CN113155951B - 一种永磁体可径向调节的钢丝绳探伤仪 - Google Patents

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    • G01N27/85Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields using magnetographic methods

Abstract

本发明公开了一种永磁体可径向调节的探伤仪内部结构及其检测原理。所述探伤仪包括拉杆、螺旋副、霍尔检测电路等结构。拉杆固定在外壳的内腔中,螺旋副与拉杆配合,通过转动螺旋导杆带动拉杆轴向移动,拉杆沿径向设有5个楔形结构,每个楔形结构分别对应一个楔形槽,永磁体安装在楔形槽上,楔形槽携载永磁体将拉杆的轴向移动转换为永磁体的径向移动,以调节永磁体的径向提离值。霍尔检测电路安装在探伤仪的内衬上,每个霍尔检测电路分为五组霍尔元件,每个永磁体在轴向分量上对应一组霍尔元件。当检测钢丝绳时,为了避免由于永磁体剩磁过大,减少剩磁对霍尔元件检测性能的影响,该探伤仪可以根据目标钢丝绳的绳径调节永磁体的提离值。

Description

一种永磁体可径向调节的钢丝绳探伤仪
技术领域
本发明涉及钢丝绳无损检测技术领域,尤其涉及探伤仪内部的永磁体的径向移动技术方法。
背景技术
钢丝绳是一种以优质钢丝为主要原料经多根或多股钢丝捻制而成的挠性绳索,由于其具有自重轻、强度高、承载能力大、弯曲柔韧性好、传动噪声小和结构多样性等特点,因而被广泛应用于煤炭开采、港口运输、架空索道、深海石油开采、高层电梯等领域[1]。钢丝绳按照应用背景的不同,可以分为航空用钢丝绳、石油用钢丝绳、电梯用钢丝绳、渔业用钢丝绳和矿用钢丝绳等。
钢丝绳的安全使用具有重要的社会效益和经济效益。钢丝绳无损检测研究对钢丝绳的安全使用和避免巨大的经济浪费具有重要意义。钢丝绳无损检测方法有很多种,包括无损检测常用的超声波检测法、射线检测法、电涡流检测法、电磁检测法以及机械检测法、声学检测法、电流检测法、光学检测法等。直到目前,电磁检测法是当前公认的最实用的检测方法之一。
根据电磁检测法的工作原理不同,其磁化方式分为交流磁化、直流磁化、永磁磁化。交流磁化检测精度低,传感器容易发热且操作麻烦;直流磁化虽然具有励磁强度可调整的优点,但是设备重量较大,结构复杂,而且工作时还需提供配套的直流供电设备。由于两者的局限性,近年来这两种方法已逐步淘汰。而永磁磁化检测装置体积小,重量轻,使用便捷,检测成本低,特别是近年来新型永磁材料的开发与应用,使得其优势更明显,因此磁检测法中大量使用永磁磁化的方式。
本文主要对应用广泛的永磁体作为磁化方式的钢丝绳探伤仪所存在的通用问题做出解决方案。目前存在的永磁式钢丝绳探伤仪中,大多数探伤仪都是使用固定励磁源对钢丝绳进行磁化饱和,没有针对永磁体与目标钢丝绳的磁化磁感应强度可调节的问题做出较好的解决。如实用新型专利《便携式钢丝绳检测装置》(CN208313892U)和实用新型专利《钢丝绳检测仪组件》(CN207163809U),经过大量现场实验经验表明,永磁体式钢丝绳探伤仪在使用过程中,由于永磁体通常采用稀土永磁体,如:钕铁硼永磁体N38、钕铁硼永磁体N48等材料,且该类型的永磁体具有较高的磁能积和较高的矫顽力,在探测不同标称直径的钢丝绳时,由于无法调节永磁体自身剩磁的大小以适应不同的工况需求,因此当检测绳径小于探伤仪已安装永磁体设计的最大探测绳径时,在霍尔元件检测区域内将会产生除钢丝绳自身缺陷外的附加漏磁场,当霍尔元件处于该类型的混合漏磁场时,对钢丝绳的损伤检测精度将会受到影响。