CN111505112B - 一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤机及探伤方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁粉探伤技术领域，具体涉及一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤机及探伤方法。本发明所述的一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤机，包括机架、周向磁化装置、纵向磁化装置、扭臂探伤装置、传动装置、上料装置、磁悬液喷洒装置、荧光照明装置；本发明采用上下开合式线圈进行纵向磁化，采用直接通电法进行周向磁化，另外针对抗侧滚扭杆的扭臂探伤，单独设计磁化结构实现单台设备整体探伤。具有合理的结构，良好的稳定性、可靠性，操作简便，维护方便，探伤效率高，自动化程度高，外形美观等特点。

Description

一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤机及探伤方法

技术领域

本发明涉及磁粉探伤技术领域，具体涉及一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤机及探伤方法。

背景技术

磁粉探伤利用工件缺陷处的漏磁场与磁粉的相互作用，它利用了钢铁制品表面和近表面缺陷（如裂纹，夹渣，发纹等）磁导率和钢铁磁导率的差异，磁化后这些材料不连续处的磁场将发生畸变，形成部分磁通泄漏处工件表面产生了漏磁场，从而吸引磁粉形成缺陷处的磁粉堆积——磁痕，在适当的光照条件下，显现出缺陷位置和形状，对这些磁粉的堆积加以观察和解释，就实现了磁粉探伤。

按磁化方式分：1.纵向磁化法。特点：磁化后的试件获得与轴向平行的磁感应线。检测缺陷类型：适合于检测垂直或接近垂直工件轴 向的缺陷(如横向裂纹等)，同时也可用于检测一些直径较大的圆形工作的周向缺陷。2.周向磁化法。特点：磁化后的试件获得与轴向垂直的磁感应线。检测缺陷类型：适合于检测与工作同向平行的缺陷。3.复合磁化。特点：磁化后的试件既产生纵向也产生周向的磁感应线。而铁路客车用的抗侧滚扭杆结构为一个杆体和两头垂直设置的扭臂，很难一次性将杆体和扭臂都进行磁粉探伤。

发明内容

本发明解决的问题是：现有技术中还没有一次性将杆体和扭臂都进行磁粉探伤的机器，提供一种操作方便的铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤机。

本发明通过如下技术方案予以实现，一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤机，包括机架、周向磁化装置、纵向磁化装置、扭臂探伤装置、传动装置、上料装置、磁悬液喷洒装置、荧光照明装置；

所述周向磁化装置对称设置于机架两端，包括周向磁化变压器、电极支承箱、周向磁化电极，所述电极支承箱给周向磁化电极提供支承和导向作用，所述周向磁化电极由固定在电极支承箱上的第一气缸推动前后运动，所述周向磁化电极与周向磁化变压器电性连接，检测时，周向磁化电极伸出，对抗侧滚扭杆的杆身两端形成夹紧；

所述纵向磁化装置在机架上纵向布置，包括纵向磁化变压器、上开合线圈、升降导向装置，所述上开合线圈有多组，由升降导向装置推动上下运动，每组上开合线圈整下方设有两个固定线圈，所述固定线圈和纵向磁化变压器电性连接，升降导向装置推动上开合线圈下降，与固定线圈接通后，形成回路；

所述扭臂探伤装置包括可升降的纵向磁化线圈、导电铜板，所述纵向磁化线圈水平布置，所述导电铜板位于纵向磁化线圈下方，两者通过绝缘托架连接，所述绝缘托架由固定在机架上的第二气缸推动上下运动，导电铜板与周向磁化变压器电性连接，纵向磁化线圈与纵向磁化变压器电性连接，检测时扭臂探伤装置抬升，抗侧滚扭杆两侧的扭臂均伸入纵向磁化线圈，与导电铜板接触；

所述传动装置贯穿机架带动两侧的周向磁化电极同步转动；

所述上料装置将抗侧滚扭杆从机架外部水平输送至机架内部，顶升后由周向磁化电极夹持。

进一步地，所述升降导向装置包括安装在机架上的固定板，所述固定板上安装有第三气缸，所述第三气缸伸出端连接有安装板，所述安装板通过导套、导杆与固定板滑动连接，多个上开合线圈等间距的垂直安装在安装板下。

