的电性连接的可靠性，电缆22的线芯伸入第二连接筒40中后，夹持第二连接筒40外侧壁，使第二连接筒40变形而与电缆22的线芯进行有效连接，同时，在第二连接筒40和电缆22之间缠绕绝缘胶带的方式，进一步固定电缆22。在本发明的其它实施例中，第二连接筒40还可以通过铆接、螺纹连接等固定连接方式与连接块21进行连接，优选铆接等不可拆卸的固定连接方式。

导电夹23包括第一夹持块24和第二夹持块25。第一夹持块24和第二夹持块25的中部铰接，并且在铰接处设有扭力弹簧，使第一夹持块24和第二夹持块25转动后，能够恢复到原来的程度，扭力弹簧的具体设置方式为，扭力弹簧套设在铰链处，并且扭力弹簧的两端分别与第一夹持块24和第二夹持块25连接。

第一夹持块24和第二夹持块25均包括按压部26和夹持部27。第一夹持块24的夹持部27缠绕有导电金属线28，用于实现第一夹持块24的夹持部27与环形件50之间的柔性接触，以及增大电接触面积。第二夹持块25的夹持部27的内侧(靠近第一夹持块24的夹持部27的一侧)设有绝缘垫29，用于第二夹持块25的夹持部27与环形件50之间的柔性接触，同时，避免第二夹持块25的夹持部27与环形件50电接触，实现导电夹23的单侧通电。

第一夹持块24的外侧(远离第二夹持块25的一侧)设有第一连接筒30。第一连接筒30的一端通过铆接与所述第一夹持块24进行连接，电缆22端部的线芯从第一连接筒30的另一端伸入并与第一连接筒30连接。为了保证电缆22与第一连接筒30之间的电性连接的可靠性，电缆22的线芯伸入第一连接筒30中后，夹持第一连接筒30外侧壁，使第一连接筒30变形而与电缆22的线芯进行有效连接，同时，在第一连接筒30和电缆22之间缠绕绝缘胶带的方式，进一步固定电缆22。在本发明的其它实施例中，第一连接筒30还可以通过焊接、螺纹连接等固定连接方式与连接块21进行连接，优选焊接等不可拆卸的固定连接方式。

在本实施例中，绝缘棒10和绝缘垫29的材质均为橡胶；连接块21、导电夹23、导电金属线28、第一连接筒30、第二连接筒40的材质均为铜；电缆22为铜芯线。

本发明环形件磁粉检测装置的检测原理：导电夹23夹持在环形件50上，连接块21将磁化电流发生装置产生的磁化电流导至环形件50上，磁化电流在磁化电流发生装置、第一导流组件、环形件50、第二导流组件之间形成回路，此时，磁化电流会沿环形件50的周向流动，从而会产生围绕环形件50横截面的磁场，在环形件50上施加磁粉后，便能够发现零件上的周向缺陷，从而完成对环形件50的磁粉检测。

实施例2

请参照图4，一种基于上述环形件磁粉检测装置的磁粉检测方法，包括以下步骤：

S1：将环形件50放置到绝缘平台上；

S2：启动磁粉探伤机，使磁粉探伤机的两个极板60夹持在绝缘棒10的两端，此时，磁粉探伤机的两个极板60分别与第一导流组件和第二导流组件的连接块21接触；

S3：将第一导流组件和第二导流组件的导电夹23分别夹持在环形件50上；

S4：在环形件50的环形面贴试片，然后通过磁粉探伤机对环形件50通电，验证磁场强度；

若磁场强度大于等于设定值，则对环形件断电；

若磁场强度小于设定值，则调整磁粉探伤机产生的磁化电流，直到磁场强度大于等于设定值，然后对环形件断电；

S5：在环形件50的环形面施加磁粉，然后通过磁粉探伤机对环形件50通电，对环形件50导入磁化电流，完成对环形件50的磁粉检测。

本实施例的检测过程中，装置的连接简单、快捷，整个检测过程周期短、操作简便，环形件50能够进行有效磁化、最终的检测效果好，同时，在对同一批次的环形件50进行检测时，仅通过改变导电夹23夹持的对象，即可对新的环形件50进行磁粉检测，并且仅需要一次性验证磁场强度，即可在后续检测过程中，快速更换待检测的环形件50，减少了磁场验证次数，从而提高了检测效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种环形件磁粉检测装置，其特征在于，包括：磁化电流发生装置、绝缘棒(10)、以及分别设置在所述绝缘棒(10)两端的第一导流组件和第二导流组件；所述第一导流组件和所述第二导流组件均包括依次电性连接的连接块(21)、电缆(22)以及导电夹(23)；所述连接块(21)与所述绝缘棒(10)的端部连接并与所述磁化电流发生装置电性连接。

2.根据权利要求1所述的环形件磁粉检测装置，其特征在于，所述导电夹(23)包括相互铰接的第一夹持块(24)和第二夹持块(25)；所述第一夹持块(24)和所述第二夹持块(25)均包括按压部(26)和夹持部(27)；所述第一夹持块(24)的夹持部(27)缠绕有导电金属线(28)。

3.根据权利要求2所述的环形件磁粉检测装置，其特征在于，所述第二夹持块(25)的夹持部(27)的内侧设有绝缘垫(29)。

4.根据权利要求3所述的环形件磁粉检测装置，其特征在于，所述第一夹持块(24)设有第一连接筒(30)，所述第一连接筒(30)的一端与所述第一夹持块(24)连接，所述电缆(22)的线芯从所述第一连接筒(30)的另一端伸入并与所述第一连接筒(30)电性连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的环形件磁粉检测装置，其特征在于，所述连接块(21)为螺钉，所述连接块(21)从所述绝缘棒(10)的端部伸入并与绝缘棒(10)螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的环形件磁粉检测装置，其特征在于，所述连接块(21)的侧面设有第二连接筒(40)，所述第二连接筒(40)的一端与所述连接块(21)连接，所述电缆(22)的线芯从所述第二连接筒(40)的另一端伸入并与所述第二连接筒(40)电性连接。

7.根据权利要求6所述的环形件磁粉检测装置，其特征在于，所述磁化电流发生装置为磁粉探伤机。

8.一种基于权利要求1至7任一项所述的环形件磁粉检测装置的磁粉检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将环形件(50)放置到绝缘平台上；

S2：将绝缘棒(10)两端的连接块(21)与磁化电流发生装置的两级接触，并使磁化电流发生装置的两级夹紧绝缘棒(10)；

S3：将第一导流组件和第二导流组件的导电夹(23)分别夹持在环形件(50)上；

S4：在环形件(50)的环形面施加磁粉，然后通过磁化电流发生装置对环形件(50)通电，完成对环形件(50)的磁粉检测。

9.根据权利要求8所述的磁粉检测方法，其特征在于，在步骤S4之前，具有步骤(1)：在环形件(50)的环形面贴试片，然后通过磁化电流发生装置对环形件(50)通电，验证磁场强度；

若磁场强度大于等于设定值，则对环形件(50)断电；

若磁场强度小于设定值，则调整磁化电流发生装置产生的磁化电流，直到磁场强度大于等于设定值，然后对环形件(50)断电。

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