其次,当检测绳径远远小于已安装永磁体设计的最大探测绳径时,探伤仪与钢丝绳在气隙中的漏磁将超过霍尔元件标定工作磁场范围,会导致霍尔元件失去漏磁与输出电压的比列关系。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种永磁体可径向调节的钢丝绳探伤仪,通过永磁体径向距离调节装置及时的调整探伤仪内部永磁体与目标钢丝绳的径向距离,从而解决永磁体提供的磁感应强度与目标钢丝绳相互匹配的问题。
在本发明中采用选择型号为N48的钕铁硼永磁体,在探伤仪中主磁通方向为径向且为多回路励磁,使钢丝绳可以得到均匀的饱和磁化效果。依靠永磁体、钢丝绳和外壳,使仪器内部实现完整的磁通路。钕铁硼永磁体可以快速磁化动态运行的钢丝绳,且不受钢丝绳速度的影响。当磁路中的钢丝绳内部或者外部出现局部损伤或者截面积损伤时,由于钢丝绳磁化饱和,部分磁场溢出,在损伤处形成漏磁场,再经霍尔电路检测,从而达到检测钢丝绳的健康状况。
钢丝绳的应用范围极其广泛,衍生出复杂的钢丝绳的结构和尺寸。在对不同结构的钢丝绳探伤时,对永磁体式钢丝绳探伤仪的检测提出了不同要求,其中重要的一个环节就是永磁体的磁化效果,静止状态或工况状态下的钢丝绳都应该被探伤仪均匀的磁化饱和,以满足漏磁检测的要求。通常永磁式钢丝绳探伤仪的永磁体为固定不可调,无法根据不同的目标钢丝绳做出及时的调整。根据这一问题并通过大量的实验,对传统固定式永磁探伤仪提出改进,在探伤仪内增加永磁体径向调节装置。永磁体径向调节装置结构包括:拉杆、楔形槽、拉杆滑动支撑套、楔形槽导板、螺旋导杆等结构组成,工作原理为:拉杆固定在外壳的内腔中,螺旋副与拉杆配合,通过转动螺旋导杆带动拉杆轴向移动,拉杆沿径向设有楔形结构,每个楔形结构分别对应一个楔形槽,永磁体安装在楔形槽上,楔形槽携载永磁体将拉杆的轴向移动转换为永磁体的径向移动,以调节永磁体的径向提离值。由大量的实验证明当调节永磁体的径向提离值时,改变探伤仪内部主磁通的大小,从而调节永磁体对钢丝绳的磁化效果。
本发明所采用的技术方案是,一种永磁体可径向调节的钢丝绳探伤仪,在探伤仪内设置永磁体可径向调节装置,径向调节装置包括:
拉杆,以一个中心平面为剖面剖切的半圆柱为基座,半圆柱基座的内壁与拉杆滑动支撑套内圆柱的外壁配合,拉杆滑动支撑套支撑拉杆的轴向移动,拉杆在周侧伸出的耳板用于固定自身径向位置,伸出的耳板与拉杆滑动支撑套内部空腔中的卡槽配合,在其基座的中间位置开有安装螺旋移动副的通孔,并围绕半圆柱在180°方向排布五个楔形结构;
拉杆滑动支撑套,安装于探伤仪外壳的内腔中,为永磁体径向移动装置的安装载体;
拉杆缓冲垫,在拉杆缓冲垫的中间开有通孔,该通孔用于安装螺旋导杆;拉杆缓冲垫的中部结构为具有倾斜角度的凸台,该凸台用于接触拉杆以达到缓冲轴向力的作用,从而防止拉杆撞击探伤仪外壳;拉杆缓冲垫通过6个均布在两侧的螺钉固定在探伤仪外壳上,拉杆缓冲垫有凸台的一侧朝向探伤仪的内部;
楔形槽,其上安装永磁体,在楔形槽底部两侧设计有耳板,耳板与拉杆的楔形结构的下端面配合,并用螺钉将斜齿轮轴安装在楔形槽的中间部位,其斜齿轮轴与拉杆的楔形结构上的斜齿配合;当拉杆进行轴向运动时,拉杆在端部的楔形结构通过斜齿轮轴推动楔形槽产生径向移动,楔形槽携载永磁体实现径向距离变换;
