CN207281004U - 异形线圈轮对磁粉探伤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种异形线圈轮对磁粉探伤装置，其特征在于：纵向磁化装置由四只线圈组成，通过在轮对工件的一对轮毂外周分别设有垂直放置的L01线圈、L04线圈，在轮对工件的一对轮毂之间轮轴下方设有一对水平放置的L02线圈、L03线圈，L01线圈、L02线圈和L03线圈、L04线圈分别构成两只呈“L”形线圈；两只呈“L”形线圈的电流相位交叉60°，构成推挽的异形线圈磁化装置，在轮对工件上形成完整的从左到右纵向磁场。本装置检测无死角、无盲区，在功能和性能上都有大幅度的提高；结构简单、成本低、通用性强，适用于各种轮对、车轴、齿轮轴等工件的磁粉检测；并且使用方便，检测效率高，降低了工人的劳动强度低，提高了探伤装置的使用寿命。

Description

异形线圈轮对磁粉探伤装置

技术领域：

本实用新型应用于无损探伤范畴；涉及钢铁等磁性材料及由此类材料制造的机械零部件非破坏性的磁力探伤；具体运用于火车轮对等带轮的轴类工件、内燃机曲轴、其它造型复杂的异形工件的磁粉探伤；尤其是一种用于火车轮对类型工件进行无损探伤检测的异形线圈轮对磁粉探伤装置。

背景技术：

磁粉检测原理：磁粉探伤作为一种常用的对铁磁性材料工件表面和近表面进行无损检测的手段，近年来得到广泛的应用，将铁磁性工件置于外加磁场中，工件被磁场磁化，磁力线在试件的表面和近表面形成一定的走向，如果工件表面和近表面有裂纹或缺陷，并与磁力线交叉一定角度时，则会引起磁通密度的改变，部分磁力线被扭曲，泄漏到空气当中去形成漏磁通，在缺陷处形成磁极；将一定粘度和导磁性的磁粉（如磁悬液），喷洒在试件的表面，试件被磁化后，则缺陷的两侧磁极吸附磁粉，磁粉的堆积形成磁痕，磁痕的外观显示出缺陷的长度、走向、等一系列轮廓图像，从而达到探伤检查的目的；

运用磁粉探伤设备对机车车辆轮对进行无损检测时，需要对两个轮对轮毂及两个轮对轮毂之间，和包括两端轴颈在内的轮对轴的三个部位进行检测；探伤设备通常采用周向磁化装置和纵向磁化装置；周向磁化装置普遍采用直接通电的方法，探伤检查轮对工件的轴向裂纹和缺陷；纵向磁化探伤的方法很多，典型的有磁轭法、开合线圈法、梳齿式开合法等；

磁轭法采用大型闭路磁轭，对轮对工件两端施加纵向磁场，由于两个轮毂的屏蔽作用，车轴上的磁场不均匀，车轴中部的磁场强度往往达不到要求；且结构复杂，成本高，操作麻烦，劳动强度大；

开合线圈法采用多组开合线圈，一般由齿条、齿轮机构进行线圈的开合；这种结构在线圈的开合处容易接触不良，经常打火，并且，探伤检测流程必须进行线圈的开合，结构复杂，成本高，速度慢，效率低，操作麻烦，劳动强度大；

梳齿式开合法采用多组Π线圈，一般由气缸驱动，进行Π线圈的开合，Π线圈与底部导电连接处，也经常因接触不良打火，造成磨损，需时常更换，并且，探伤检测流程必须进行线圈的开合，结构复杂，成本高，速度慢，效率低，操作麻烦，劳动强度大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、速度快、效率高、劳动强度低、使用寿命长、且使该装置能对各种轮对、车轴、齿轮轴等工件进行磁粉检测的异形线圈轮对磁粉探伤装置；

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：该种异形线圈轮对磁粉探伤装置，包括周向磁化装置、周向磁化电源“V1”、纵向磁化电源“V2”，周向磁化电源“V1”、纵向磁化电源“V2”采用交叉60°相位的电源，至少一路磁化电源为交流电源；周向磁化装置，采用在轮对工件轴的两端面配有电极板，两电极板通过周向连接电缆分别与周向磁化电源相连接，其特征在于：纵向磁化装置由四只线圈组成，通过在轮对工件的一对轮毂外周分别设有垂直放置的L01线圈、L04线圈，在轮对工件的一对轮毂之间轮轴的下方设有一对水平放置的L02线圈、L03线圈；L01线圈、L02线圈和L03线圈、L04线圈分别构成两只呈“L”形线圈；

纵向磁化装置，当从左向右看，L01线圈、L04线圈为同一顺时针方向绕制时；当从上向下看，L02线圈、L03线圈亦为顺时针方向绕制时，四个线圈与纵向磁化电源的连接结构为：