进一步地，所述上料装置包括举升气缸支架，所述举升气缸支架上左右各设有一个举升气缸，所述举升气缸顶部设有带V形槽的工件托板，所述举升气缸支架底部设有两道平行导轨，在水平安装在机架上的第四气缸驱动下，举升气缸支架在导轨上滑动。

进一步地，电极支承箱上还设有可前后移动的端部线圈，所述端部线圈位于周向磁化电极外围，配合纵向磁化装置共同完成纵向磁化。

进一步地，所述周向磁化电极、固定线圈、纵向磁化线圈、导电铜板、端部线圈均连接电流采集及显示装置。

进一步地，所述抗侧滚扭杆磁粉探伤机外侧还罩有暗室，便于观测。

本发明的另一个方面，提供了一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤方法，包括以下步骤：

S1、上料：将抗侧滚扭杆放在工件托板上，扭臂竖直朝下，举升气缸托起抗侧滚扭杆，第四气缸收缩，将抗侧滚扭杆输送至机架内，第一气缸推动周向磁化电极将抗侧滚扭杆的杆身两端夹紧，上料装置回落退后，完成上料；

S2、喷洒磁悬液：传动装置带动两侧的周向磁化电极同步转动，磁悬液喷洒装置向杆身喷洒磁悬液；

S3、复合磁化：传动装置停止转动，升降导向装置推动上开合线圈下降，与固定线圈接通后，形成回路；周向磁化装置、纵向磁化装置同时启动，在杆身周围行成120°全方位复合磁场，停止喷洒磁悬液，继续复合磁化；

S4、转动观察：传动装置带动两侧的周向磁化电极同步转动，打开荧光照明装置，观测杆身表面磁粉情况，观察完毕后传动装置停止转动；

S5、扭臂固定：扭臂探伤装置抬升，抗侧滚扭杆两侧的扭臂均伸入纵向磁化线圈，与导电铜板接触；

S6、喷洒磁悬液：磁悬液喷洒装置向扭臂喷洒磁悬液；

S7、复合磁化：电流从一侧的导电铜板流经扭臂、杆身、扭臂、另一端的导电铜板进行周向磁化，同时纵向磁化线圈进行纵向磁化，在扭臂周围行成0°全方位复合磁场，停止喷洒磁悬液，继续复合磁化；

S8、转动观察：传动装置带动两侧的周向磁化电极同步转动，观测扭臂表面磁粉情况，观察完毕后传动装置停止转动；

S9、退磁：在结束磁化试件后再进行一次纵向磁化，并且纵向磁化强度要适当的强些，以至于能使周向的剩磁变成纵向的剩磁，然后再对有纵向剩磁的抗侧滚扭杆施以反向的磁场，使它恰好能够克服原来的剩磁，这样又会得到一个沿着相反方向的新的剩磁，这个新的剩磁的强度较弱，相继采用纵向退磁的步骤，就可完全退掉剩磁；

S10、下料：所述扭臂探伤装置下降，上开合线圈抬起，上料装置前进、抬升、对杆身托举，周向磁化电极后退，上料装置下降、后退，完成下料。

进一步地，步骤S3复合磁化中，周向磁化装置、纵向磁化装置同时启动之前，还包括步骤S301：端部线圈前移，套在杆身两端；

步骤S5扭臂固定中，扭臂探伤装置抬升之前，还包括步骤S501：端部线圈缩回。

本发明的有益效果是：

本发明采用上下开合式线圈进行纵向磁化，采用直接通电法进行周向磁化，另外针对抗侧滚扭杆的扭臂探伤，单独设计磁化结构实现单台设备整体探伤。具有合理的结构，良好的稳定性、可靠性，操作简便，维护方便，探伤效率高，自动化程度高，外形美观等特点。