楔形槽导板,为安全保护件,用于楔型槽移动的导向,防止永磁体由于对钢丝绳的磁化效应发生偏移;楔型槽端部的矩形凸台与楔型槽导板配合起到导航作用,保证楔形槽在设定径向范围内移动;
霍尔检测电路,在一侧霍尔检测电路中安装五组轴向阵列的霍尔元件,每组霍尔元件分为径向检测与轴向检测;所述五组轴向阵列的霍尔元件的排布方位与永磁体在楔形槽中阵列的轴向方位一致。
所述拉杆还包括:拉杆的基座为一个半剖的圆柱体;半圆柱基座的内径与拉杆滑动支撑套的最大外径配合,半圆柱基座能够在拉杆滑动支撑套上滑动;拉杆的端部为一组楔形结构,楔形结构与半圆柱基座的轴线之间偏离一个倾斜角;拉杆的端部的楔形结构加工斜齿,每一组楔形结构的斜齿均有一个斜齿轮轴配合;拉杆通过斜齿轮轴与楔形槽配合,通过楔形结构将螺杆滑块的轴向运动转变为楔形槽的径向位移;拉杆的两侧有两个耳板,两个耳板与拉杆滑动支撑套的凸台配合,保证拉杆在轴向运动时的准确性。
所述滑动支撑套还包括:拉杆滑动支撑套整体为半剖圆柱体,最大外径与探伤仪的内腔配合,最小径与探伤仪内衬配合;拉杆滑动支撑套的大小取决于探伤仪内腔的大小;拉杆滑动支撑套内加工空腔,空腔为拉杆的轴向移动范围和楔形槽的径向移动范围;在拉杆滑动支撑套的空腔中有两个凸台,空腔中设计的凸台与拉杆配合使用。
所述拉杆缓冲垫还包括:拉杆缓冲垫以半圆形的圆弧桥为主体;在圆弧桥的两侧开有螺纹孔,用于安装固定拉杆缓冲垫的螺钉;
所述楔形槽还包括:楔形槽的下方有一对耳板,耳板内表面在安装时与拉杆楔形结构的下表面配合;楔形槽依靠耳板与楔形结构的配合,实现径向移动;楔形槽右端设计矩形凸台,矩形凸台用于楔形槽的径向导向,保证楔形槽在设定的径向偏差范围内承载永磁体径向移动;楔形槽设有安装斜齿轮轴的通孔,安装斜齿轮轴以增加移动装置的承载能力;楔形槽为永磁体的承载部件,安装永磁体的通槽,由永磁体的大小而定;永磁体与楔形槽安装的位置有对应的紧定螺钉,以保证永磁体不会发生偏移;拉杆与楔形槽的完整装配应该是,一个拉杆对应五组楔形槽,每个楔形槽携载一个永磁体;在每个承载永磁体的楔形槽在其轴向方向都有一组霍尔电路对应,每组进行径向漏磁检测和轴向漏磁检测。
所述楔形槽导板还包括:楔形槽导板为半圆结构,通过螺钉安装在探伤仪的内腔端面上;楔形槽导板有五条矩形导向槽,每个矩形导向槽配合一个楔形槽的端部凸台;矩形导向槽的宽度和高度由楔形槽的端部凸台而定。
所述霍尔检测电路还包括:每一路霍尔检测电路分为五组,每一组的检测电路分别检测径向漏磁与轴向漏磁;霍尔元件在安装时分为,径向安装和轴向安装;该探伤仪采用多回路径向励磁,每一组检测电路都对应一个永磁体,以提高检测精度和损伤位置的分辨率。
附图说明
图1为本发明的前视外形结构视图;
图2为本发明的后视外形结构视图;
图3为本发明中拉杆滑动支撑套安装示意图;
图4为本发明中霍尔电路安装示意图;
图5为本发明中拉杆结构示意图;
图6为本发明中楔形槽结构示意图;
图7为本发明中楔形槽安装位置示意图;
图8为本发明中永磁体径向安装位置示意图;
图9为本发明中拉杆缓冲垫结构示意图;
图10为本发明中拉杆缓冲垫安装示意图;
图11为本发明的径向调节装置工作原理示意图;
图12为本发明的单侧零件爆炸图;
图中标记如下:
01:上端板
02:下端板
03:探伤仪外壳
04:数据排线孔
05:锁扣
06:支座横梁
07:铰链合页
08:拉杆滑动支撑套
09:霍尔检测电路
10:探伤仪内衬
11:楔形槽导板
12:斜齿轮轴
13:永磁体
14:挡板
15:楔形槽
16:拉杆
17:螺杆滑块
18:螺钉
19:拉杆缓冲垫
20:螺旋导杆