L01线圈的头端通过纵向连接电缆与纵向磁化电源左端相连接，L01线圈的尾端与L02线圈的尾端相连接，构成异形线圈磁化装置左端“L”形线圈的推力磁场；L02线圈的头端与L03线圈的头端相连接，L03线圈的尾端与L04线圈的头端相连接，L04线圈的尾端通过纵向连接电缆与纵向磁化电源右端相连接，构成异形线圈磁化装置右端“L”形线圈的拉力磁场；

所述的异形线圈轮对磁粉探伤装置,其特征在于：纵向磁化装置，当从左向右看，L01线圈、L04线圈为同一顺时针方向绕制时；当从上向下看，L02线圈为逆时针绕制，L03线圈为顺时针绕制时，四个线圈与纵向磁化电源的连接结构为：

L01线圈的头端与纵向磁化电源的左端相连接，L01线圈的尾端与L02线圈的头端相连接，构成异形线圈磁化装置左端“L”形线圈的拉力磁场；L02线圈的尾端与L03线圈的头端相连接，L03线圈的尾端与L04线圈的头端相连接，L04线圈的尾端与纵向磁化电源的右端相连接，构成异形线圈磁化装置右端“L”形线圈的推力磁场；

所述的异形线圈轮对磁粉探伤装置,其特征在于：L01线圈、L04线圈呈圆环形，分别放置在轮对工件的一对轮毂外圆周处；

所述的异形线圈轮对磁粉探伤装置,其特征在于：L02线圈、L03线圈呈长方形，放置在轮对工件的一对轮毂之间轮轴的下方。

本实用新型与现有技术相比的有益效果：由于采用上述技术方案，与原有同类设备相比，在功能和性能上都有大幅度的提高，本装置检测无死角、无盲区，完全满足无损检测磁粉探伤的目的，能对高速重载列车的最重要的部件轮对的制造质量，以及使用过程中可能出现的裂纹伤痕作出精确无误的磁粉探伤无损检测；本实用新型设计新颖、结构简单、成本低、通用性强，适用于各种轮对、车轴、齿轮轴等工件的磁粉检测；并且使用方便，检测效率高，降低了操作人员的劳动强度低，提高了探伤装置的使用寿命，在工程应用上具有良好的前景。

附图说明：

图1：周向磁化装置结构简图；

图2：纵向磁化装置结构简图；

图3：周、纵向复合磁化装置结构简图；

图4：轮对工件表面周向磁化磁力线图；

图5：纵向磁化异型线圈磁力线图；

图6：轮对工件表面纵向磁化磁力线图；

图7：轮对工件表面周、纵向复合磁化磁力线图；

图8：为图2中A向视图；

图中：

1.轮对工件，2.电极板，3.纵向连接电缆，4.周向磁化电源，5.L01线圈，6.L02线圈，7.L03线圈，8.L04线圈，9.纵向磁化电源，10.周向连接电缆。

具体实施方式：

为了进一步说明本实用新型的上述目的、技术方案和效果，以下通过实施例结合附图及有关公知的技术知识来说明本实用新型：

实施例一：

如图1-8所示，该种异形线圈轮对磁粉探伤装置，包括周向磁化装置、周向磁化电源4“V1”、纵向磁化电源9“V2”，周向磁化电源4“V1”、纵向磁化电源9“V2”采用交叉60°相位的电源，至少一路磁化电源为交流电源；周向磁化装置，采用在轮对工件1轴的两端面配有电极板2，两电极板2通过周向连接电缆10分别与周向磁化电源4相连接；其特点是：纵向磁化装置由四只线圈组成，通过在轮对工件1的一对轮毂外周分别设有垂直放置的L01线圈5、L04线圈8，在轮对工件1的一对轮毂之间轮轴的下方设有一对水平放置的L02线圈6、L03线圈7；L01线圈5、L02线圈6和L03线圈7、L04线圈8分别构成两只呈“L”形线圈；

设定：纵向磁化电源9的电流方向为左端流出右端流进；纵向磁化装置，当从左向右看，L01线圈5、L04线圈8为同一顺时针方向绕制时；当从上向下看，L02线圈6、L03线圈7亦为顺时针方向绕制时，四个线圈与纵向磁化电源9的连接结构，如图5所示：