附图说明

图1为本发明所述的一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤机的主视图；

图2为本发明所述的一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤机的立体视图；

图3为本发明所述的周向磁化装置的剖视图；

图4为本发明所述的周向磁化装置的立体视图；

图5为本发明所述的纵向磁化装置的立体视图；

图6为本发明所述的扭臂探伤装置的剖视图；

图7为本发明所述的扭臂探伤装置的立体视图；

图8为本发明所述的上料装置的立体视图；

图9为本发明所述的一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤方法流程图。

图中：1机架；2周向磁化装置；21电极支承箱；22周向磁化电极；23第一气缸；3纵向磁化装置；31上开合线圈；32升降导向装置；321固定板；322第三气缸；323安装板；33固定线圈；34端部线圈；4扭臂探伤装置；41纵向磁化线圈；42导电铜板；43绝缘托架；44第二气缸；5传动装置；6上料装置；61举升气缸支架；62举升气缸；63工件托板；64导轨；65第四气缸；7抗侧滚扭杆；71杆身；72扭臂。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-8所示，一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤机，包括机架1、周向磁化装置2、纵向磁化装置3、扭臂探伤装置4、传动装置5、上料装置6、磁悬液喷洒装置、荧光照明装置；

所述周向磁化装置2对称设置于机架1两端，包括周向磁化变压器、电极支承箱21、周向磁化电极22，所述电极支承箱21给周向磁化电极22提供支承和导向作用，所述周向磁化电极22由固定在电极支承箱21上的第一气缸23推动前后运动，所述周向磁化电极22与周向磁化变压器电性连接，检测时，周向磁化电极22伸出，对抗侧滚扭杆7的杆身71两端形成夹紧；

所述纵向磁化装置3在机架上纵向布置，包括纵向磁化变压器、上开合线圈31、升降导向装置32，所述上开合线圈31有多组，由升降导向装置32推动上下运动，每组上开合线圈31整下方设有两个固定线圈33，所述固定线圈33和纵向磁化变压器电性连接，升降导向装置32推动上开合线圈31下降，与固定线圈33接通后，形成回路；

所述扭臂探伤装置4包括可升降的纵向磁化线圈41、导电铜板42，所述纵向磁化线圈41水平布置，所述导电铜板42位于纵向磁化线圈41下方，两者通过绝缘托架43连接，所述绝缘托架43由固定在机架1上的第二气缸44推动上下运动，导电铜板42与周向磁化变压器电性连接，纵向磁化线圈41与纵向磁化变压器电性连接，检测时扭臂探伤装置4抬升，抗侧滚扭杆7两侧的扭臂72均伸入纵向磁化线圈41，与导电铜板42接触；

所述传动装置5贯穿机架1带动两侧的周向磁化电极22同步转动；

所述上料装置6将抗侧滚扭杆从机架1外部水平输送至机架1内部，顶升后由周向磁化电极22夹持。

在实际应用中，所述升降导向装置32包括安装在机架1上的固定板321，所述固定板321上安装有第三气缸322，所述第三气缸322伸出端连接有安装板323，所述安装板323通过导套、导杆与固定板321滑动连接，多个上开合线圈31等间距的垂直安装在安装板323下。

在实际应用中，所述上料装置6包括举升气缸支架61，所述举升气缸支架61上左右各设有一个举升气缸62，所述举升气缸62顶部设有带V形槽的工件托板63，所述举升气缸支架61底部设有两道平行导轨64，在水平安装在机架1上的第四气缸65驱动下，举升气缸支架61在导轨64上滑动。

在实际应用中，电极支承箱21上还设有可前后移动的端部线圈34，所述端部线圈34位于周向磁化电极22外围，配合纵向磁化装置3共同完成纵向磁化。

在实际应用中，所述周向磁化电极22、固定线圈33、纵向磁化线圈41、导电铜板42、端部线圈34均连接电流采集及显示装置。

在实际应用中，所述抗侧滚扭杆磁粉探伤机外侧还罩有暗室，便于观测。

本发明的另一个方面，提供了一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤方法，包括以下步骤：

S1、上料：将抗侧滚扭杆7放在工件托板63上，扭臂72竖直朝下，举升气缸62托起抗侧滚扭杆7，第四气缸65收缩，将抗侧滚扭杆7输送至机架1内，第一气缸23推动周向磁化电极22将抗侧滚扭杆7的杆身71两端夹紧，上料装置6回落退后，完成上料；

S2、喷洒磁悬液：传动装置5带动两侧的周向磁化电极22同步转动，磁悬液喷洒装置向杆身71喷洒磁悬液；

S3、复合磁化：传动装置5停止转动，升降导向装置32推动上开合线圈31下降，与固定线圈33接通后，形成回路；周向磁化装置、纵向磁化装置同时启动，在杆身71周围行成360°全方位复合磁场，停止喷洒磁悬液，继续复合磁化；