21:螺杆轴承
22:螺钉
具体实施方式
下面结合说明书附图详细阐明本发明的实施方式:
图1为本探伤仪的前视外形结构视图,在所述发明中,仪器的上端板01通过5个180°方向均布的螺钉固定在探伤仪外壳03上,并且在探伤仪外壳03的左右两侧呈对称安装。上端板01的结构为剖分半圆,该半圆结构是由探伤仪的剖分式结构所决定,以方便探伤仪闭合操作。上端板01对探伤仪外壳03起到轴向固定的作用,以防止探伤仪在受到摆动时探伤仪外壳03产生晃动,上端板01同时对中间内衬10起定位的作用。在探伤仪外壳03的中间部位开有排线孔04,排线孔04用于霍尔元件检测电路的输入电流导线与输出信号导线的引入和引出。锁扣05是用于固定探伤仪的上下两个外壳的相互位置,以防止在闭合状态下由于剖分式永磁体的磁滞反力弹开探伤仪。永磁式探伤仪在未工作状态时,剖分式探伤仪呈现打开状态,锁扣05的上下结构为分开状态。
图2为本发明的后视外形结构视图,图中主要表达了铰链合页07的安装位置和排布方式,铰链合页07分为两部分,依次安装在探伤仪的外壳03上。铰链合页07是用于固定该剖分式探伤仪的上部分和下部分的相对位置。安装在上方的探伤仪外壳03和安装在下方的探伤仪外壳03的内部构造基本一致,其主要区别在于外部的安装部件不同,安装在上方的探伤仪外壳03两侧安装上端板01,起到固定探伤仪外壳03和内衬10。安装于下方的探伤仪外壳03两侧安装下端板02,下端板02除了对探伤仪外壳03起到固定,在下端板02的底部安装支座横梁06,加强探伤仪的稳定性。
图3为本发明中拉杆滑动支撑套安装示意图,为清晰表达拉杆滑动支撑套08的安装位置,在该视图中隐藏探伤仪外壳03。考虑到拉杆16往复轴向运动的特性,在探伤仪的内腔中加入拉杆滑动支撑套08,并且拉杆滑动支撑套08采用非铁磁性材料,不会对主磁通产生影响。拉杆滑动支撑套08为永磁体径向移动装置的安装载体,安装于探伤仪外壳03的内腔中,安装方式为拉杆滑动支撑套08的外圆柱表面与探伤仪外壳03的内腔的最小直径表面过渡配合。在图3中可以清晰的看到在探伤仪的轴间部位为霍尔检测电路09,霍尔检测电路09通过直插方式安装在内衬10的卡槽中。采用直插的方式可以灵活更换霍尔检测电路09,以满足不同漏磁场的检测要求。
图4为本发明中霍尔电路安装示意图。图中为单侧的霍尔检测电路09与内衬10的拆分视图。在一侧霍尔检测电路09中安装五组轴向阵列的霍尔元件,每组霍尔元件分为径向检测与轴向检测。大量的数据表明,在检测损伤的钢丝绳时,由于钢丝绳复杂的缠绕方式和不同的损伤类型,损伤在气隙中产生的漏磁主要分为径向与切向两个分量,而当外加检测条件变化时两种漏磁会反映出完全不同的特征。为了提高探伤仪的检测精度,在该探伤仪中同时采用两种采集损伤方式的霍尔元件对钢丝绳的损伤进行检测。霍尔检测电路09中安装五组轴向阵列的霍尔元件的排布方位与永磁体13在楔形槽15中阵列的轴向方位一致,该探伤仪中采用的排布方式更有利于对检测信号定量分析。
图5为本发明中拉杆结构示意图。拉杆16是实现永磁体径向距离调节的关键构件,其拉杆16的整体结构为:以一个中心平面为剖面剖切的半圆柱为基座,半圆柱基座的内壁与拉杆滑动支撑套08内圆柱的外壁配合,拉杆滑动支撑套08支撑拉杆16的轴向移动,拉杆16在周侧伸出的耳板用于固定自身径向位置,伸出的耳板可以与拉杆滑动支撑套08内部空腔中的卡槽配合,在其基座的中间位置开有安装螺旋移动副的通孔,并围绕半圆柱在180°方向并以特定规律排布五个楔形结构。