CN113533495A - 轴类工件磁粉探伤用夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了轴类工件磁粉探伤用夹具，其能解决现有轴类工件磁粉探伤采用吊绳法，需要反复吊装多次，存在效率低、操作繁琐、增加安全风险的问题。其包括基座、转盘、大端支架和小端支架，转盘设置在基座上方且转盘能够在基座上水平转动；大端支架和小端支架分别固定安装在转盘上；大端支架的顶部装有四组轴承，四组轴承分别与轴类工件的大端外圆面滚动接触，其中两组轴承设置于大端外圆面下方用于支撑，另两组轴承设置于大端外圆面两侧用于限位；小端支架的顶部装有两组轴承且两组轴承分别与轴类工件的小端外圆面滚动接触，轴类工件放置于大端支架和小端支架上时其轴线呈水平。
Description
技术领域
本发明涉及探伤工装领域，具体为轴类工件磁粉探伤用夹具。
背景技术
图1是一种轴类工件，其具有大端1、小端2和轴孔3。目前对此种轴类工件进行磁粉探伤，通常采用绳吊法，如图2所示，将绳索4穿过轴类工件5的轴孔3，悬吊在行车上，移动到磁粉探伤设备6的适当位置后，将导电铜棒7穿过轴孔3，在磁环式线圈8和导电铜棒7的共同作用下，进行磁粉探伤的工作，图2中9为磁粉探伤设备6的两个导轨。
轴类工件的整个外圆面（包括大端外圆面16和小端外圆面17）、大端端面19和小端端面38，也就是四周的所有面都需要进行磁粉探伤，而每做一次磁粉探伤只有面对检测人员的这一部分区域（即图2中圆圈所示区域A）才可以进行探伤工作。由于这类工件的外径达到φ400~φ500mm，非常重，悬吊在绳索上的时候是不可能将其旋转的，为了检测其他区域，只能将工件吊离，放置到安全区域，然后将其旋转到新的检测区域后，再重新用绳索吊装并检测，如此这般，需要反复吊装多次，才能检测完所有区域。据检测人员统计，图2所示轴类工件采用绳吊法检测，需要花费2.5~3小时，效率很低，工人需要不停的反复吊装，操作起来非常繁琐，也增加了安全风险。
发明内容
针对现有轴类工件磁粉探伤采用吊绳法，需要反复吊装多次，存在效率低、操作繁琐、增加安全风险的技术问题，本发明提供了轴类工件磁粉探伤用夹具，其在磁粉探伤时可以在水平和竖直两个方向随意旋转不同的角度，从而实现360°全方位对轴类工件进行磁粉探伤，无需反复吊装，效率高、操作方便、降低安全风险。
其技术方案是这样的：轴类工件磁粉探伤用夹具，其特征在于：其包括基座、转盘、大端支架和小端支架，所述转盘设置在所述基座上方且所述转盘能够在所述基座上水平转动；所述大端支架和所述小端支架分别固定安装在所述转盘上；所述大端支架的顶部装有四组轴承，四组所述轴承分别与轴类工件的大端外圆面滚动接触，其中两组所述轴承设置于所述大端外圆面下方用于支撑，另两组所述轴承设置于所述大端外圆面两侧用于限位；所述小端支架的顶部装有两组轴承且两组所述轴承分别与轴类工件的小端外圆面滚动接触；所述轴类工件放置于所述大端支架和所述小端支架上时其轴线呈水平。
其进一步特征在于：
其还包括安全挡块，所述安全挡块和所述小端支架分别设置在所述大端支架的两侧，且所述安全挡块靠近所述大端支架，所述安全挡块固定安装在所述转盘上或同时与所述转盘和所述大端支架固定连接，所述安全挡块用于对所述轴类工件的大端端面进行限位防止轴类工件侧翻。
所述轴承为聚氨酯成形轴承。
所述大端支架和所述小端支架均为奥氏体不锈钢支架。
所述转盘和所述基座之间通过推力轴承转动连接；所述基座包括基础安装架和固接于所述基础安装架顶部的轴承座，所述转盘包括转盘基板和固接于所述转盘基板底面上的轴承套，所述转盘基板上固接有吊装螺钉，所述推力轴承安装于所述轴承套内，所述推力轴承的外圈与所述轴承套的内腔紧配合，内圈与所述轴承座紧配合。