S4、转动观察：传动装置5带动两侧的周向磁化电极22同步转动，打开荧光照明装置，观测杆身71表面磁粉情况，观察完毕后传动装置5停止转动；

S5、扭臂固定：扭臂探伤装置4抬升，抗侧滚扭杆7两侧的扭臂72均伸入纵向磁化线圈41，与导电铜板42接触；

S6、喷洒磁悬液：磁悬液喷洒装置向扭臂72喷洒磁悬液；

S7、复合磁化：电流从一侧的导电铜板42流经扭臂、杆身、扭臂、另一端的导电铜板42进行周向磁化，同时纵向磁化线圈41进行纵向磁化，在扭臂72周围行成360°全方位复合磁场，停止喷洒磁悬液，继续复合磁化；

S8、转动观察：传动装置5带动两侧的周向磁化电极22同步转动，观测扭臂72表面磁粉情况，观察完毕后传动装置5停止转动；

S9、退磁：在结束磁化试件后再进行一次纵向磁化，并且纵向磁化强度要适当的强些，以至于能使周向的剩磁变成纵向的剩磁，然后再对有纵向剩磁的抗侧滚扭杆7施以反向的磁场，使它恰好能够克服原来的剩磁，这样又会得到一个沿着相反方向的新的剩磁，这个新的剩磁的强度较弱，相继采用纵向退磁的步骤，就可完全退掉剩磁；

S10、下料：所述扭臂探伤装置4下降，上开合线圈31抬起，上料装置6前进、抬升、对杆身71托举，周向磁化电极22后退，上料装置6下降、后退，完成下料。

在实际应用中，步骤S3复合磁化中，周向磁化装置2、纵向磁化装置3同时启动之前，还包括步骤S301：端部线圈34前移，套在杆身71两端；

步骤S5扭臂固定中，扭臂探伤装置4抬升之前，还包括步骤S501：端部线圈34缩回。

综上所述，本发明所述的一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤机在对抗侧滚扭杆进行磁粉探伤时具有自动化程度高，操作简单的优点。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤机，其特征在于：包括机架（1）、周向磁化装置（2）、纵向磁化装置（3）、扭臂探伤装置（4）、传动装置（5）、上料装置（6）、磁悬液喷洒装置、荧光照明装置；

所述周向磁化装置（2）对称设置于机架（1）两端，包括周向磁化变压器、电极支承箱（21）、周向磁化电极（22），所述电极支承箱（21）给周向磁化电极（22）提供支承和导向作用，所述周向磁化电极（22）由固定在电极支承箱（21）上的第一气缸（23）推动前后运动，所述周向磁化电极（22）与周向磁化变压器电性连接，检测时，周向磁化电极（22）伸出，对抗侧滚扭杆（7）的杆身（71）两端形成夹紧；

所述纵向磁化装置（3）在机架上纵向布置，包括纵向磁化变压器、上开合线圈（31）、升降导向装置（32），所述升降导向装置（32）包括安装在机架（1）上的固定板（321），所述固定板（321）上安装有第三气缸（322），所述第三气缸（322）伸出端连接有安装板（323），所述安装板（323）通过导套、导杆与固定板（321）滑动连接，多个上开合线圈（31）等间距的垂直安装在安装板（323）下，所述上开合线圈（31）有多组，由升降导向装置（32）推动上下运动，每组上开合线圈（31）整下方设有两个固定线圈（33），所述固定线圈（33）和纵向磁化变压器电性连接，升降导向装置（32）推动上开合线圈（31）下降，与固定线圈（33）接通后，形成回路；

所述扭臂探伤装置（4）包括可升降的纵向磁化线圈（41）、导电铜板（42），所述纵向磁化线圈（41）水平布置，所述导电铜板（42）位于纵向磁化线圈（41）下方，两者通过绝缘托架（43）连接，所述绝缘托架（43）由固定在机架（1）上的第二气缸（44）推动上下运动，导电铜板（42）与周向磁化变压器电性连接，纵向磁化线圈（41）与纵向磁化变压器电性连接，检测时扭臂探伤装置（4）抬升，抗侧滚扭杆（7）两侧的扭臂（72）均伸入纵向磁化线圈（41），与导电铜板（42）接触；