在左视图中可以清晰的看出楔形结构与半圆柱轴线倾斜一个角度,该倾斜角影响轴向移动与径向移动转化的效率,在楔形结构的上侧平面加工斜齿,由局部放大图H反映加斜齿的特征。影响方式为,当楔形槽15通过斜齿轮轴12与拉杆16倾斜配合时,楔形结构通过上倾斜面挤压斜齿轮12,由于倾斜角度的存在,楔形结构的轴向运动变为径向移动。由于斜齿轮轴12主要用于提高移动系统的承载能力和抗冲击能力,该移动装置可以简化为理想的模型是一个箱体在倾斜平面上的移动,当改变倾斜角度的大小时,箱体移动时受到的有用功会发生改变。
图6为本发明中楔形槽结构示意图。在本发明中,该结构主要用于连接拉杆16和承载永磁体13。主视图中通孔的位置为安装斜齿轮轴12的位置,斜齿轮轴12与拉杆16的楔形结构上的斜齿配合,实现轴向运动的传递。左视图中两个孔槽为固定挡板14所用螺钉的安装位置,挡板14的作用是防止杂物从楔形槽15的上方落入齿轮齿条运动系统中,保证齿轮齿条的正常运行。D-D的断面主要用于表达永磁体13的安装方式,图中虚线表示为永磁体13在楔形槽15中的安装位置,并且永磁体13通过螺钉固定与楔形槽15的相对位置,其螺钉的安装位置为D-D断面图中中间的通孔。由俯视图可以看出在楔形槽15的右端有一个矩形凸台,该凸台用于楔形槽15的径向导向,保证楔形槽15在设定的径向偏差范围内承载永磁体13径向移动,凸台与楔形槽导板11的导向槽配合。
图7为本发明中楔形槽安装位置示意图,为清晰表达各个零件的装配关系采用局部放大图表示。楔形槽与各个零件的安装关系为:楔形槽15底部两侧的耳板与拉杆16的楔形结构的下端面配合,并用螺钉将斜齿轮轴12安装在楔形槽15的中间部位,其斜齿轮轴12与拉杆16的楔形结构上的斜齿配合。在该图中,采用部分挡板14隐藏,部分挡板14安装的视图显示方法,一方面可以清晰的看到挡板14的安装位置,另一方面可以看清内部齿轮齿条的安装位置。楔形槽15的上方安装有紧固永磁体13的螺钉,通过调节该螺钉可以进行拆卸永磁体13。从图中可以看到,在五个楔形槽15右端的凸台都有与之对应的楔形槽导板11的导向槽配合,以达到对不同位置永磁体13的导向作用。
图8为本发明中永磁体径向安装位置示意图。在所述发明中,拉杆滑动支撑套08外圆柱的外侧圆柱面与探伤仪外壳03的内壁形成过渡配合,拉杆16的圆柱基座与拉杆滑动支撑套(08)内圆柱的外侧圆柱面相配合。在完整的探伤仪检测装置中安装10个可以径向调节的楔形槽15,每个楔形槽15的位置对应一个永磁体13。图中所示所有永磁体13的位置均为为初始位置,即永磁体13与钢丝绳轴中线的最小径向距离,处于该位置的永磁体13与目标钢丝绳的距离最短,因此钢丝绳获得最高的强磁化强度。然而,由于目标钢丝绳绳径的变化,钢丝绳所需要的最佳磁化效果也会发生改变,另外一方面为了减少过大的非钢丝绳本体产生的漏磁对霍尔元件的影响,都需要对永磁体13的径向距离进行调节,通过增加永磁体13相对目标钢丝绳的径向提离值以在满足检测需求的同时减少目标钢丝绳周围气隙中的磁场强度。图中可以清晰的看到,在永磁体13与拉杆滑动支撑套08之间留有较大的径向间隙,该空间即为永磁体13的径向调节范围。
图9为本发明中拉杆缓冲垫结构示意图,该结构为安全保护件,用于限定拉杆16的轴向位置。以半圆形的圆弧桥为主体,在圆弧桥的两侧开有螺纹孔,用于安装固定拉杆缓冲垫19的螺钉,在拉杆缓冲垫19的中间开有通孔,该通孔用于安装螺旋导杆20。从左视图中可以看出,拉杆缓冲垫19的中部结构为具有具有倾斜角度的凸台,该凸台用于接触拉杆16以达到缓冲轴向力的作用,从而防止拉杆16撞击探伤仪外壳03。