所述基础安装架为由槽钢拼接而成的田字形框架结构，所述基础安装架的两个相对侧面上分别固接有挡板，所述挡板的板面平行于所述轴类工件的端面，所述挡板的下端延伸出所述基础安装架，两个挡板之间的距离等于磁粉探伤设备的两个导轨的宽度。
其还包括水平止动组件，所述水平止动组件包括螺纹螺杆架、通孔螺杆架和下部止动螺杆，所述螺纹螺杆架和通孔螺杆架分别固接在所述基础安装架上，所述下部止动螺杆水平设置，所述下部止动螺杆配合穿过所述通孔螺杆架上的通孔后与所述螺纹螺杆架上的螺纹孔螺纹配合，所述下部止动螺杆的端部能够顶紧所述轴承套的外圆面。
其还包括竖直止动组件，所述竖直止动组件包括上部止动螺杆，所述上部止动螺杆水平设置，所述上部止动螺杆螺纹配合安装在所述小端支架上，所述上部止动螺杆的端部堆铜焊，所述上部止动螺杆的端部能够顶紧所述轴类工件的大端背面。
所述大端支架和所述小端支架均包括两个互相平行且间隔设置的安装板，轴承安装轴的两端分别垂直穿过两个所述安装板并通过大垫圈和固定螺钉固接在所述安装板上，所述大端支架上设有四个所述轴承安装轴，所述小端支架上设有两个所述轴承安装轴，所述轴承安装轴上安装有所述轴承且所述轴承的两侧分别由弹性挡圈限位。
两个互相平行的所述安装板之间还固接有加强板。
本发明的有益效果是：
本发明的轴类工件磁粉探伤用夹具，其设有转盘、大端支架和小端支架，轴类工件的大端外圆面与大端支架上的四组轴承滚动接触，小端外圆面与小端支架上的两组轴承滚动接触，六组轴承不仅实现了对轴类工件的承重和圈进限位，有效夹持了工件，而且轴类工件还能够在轴承上实现竖直方向的360°转动，大端支架和小端支架均固定安装在转盘上，从而转盘可以带动轴类工件实现水平方向的360°转动，从而工件在磁粉探伤时，只需一次装夹，就可以完成整个工件所有外表面的磁粉探伤工作，无需反复吊装多次，操作方便，降低了安全风险，只需1~1.5小时即可完成磁粉探伤，大大提高效率。
附图说明
图1为轴类工件的主视图；
图2为采用现有吊绳法对轴类工件磁粉探伤的示意图；
图3为本发明的主视图；
图4为图3的左视图；
图5为本发明的基座的主视图；
图6为图5的俯视图（下部止动螺杆未示出）；
图7为本发明的转盘的主视图；
图8为图7的俯视图（吊装螺钉未示出）；
图9为采用本发明夹具对轴类工件磁粉探伤的示意图。
附图标记：
1-大端；2-小端；3-轴孔；4-绳索；5-轴类工件；6-磁粉探伤设备；7-导电铜棒；8-磁环式线圈；9-导轨；
11-基座；12-转盘；13-大端支架；14-小端支架；15-轴承；16-大端外圆面；17-小端外圆面；18-安全挡块；19-大端端面；20-推力轴承；21-基础安装架；22-轴承座；23-转盘基板；24-轴承套；25-吊装螺钉；26-挡板；27-螺纹螺杆架；28-通孔螺杆架；29-下部止动螺杆；30-上部止动螺杆；31-大端背面；32-安装板；33-加强板；34-轴承安装轴；35-大垫圈；36-固定螺钉；37-弹性挡圈；38-小端端面。
具体实施方式
见图1至图9，本发明的轴类工件磁粉探伤用夹具，其包括基座11、转盘12、大端支架13和小端支架14，转盘12设置在基座11上方且转盘12能够在基座11上水平转动；大端支架13和小端支架14分别固定安装在转盘12上，大端支架13和小端支架14均为奥氏体不锈钢支架，可以避免磁粉探伤时产生磁力干扰；大端支架13的顶部装有四组轴承15，四组轴承15分别与轴类工件的大端外圆面16滚动接触，其中两组轴承15设置于大端外圆面16下方用于支撑，另两组轴承15设置于大端外圆面16两侧用于限位；小端支架14的顶部装有两组轴承15且两组轴承15分别与轴类工件的小端外圆面17滚动接触，轴类工件放置于大端支架13和小端支架14上时其轴线呈水平。六组轴承15均为聚氨酯成形轴承，从而与轴类工件接触时可以保护工件表面不会被划伤，同时可以避免磁粉探伤时产生磁力干扰。