所述传动装置（5）贯穿机架（1）带动两侧的周向磁化电极（22）同步转动；

所述上料装置（6）包括举升气缸支架（61），所述举升气缸支架（61）上左右各设有一个举升气缸（62），所述举升气缸（62）顶部设有带V形槽的工件托板（63），所述举升气缸支架（61）底部设有两道平行导轨（64），在水平安装在机架（1）上的第四气缸（65）驱动下，举升气缸支架（61）在导轨（64）上滑动，所述上料装置（6）将抗侧滚扭杆从机架（1）外部水平输送至机架（1）内部，顶升后由周向磁化电极（22）夹持，

电极支承箱（21）上还设有可前后移动的端部线圈（34），所述端部线圈（34）位于周向磁化电极（22）外围，配合纵向磁化装置（3）共同完成纵向磁化。

2.根据权利要求1所述的一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤机，其特征在于：所述周向磁化电极（22）、固定线圈（33）、纵向磁化线圈（41）、导电铜板（42）、端部线圈（34）均连接电流采集及显示装置。

3.根据权利要求1所述的一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤机，其特征在于：所述抗侧滚扭杆磁粉探伤机外侧还罩有暗室，便于观测。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤机的探伤方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、上料：将抗侧滚扭杆（7）放在工件托板（63）上，扭臂（72）竖直朝下，举升气缸（62）托起抗侧滚扭杆（7），第四气缸（65）收缩，将抗侧滚扭杆（7）输送至机架（1）内，第一气缸（23）推动周向磁化电极（22）将抗侧滚扭杆（7）的杆身（71）两端夹紧，上料装置（6）回落退后，完成上料；

S2、喷洒磁悬液：传动装置（5）带动两侧的周向磁化电极（22）同步转动，磁悬液喷洒装置向杆身（71）喷洒磁悬液；

S3、复合磁化：传动装置（5）停止转动，升降导向装置（32）推动上开合线圈（31）下降，与固定线圈（33）接通后，形成回路；周向磁化装置（2）、纵向磁化装置（3）同时启动，在杆身（71）周围行成360°全方位复合磁场，停止喷洒磁悬液，继续复合磁化；

S4、转动观察：传动装置（5）带动两侧的周向磁化电极（22）同步转动，打开荧光照明装置，观测杆身（71）表面磁粉情况，观察完毕后传动装置（5）停止转动；

S5、扭臂固定：扭臂探伤装置（4）抬升，抗侧滚扭杆（7）两侧的扭臂（72）均伸入纵向磁化线圈（41），与导电铜板（42）接触；

S6、喷洒磁悬液：磁悬液喷洒装置向扭臂（72）喷洒磁悬液；

S7、复合磁化：电流从一侧的导电铜板（42）流经扭臂、杆身、扭臂、另一端的导电铜板（42）进行周向磁化，同时纵向磁化线圈（41）进行纵向磁化，在扭臂（72）周围行成360°全方位复合磁场，停止喷洒磁悬液，继续复合磁化；

S8、转动观察：传动装置（5）带动两侧的周向磁化电极（22）同步转动，观测扭臂（72）表面磁粉情况，观察完毕后传动装置（5）停止转动；

S9、退磁：在结束磁化试件后再进行一次纵向磁化，并且纵向磁化强度要适当的强些，以至于能使周向的剩磁变成纵向的剩磁，然后再对有纵向剩磁的抗侧滚扭杆（7）施以反向的磁场，使它恰好能够克服原来的剩磁，这样又会得到一个沿着相反方向的新的剩磁，这个新的剩磁的强度较弱，相继采用纵向退磁的步骤，就可完全退掉剩磁；

S10、下料：所述扭臂探伤装置（4）下降，上开合线圈（31）抬起，上料装置（6）前进、抬升、对杆身（71）托举，周向磁化电极（22）后退，上料装置（6）下降、后退，完成下料。

5.根据权利要求4所述的一种铁路客车用抗侧滚扭杆磁粉探伤机的探伤方法，其特征在于:

步骤S3复合磁化中，周向磁化装置（2）、纵向磁化装置（3）同时启动之前，还包括步骤S301：端部线圈（34）前移，套在杆身（71）两端；

步骤S5扭臂固定中，扭臂探伤装置（4）抬升之前，还包括步骤S501：端部线圈（34）缩回。