图10为本发明中拉杆缓冲垫安装示意图。具体安装方法为,拉杆缓冲垫19通过6个均布在两侧的螺钉18固定在探伤仪外壳03上,拉杆缓冲垫19有凸台的一侧朝向探伤仪的内部,螺旋导杆20在拉杆缓冲垫19的上方通孔中穿过。
图11为本发明的径向调节装置工作原理示意图。为了清晰的表示探伤仪的工作流程,此处仅举一侧径向调节装置为例,其余位置工作原理均相同。在检测不同绳径的钢丝绳时,由于目标钢丝绳所需的磁场强度不同,需要进行调节永磁体13的径向提离值。探伤仪的径向调节的工作原理为:转动一侧的螺旋导杆20,螺旋导杆20转动时带动与之配合的螺杆滑块17,此时螺杆滑块17产生轴向移动,螺杆滑块17安装在拉杆16的通孔中,拉杆16伴随螺杆滑块17进行轴向移动。当拉杆16进行轴向运动时,拉杆16在端部的楔形结构通过斜齿轮轴12推动楔形槽15产生径向移动,楔形槽15携载永磁体13实现径向距离变换。而为保证楔形槽15在设定径向范围内移动,此时楔形槽15端部的矩形凸台与楔形槽导板11配合起到导航的作用。该探伤仪采用多回路励磁的方式对目标钢丝绳进行充磁,每个分块永磁体的主磁通方向上对应一组霍尔元件,一组霍尔元件可以同时检测钢丝绳漏磁处的径向和轴向漏磁,采用这种方法可以提高探伤仪的定量识别和伤病位置的测定,其探伤仪的磁滞路经为:左侧永磁体13→钢丝绳/空隙/霍尔元件检测电路09→右侧永磁体13→外壳→左侧永磁体13。通过以上步骤将永磁体13调节到合适的位置时,探伤仪便可以进入检测环节。当目标钢丝绳由于使用寿命以及外界环境侵蚀等原因,出现截面积损或局部损伤时,受到磁化饱和钢丝绳在探伤仪的内腔中出现漏磁场,此时霍尔元件检测电路09,检测漏磁场的大小,霍尔元件等元件将磁信号转化成电信号,通过引出电路,对电信号的幅值、频率等参数分析得到目标钢丝绳的健康状况。

Claims (7)

1.一种永磁体可径向调节的钢丝绳探伤仪,其特征在于,在探伤仪内设置永磁体可径向调节装置,径向调节装置包括:
拉杆,以一个中心平面为剖面剖切的半圆柱为基座,半圆柱基座的内壁与拉杆滑动支撑套内圆柱的外壁配合,拉杆滑动支撑套支撑拉杆的轴向移动,拉杆在周侧伸出的耳板用于固定自身径向位置,伸出的耳板与拉杆滑动支撑套内部空腔中的卡槽配合,在其基座的中间位置开有安装螺旋移动副的通孔,并围绕半圆柱在180°方向排布五个楔形结构;
拉杆滑动支撑套,安装于探伤仪外壳的内腔中,为永磁体径向移动装置的安装载体;
拉杆缓冲垫,在拉杆缓冲垫的中间开有通孔,该通孔用于安装螺旋导杆;拉杆缓冲垫的中部结构为具有倾斜角度的凸台,该凸台用于接触拉杆以达到缓冲轴向力的作用,从而防止拉杆撞击探伤仪外壳;拉杆缓冲垫通过6个均布在两侧的螺钉固定在探伤仪外壳上,拉杆缓冲垫有凸台的一侧朝向探伤仪的内部;
楔形槽,其上安装永磁体,在楔形槽底部两侧设计有耳板,耳板与拉杆的楔形结构的下端面配合,并用螺钉将斜齿轮轴安装在楔形槽的中间部位,其斜齿轮轴与拉杆的楔形结构上的斜齿配合;当拉杆进行轴向运动时,拉杆在端部的楔形结构通过斜齿轮轴推动楔形槽产生径向移动,楔形槽携载永磁体实现径向距离变换;
楔形槽导板,为安全保护件,用于楔型槽移动的导向,防止永磁体由于对钢丝绳的磁化效应发生偏移;楔型槽端部的矩形凸台与楔型槽导板配合起到导航作用,保证楔形槽在设定径向范围内移动;
霍尔检测电路,在一侧霍尔检测电路中安装五组轴向阵列的霍尔元件,每组霍尔元件分为径向检测与轴向检测;所述五组轴向阵列的霍尔元件的排布方位与永磁体在楔形槽中阵列的轴向方位一致。