见图3和图4，本发明的轴类工件磁粉探伤用夹具还包括安全挡块18，安全挡块18和小端支架14分别设置在大端支架13的两侧，且安全挡块18靠近大端支架13，安全挡块18固定安装在转盘12上，或同时与转盘12和大端支架13固定连接，如此可以加强刚性，保证装夹安全，安全挡块18用于对轴类工件的大端端面19进行限位防止轴类工件侧翻。通过设置安全挡块，吊装工件时可以起到限位作用，并防止工件侧翻。
本实施例中，见图3至图9，转盘12和基座11之间通过推力轴承20转动连接，宜选用大直径推力轴承，承载能力强，可保证水平旋转平稳。推力轴承具体的安装结构如下，基座11包括基础安装架21和焊接于基础安装架21顶部的轴承座22，转盘12包括转盘基板23和焊接于转盘基板23底面上的轴承套24，转盘基板23上固接有吊装螺钉25，便于用于夹具的整体吊装，推力轴承20安装于轴承套24内，推力轴承20的外圈与轴承套24的内腔紧配合，保证转盘受到推力时，可以带动推力轴承的外圈一起旋转，推力轴承20的内圈与轴承座22紧配合，保证旋转时推力轴承的内圈不动，使水平旋转保持平稳。其中，基座11的基础安装架21为由5#槽钢拼接焊接而成的田字形框架结构，基础安装架21的两个相对侧面上分别焊接有挡板26，挡板26的板面平行于轴类工件的端面，挡板26的下端延伸出基础安装架21，两个挡板26之间的距离等于磁粉探伤设备6的两个导轨9的宽度，通过设置挡板，可以保证夹具能够稳定地跨架在磁粉探伤设备的导轨上，如图9所示，实现本夹具与磁粉探伤设备之间的快速安装。此外，本夹具的基座11和转盘12均为焊接结构，节省材料，成本低廉。
见图1、图3至图5，本发明的轴类工件磁粉探伤用夹具还包括水平止动组件和竖直止动组件，水平止动组件包括螺纹螺杆架27、通孔螺杆架28和下部止动螺杆29，螺纹螺杆架27和通孔螺杆架28分别焊接在基础安装架21上，下部止动螺杆29水平设置，下部止动螺杆29配合穿过通孔螺杆架28上的通孔后与螺纹螺杆架27上的螺纹孔螺纹配合，下部止动螺杆29的端部能够顶紧轴承套24的外圆面；竖直止动组件包括上部止动螺杆30，上部止动螺杆30水平设置，上部止动螺杆30螺纹配合安装在小端支架14上，上部止动螺杆30的端部堆铜焊，上部止动螺杆30的端部能够顶紧轴类工件的大端背面31。如此设计，当工件水平旋转到位后，可以通过下部止动螺杆进行限位，防止进行磁粉探伤时工件发生水平方向旋转；当工件竖直旋转到位后，可以通过上部止动螺杆进行限位，防止进行磁粉探伤时工件发生竖直方向旋转，从而使磁粉探伤更加方便。上部止动螺杆的端部堆铜焊，可防止压伤工件。
见图3，大端支架13和小端支架14均包括两个互相平行且间隔设置的安装板32，两个互相平行的安装板32之间还固接有加强板33，防止支架张口变形；轴承安装轴34的两端分别垂直穿过两个安装板32并通过大垫圈35和固定螺钉36固接在安装板32上，大端支架13上设有四个轴承安装轴34，小端支架14上设有两个轴承安装轴34，轴承安装轴34上安装有轴承15且轴承15的两侧分别由弹性挡圈37限位。如此设计，大端支架和小端支架结构简单，轴承安装方便。
下面具体描述下采用本发明夹具对轴类工件进行磁粉探伤的过程：
步骤一、将本发明夹具吊装到磁粉探伤设备6上，安装时，基座11上的基础安装架21搁放在磁粉探伤设备6的导轨9上，两侧的挡板26卡在两根导轨9的外侧，保证夹具能够稳定地跨架在磁粉探伤设备6的导轨9上；
步骤二、将轴类工件5吊装到夹具上，代替以前用绳索4装夹工件，轴类工件的大端端面19靠近夹具上的安全档块18，初步确定工件的安装位置，降落工件，保证轴类工件的大端1搁置在大端支架13的四组轴承15上，轴类工件的小端2搁置在小端支架14的两组轴承15上；
步骤三、将导电铜棒7穿过轴类工件，在磁环式线圈8和导电铜棒7的共同作用下，开始对轴类工件的外圆面进行磁粉探伤的工作；