L01线圈5的头端通过纵向连接电缆3与纵向磁化电源9左端相连接，则L01线圈5的磁力线方向为从左向右；L01线圈5的尾端与L02线圈6的尾端相连接，则L02线圈6的磁力线方向为从下向上；那么，L01线圈5和L02线圈6的磁场组合叠加，构成异形线圈磁化装置左端“L”形线圈的推力磁场；L02线圈6的头端与L03线圈7的头端相连接，则L03线圈7的磁力线方向为从上向下；L03线圈7的尾端与L04线圈8的头端相连接，L04线圈8的尾端通过纵向连接电缆3与纵向磁化电源9右端相连接，则L04线圈8的磁力线方向为从左向右；那么，L03线圈7和L04线圈8的磁场组合叠加，构成异形线圈磁化装置右端“L”形线圈的拉力磁场；当负半周电流流入时，L01线圈5和L02线圈6构成拉力磁场，L03线圈7和L04线圈8构成推力磁场；当正半周电流流入时，L01线圈5和L02线圈6构成推力磁场，L03线圈7和L04线圈8构成拉力磁场；

通过上述四只线圈与纵向磁化电源9之间相互的连接，使两只“L”形线圈的磁场构成推挽磁场，在轮对工件1上形成完整的纵向磁场，构成异形线圈磁化装置；

实施例二：

第二实施例是纵向磁化电源9与四只线圈互相间头尾连接的另一种连结结构形式，具体连结结构如下；

设定：纵向磁化电源9的电流方向为左端流出右端流进；纵向磁化装置，当从左向右看，L01线圈5、L04线圈8为同一顺时针方向绕制时；当从上向下看，L02线圈6为逆时针绕制，L03线圈7为顺时针绕制时，四个线圈与纵向磁化电源9的连接结构，如图5所示：

L01线圈5的头端与纵向磁化电源9的左端相连接，则L01线圈5的磁力线方向为从左向右；L01线圈5的尾端与L02线圈6的头端相连接，则L02线圈6的磁力线方向为从下向上；那么，L01线圈5和L02线圈6的磁场组合叠加，构成异形线圈磁化装置左端“L”形线圈的推力磁场；L02线圈6的尾端与L03线圈7的头端相连接，则L03线圈7的磁力线方向为从上向下；L03线圈7的尾端与L04线圈8的头端相连接，L04线圈8的尾端与纵向磁化电源9的右端相连接，则L04线圈8的磁力线方向为从左向右；那么，L03线圈7和L04线圈8的磁场组合叠加，构成异形线圈磁化装置右端“L”形线圈的拉力磁场；当负半周电流流入时，L01线圈5和L02线圈6构成拉力磁场，L03线圈7和L04线圈8构成推力磁场；当正半周电流流入时，L01线圈5和L02线圈6构成推力磁场，L03线圈7和L04线圈8构成拉力磁场；

第二实施例与第一实施例其余结构相同，在此不再详述；

使两只“L”形线圈的磁场构成推挽磁场，线圈不同的绕向及四只线圈互相间头尾的连接能有多种方案来实现，上面所述只是其中的两个实施例；

L01线圈5、L04线圈8呈圆环形，分别放置在轮对工件1的一对轮毂外圆周处；L02线圈6、L03线圈7呈长方形，放置在轮对工件的一对轮毂之间轮轴的下方；

异形线圈轮对磁粉探伤装置的周、纵向磁场的工作原理：

周向磁化：

如图1、图4所示，本装置的周向磁化，采用在轮对工件1两端直接通电的方法，周向磁化电源4“V1”的正半周电流方向是从右端进入，左端流出，如附图4；根据右手螺旋法则，轮对工件1上面的周向磁化磁场为围绕轮对工件的圆周磁场，如附图4所示，图中“+”表示磁力线尾部，流进方向；“·”表示磁力线头部，流出方向；当施加的直接通电周向磁化电源4“V1”为交流电源，异形线圈轮对磁粉探伤装置的周向磁化磁场为围绕轮对工件1圆周的交变磁场；

纵向磁化

纵向磁化装置采用异形线圈的方法，纵向磁化的异形线圈由四只线圈L01线圈5、L02线圈6、L03线圈7、L04线圈8组成，如附图2所示，线圈L01线圈5、L04线圈8采用垂直放置，分别从轮对工件1两端套入在轮对工件1的轮毂外周位置；线圈L02线圈6、L03线圈7采用水平放置，配于轮对工件1一对轮毂之间轮轴的下方位置；