2.根据权利要求1所述的一种永磁体可径向调节的钢丝绳探伤仪,其特征在于:
拉杆的基座为一个半剖的圆柱体;
半圆柱基座的内径与拉杆滑动支撑套的最大外径配合,半圆柱基座能够在拉杆滑动支撑套上滑动;
拉杆的端部为一组楔形结构,楔形结构与半圆柱基座的轴线之间偏离一个倾斜角;
拉杆的端部的楔形结构加工斜齿,每一组楔形结构的斜齿均有一个斜齿轮轴配合;
拉杆通过斜齿轮轴与楔形槽配合,通过楔形结构将螺杆滑块的轴向运动转变为楔形槽的径向位移;
拉杆的两侧有两个耳板,两个耳板与拉杆滑动支撑套的凸台配合,保证拉杆在轴向运动时的准确性。
3.根据权利要求1所述的一种永磁体可径向调节的钢丝绳探伤仪,其特征在于:
拉杆滑动支撑套整体为半剖圆柱体,最大外径与探伤仪的内腔配合,最小径与探伤仪内衬配合;
拉杆滑动支撑套的大小取决于探伤仪内腔的大小;
拉杆滑动支撑套内加工空腔,空腔为拉杆的轴向移动范围和楔形槽的径向移动范围;
在拉杆滑动支撑套的空腔中有两个凸台,空腔中设计的凸台与拉杆配合使用。
4.根据权利要求1所述的一种永磁体可径向调节的钢丝绳探伤仪,其特征在于:
拉杆缓冲垫以半圆形的圆弧桥为主体;
在圆弧桥的两侧开有螺纹孔,用于安装固定拉杆缓冲垫的螺钉。
5.根据权利要求1所述的一种永磁体可径向调节的钢丝绳探伤仪,其特征在于:
楔形槽的下方有一对耳板,耳板内表面在安装时与拉杆楔形结构的下表面配合;
楔形槽依靠耳板与楔形结构的配合,实现径向移动;
楔形槽右端设计矩形凸台,矩形凸台用于楔形槽的径向导向,保证楔形槽在设定的径向偏差范围内承载永磁体径向移动;
楔形槽设有安装斜齿轮轴的通孔,安装斜齿轮轴以增加移动装置的承载能力;
楔形槽为永磁体的承载部件,安装永磁体的通槽,由永磁体的大小而定;
永磁体与楔形槽安装的位置有对应的紧定螺钉,以保证永磁体不会发生偏移;
拉杆与楔形槽的完整装配应该是,一个拉杆对应五组楔形槽,每个楔形槽携载一个永磁体;
在每个承载永磁体的楔形槽在其轴向方向都有一组霍尔电路对应,每组进行径向漏磁检测和轴向漏磁检测。
6.根据权利要求1所述的一种永磁体可径向调节的钢丝绳探伤仪,其特征在于:
楔形槽导板为半圆结构,通过螺钉安装在探伤仪的内腔端面上;
楔形槽导板有五条矩形导向槽,每个矩形导向槽配合一个楔形槽的端部凸台;
矩形导向槽的宽度和高度由楔形槽的端部凸台而定。
7.根据权利要求1所述的一种永磁体可径向调节的钢丝绳探伤仪,其特征在于:
每一路霍尔检测电路分为五组,每一组的检测电路分别检测径向漏磁与轴向漏磁;
霍尔元件在安装时分为,径向安装和轴向安装;
该探伤仪采用多回路径向励磁,每一组检测电路都对应一个永磁体,以提高检测精度和损伤位置的分辨率。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114252505B (zh) * 2021-12-28 2023-09-19 中国矿业大学(北京) 一种半侧励磁半侧检测式的钢丝绳探伤仪

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009097910A (ja) * 2007-10-15 2009-05-07 Mitsubishi Electric Corp ワイヤロープ探傷装置