步骤四、只有面对检测人员的这一部分区域才可以进行磁粉探伤，检测好后，上下推动轴类工件，使轴类工件在竖直方向旋转，将轴类工件旋转至新的区域，继续进行磁粉探伤，直至整个外圆面检测完毕；
步骤五、取下导电铜棒7，左右推动轴类工件，使轴类工件在水平方向旋转，检测轴类工件的大端端面19，对于大端端面19被安全档块18阻挡的区域，可以竖直方向旋转轴类工件，将这部分区域露出来进行检测，大端端面19检测完毕后，再水平方向旋转轴类工件，检测轴类工件的小端端面38，至此，轴类工件所有面均检测完毕。
Claims (10)
1.轴类工件磁粉探伤用夹具，其特征在于：其包括基座、转盘、大端支架和小端支架，所述转盘设置在所述基座上方且所述转盘能够在所述基座上水平转动；所述大端支架和所述小端支架分别固定安装在所述转盘上；所述大端支架的顶部装有四组轴承，四组所述轴承分别与轴类工件的大端外圆面滚动接触，其中两组所述轴承设置于所述大端外圆面下方用于支撑，另两组所述轴承设置于所述大端外圆面两侧用于限位；所述小端支架的顶部装有两组轴承且两组所述轴承分别与轴类工件的小端外圆面滚动接触；所述轴类工件放置于所述大端支架和所述小端支架上时其轴线呈水平。
2.根据权利要求1所述的轴类工件磁粉探伤用夹具，其特征在于：其还包括安全挡块，所述安全挡块和所述小端支架分别设置在所述大端支架的两侧，且所述安全挡块靠近所述大端支架，所述安全挡块固定安装在所述转盘上或同时与所述转盘和所述大端支架固定连接，所述安全挡块用于对所述轴类工件的大端端面进行限位防止轴类工件侧翻。
3.根据权利要求1所述的轴类工件磁粉探伤用夹具，其特征在于：所述轴承为聚氨酯成形轴承。
4.根据权利要求1所述的轴类工件磁粉探伤用夹具，其特征在于：所述大端支架和所述小端支架均为奥氏体不锈钢支架。
5.根据权利要求1所述的轴类工件磁粉探伤用夹具，其特征在于：所述转盘和所述基座之间通过推力轴承转动连接；所述基座包括基础安装架和固接于所述基础安装架顶部的轴承座，所述转盘包括转盘基板和固接于所述转盘基板底面上的轴承套，所述转盘基板上固接有吊装螺钉，所述推力轴承安装于所述轴承套内，所述推力轴承的外圈与所述轴承套的内腔紧配合，内圈与所述轴承座紧配合。
6.根据权利要求5所述的轴类工件磁粉探伤用夹具，其特征在于：所述基础安装架为由槽钢拼接而成的田字形框架结构，所述基础安装架的两个相对侧面上分别固接有挡板，所述挡板的板面平行于所述轴类工件的端面，所述挡板的下端延伸出所述基础安装架，两个挡板之间的距离等于磁粉探伤设备的两个导轨的宽度。
7.根据权利要求5所述的轴类工件磁粉探伤用夹具，其特征在于：其还包括水平止动组件，所述水平止动组件包括螺纹螺杆架、通孔螺杆架和下部止动螺杆，所述螺纹螺杆架和通孔螺杆架分别固接在所述基础安装架上，所述下部止动螺杆水平设置，所述下部止动螺杆配合穿过所述通孔螺杆架上的通孔后与所述螺纹螺杆架上的螺纹孔螺纹配合，所述下部止动螺杆的端部能够顶紧所述轴承套的外圆面。
8.根据权利要求1所述的轴类工件磁粉探伤用夹具，其特征在于：其还包括竖直止动组件，所述竖直止动组件包括上部止动螺杆，所述上部止动螺杆水平设置，所述上部止动螺杆螺纹配合安装在所述小端支架上，所述上部止动螺杆的端部堆铜焊，所述上部止动螺杆的端部能够顶紧所述轴类工件的大端背面。
9.根据权利要求1所述的轴类工件磁粉探伤用夹具，其特征在于：所述大端支架和所述小端支架均包括两个互相平行且间隔设置的安装板，轴承安装轴的两端分别垂直穿过两个所述安装板并通过大垫圈和固定螺钉固接在所述安装板上，所述大端支架上设有四个所述轴承安装轴，所述小端支架上设有两个所述轴承安装轴，所述轴承安装轴上安装有所述轴承且所述轴承的两侧分别由弹性挡圈限位。
10.根据权利要求9所述的轴类工件磁粉探伤用夹具，其特征在于：两个互相平行的所述安装板之间还固接有加强板。
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