当纵向磁化电源9 “V2”的正半周时，L01线圈5的磁场为从左向右方向，如附图5所示，L02线圈6的磁场设计为从下向上方向，L01线圈5、L02线圈6组合构成异形线圈的左端推力线圈；同时，L03线圈7的磁场设计为从上向下方向；L04线圈8的磁场为从左向右方向；L03线圈7、L04线圈8组合构成异形线圈的右端拉力线圈；这样，四只线圈L01线圈5、L02线圈6、L03线圈7、L04线圈8组合构成推挽的异形线圈磁化装置，在轮对工件上形成完整的从左到右纵向磁场，如附图6所示；当纵向磁化电源9 “V2”的负半周时，L01线圈5的磁场为从右向左方向；L02线圈6的磁场为从上向下方向，L01线圈5、L02线圈6组合构成异形线圈的左端拉力线圈；同时，L03线圈7的磁场为从上向下方向；L04线圈8的磁场为从右向左方向；L03线圈7、L04线圈8组合构成异形线圈的右端推力线圈；这样，四只线圈L03线圈7、L04线圈8、 L01线圈5、L02线圈6组合构成推挽的异形线圈磁化装置，在轮对工件上形成完整的从右到左的纵向磁场；当施加的纵向磁化电源9 “V2”为交流电源，那么，异形线圈轮对磁粉探伤装置的纵向磁化磁场为轮对工件表面左右的交变磁场；

周、纵向磁化同时工作

如图3、图7所示，当异形线圈轮对磁粉探伤装置的周向磁化电源4 “V1”、纵向磁化电源9 “V2”同时施加时，则在轮对工件1上形成覆盖全部表面的周、纵向磁场，如附图7所示；

周向磁化电源4 “V1”、纵向磁化电源9 “V2”采用交叉60°相位的电源，至少一路磁化电源为交流电源，在轮对工件1表面上周、纵向磁场形成矢量叠加，构成覆盖轮对工件1全部表面的旋转磁场，完成轮对工件1表面的全方位探伤检测，构成轮对工件1的异形线圈复合磁化磁粉探伤装置；

本实用新型中未做说明的部分，均为现有技术或者通过现有技术即可以实现，不属于本实用新型的保护范围；且本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。

Claims (4)

1.一种异形线圈轮对磁粉探伤装置，包括周向磁化装置、周向磁化电源（4 ）“V1”、纵向磁化电源（9 ）“V2”，周向磁化电源（4 ）“V1”、纵向磁化电源（9 ）“V2”采用交叉60°相位的电源，至少一路磁化电源为交流电源；周向磁化装置，采用在轮对工件（1）轴的两端面配有电极板（2），两电极板（2）通过周向连接电缆（10）分别与周向磁化电源（4）相连接；其特征在于：纵向磁化装置由四只线圈组成，通过在轮对工件（1）的一对轮毂外周分别设有垂直放置的L01线圈（5）、L04线圈（8），在轮对工件（1）的一对轮毂之间轮轴的下方设有一对水平放置的L02线圈（6）、L03线圈（7）；L01线圈（5）、L02线圈（6）和L03线圈（7）、L04线圈（8）分别构成两只呈“L”形线圈；

纵向磁化装置，当从左向右看，L01线圈（5）、L04线圈（8）为同一顺时针方向绕制时；当从上向下看，L02线圈（6）、L03线圈（7）亦为顺时针方向绕制时，四个线圈与纵向磁化电源（9）的连接结构为：

L01线圈（5）的头端通过纵向连接电缆（3）与纵向磁化电源（9）左端相连接，L01线圈（5）的尾端与L02线圈（6）的尾端相连接，构成异形线圈磁化装置左端“L”形线圈的推力磁场；L02线圈（6）的头端与L03线圈（7）的头端相连接，L03线圈（7）的尾端与L04线圈（8）的头端相连接，L04线圈（8）的尾端通过纵向连接电缆（3）与纵向磁化电源（9）右端相连接，构成异形线圈磁化装置右端“L”形线圈的拉力磁场。

2.根据权利要求1所述的异形线圈轮对磁粉探伤装置,其特征在于：纵向磁化装置，当从左向右看，L01线圈（5）、L04线圈（8）为同一顺时针方向绕制时；当从上向下看，L02线圈（6）为逆时针绕制，L03线圈（7）为顺时针绕制时，四个线圈与纵向磁化电源（9）的连接结构为：

L01线圈（5）的头端与纵向磁化电源（9）的左端相连接，L01线圈（5）的尾端与L02线圈（6）的头端相连接，构成异形线圈磁化装置左端“L”形线圈的拉力磁场；L02线圈（6）的尾端与L03线圈（7）的头端相连接，L03线圈（7）的尾端与L04线圈（8）的头端相连接，L04线圈（8）的尾端与纵向磁化电源（9）的右端相连接，构成异形线圈磁化装置右端“L”形线圈的推力磁场。

3.根据权利要求1所述的异形线圈轮对磁粉探伤装置,其特征在于：L01线圈（5）、L04线圈（8）呈圆环形，分别放置在轮对工件（1）的一对轮毂外圆周处。

4.根据权利要求1所述的异形线圈轮对磁粉探伤装置,其特征在于：L02线圈（6）、L03线圈（7）呈长方形，放置在轮对工件的一对轮毂之间轮轴的下方。