RU109863U1 (ru) * 2011-05-27 2011-10-27 Открытое акционерное общество Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" Магнитная система внутритрубного дефектоскопа с поперечным намагничиванием
WO2011148456A1 (ja) * 2010-05-25 2011-12-01 三菱電機株式会社 ワイヤロープ探傷装置
KR20120091724A (ko) * 2011-02-09 2012-08-20 한국표준과학연구원 와이어로프 결함 탐지장치
WO2017029977A1 (ja) * 2015-08-19 2017-02-23 三菱電機株式会社 ワイヤロープ探傷装置及び調整治具
CN108776171A (zh) * 2018-09-12 2018-11-09 中国计量大学 基于多回路励磁和图像分析的钢丝绳无损探伤传感装置
CN110849960A (zh) * 2019-12-13 2020-02-28 中国矿业大学(北京) 一种提离值调节装置及钢丝绳检测仪

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009097910A (ja) * 2007-10-15 2009-05-07 Mitsubishi Electric Corp ワイヤロープ探傷装置
WO2011148456A1 (ja) * 2010-05-25 2011-12-01 三菱電機株式会社 ワイヤロープ探傷装置
KR20120091724A (ko) * 2011-02-09 2012-08-20 한국표준과학연구원 와이어로프 결함 탐지장치
RU109863U1 (ru) * 2011-05-27 2011-10-27 Открытое акционерное общество Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" Магнитная система внутритрубного дефектоскопа с поперечным намагничиванием
WO2017029977A1 (ja) * 2015-08-19 2017-02-23 三菱電機株式会社 ワイヤロープ探傷装置及び調整治具
CN108776171A (zh) * 2018-09-12 2018-11-09 中国计量大学 基于多回路励磁和图像分析的钢丝绳无损探伤传感装置
CN110849960A (zh) * 2019-12-13 2020-02-28 中国矿业大学(北京) 一种提离值调节装置及钢丝绳检测仪

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Study of a Finite-Element-Based Spatial Distribution Model for Coal-Mining Wire-Rope Detection Signal;Hongyao Wang et al.;《ELECTROMAGNETIC METHODS》;20191231;第55卷(第3期);第233-239页 *
钢丝绳探伤多回路励磁检测方法研究;田劼 等;《矿业科学学报》;20180430;第3卷(第2期);第180-185页 *

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