RU108628U1 - ELECTROMAGNETIC Drummer - Google Patents
ELECTROMAGNETIC Drummer Download PDFInfo
- Publication number
- RU108628U1 RU108628U1 RU2011118184/28U RU2011118184U RU108628U1 RU 108628 U1 RU108628 U1 RU 108628U1 RU 2011118184/28 U RU2011118184/28 U RU 2011118184/28U RU 2011118184 U RU2011118184 U RU 2011118184U RU 108628 U1 RU108628 U1 RU 108628U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- striker
- electromagnetic
- housing
- impact
- anchor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electromagnets (AREA)
Abstract
1. Электромагнитный ударник, содержащий корпус, снабженный торцевыми крышками, внутри которого размещен соленоид, соединенный с блоком питания, якорь-ударник, выполненный из двух частей, причем нижняя часть выполнена из немагнитного материала, а верхняя, имеющая цилиндрическую форму, из ферромагнитного материала, в тыльной части ударника выполнен фланец, на который опирается возвратная пружина, отличающийся тем, что корпус выполнен из немагнитного материала, по всей боковой цилиндрической части ударника выполнены равномерно с определенным шагом продольные проточки, нижняя часть ударника выполнена в виде конического закаленного бойка, контактирующего в момент удара с поверхностью контролируемого объекта; в верхней крышке корпуса выполнены отверстия для предотвращения торможения ударника в процессе удара. ! 2. Электромагнитный ударник по п.1, отличающийся тем, что боек якоря-ударника выполнен в виде усеченного конуса с телесным углом в диапазоне 135-165°. ! 3. Электромагнитный ударник по п.1, отличающийся тем, что в качестве блока питания использован источник постоянного тока, содержащий электролитические конденсаторы. ! 4. Электромагнитный ударник по п.1, отличающийся тем, что верхняя крышка корпуса снабжена демпфером, выполненным из упругого материала. 1. An electromagnetic striker, comprising a housing provided with end caps, within which a solenoid is placed connected to a power supply unit, an anchor-striker made of two parts, the lower part being made of non-magnetic material, and the upper having a cylindrical shape, made of ferromagnetic material, a flange is made in the rear part of the striker, on which a return spring is supported, characterized in that the housing is made of non-magnetic material, along the entire lateral cylindrical part of the striker are uniformly defined longitudinal grooves, the lower part of the striker is made in the form of a conical hardened striker in contact with the surface of the controlled object at the moment of impact; holes are made in the upper case cover to prevent braking of the striker during the impact. ! 2. The electromagnetic striker according to claim 1, characterized in that the striker of the anchor striker is made in the form of a truncated cone with a solid angle in the range of 135-165 °. ! 3. The electromagnetic striker according to claim 1, characterized in that a constant current source containing electrolytic capacitors is used as the power supply unit. ! 4. The electromagnetic striker according to claim 1, characterized in that the upper housing cover is equipped with a damper made of an elastic material.
Description
Полезная модель относится к акустическим способом неразрушающего контроля, основанным на возбуждении свободно затухающих упругих колебаний в контролируемом объекте или его части и анализе параметров этих колебаний и может быть использовано в различных отраслях промышленности и испытательной технике.The utility model relates to the acoustic non-destructive testing method based on the excitation of freely damped elastic vibrations in a controlled object or part thereof and the analysis of the parameters of these vibrations and can be used in various industries and testing equipment.
Преимуществами метода свободных колебаний перед другими низкочастотными методами являются возможность контроля изделий из материалов с малыми модулями Юнга и высокими коэффициентами затухания упругих колебаний (резины, пенопласта и т.п.) и обнаружение дефектов на большей глубине (до 30 мм в пластиках).The advantages of the free vibration method over other low-frequency methods are the ability to control products from materials with small Young moduli and high damping coefficients of elastic vibrations (rubber, foam, etc.) and the detection of defects at a greater depth (up to 30 mm in plastics).
Основные способы ударного возбуждения упругих колебаний в контролируемом изделии: 1) механический (электро-механический), 2) пьезоэлектрический, 3) электромагнитно-акустический, 4) газодинамический, 5) оптический. Наиболее применяем первый способ, в качестве возбудителя используют устройства, подвижные системы которых приводятся в движение электромагнитными механизмами. В ударных преобразователях контролируемый объект возбуждается электромагнитным ударником.The main methods of shock excitation of elastic vibrations in a controlled product: 1) mechanical (electro-mechanical), 2) piezoelectric, 3) electromagnetic-acoustic, 4) gas-dynamic, 5) optical. The first method is most used, as the pathogen use devices whose mobile systems are driven by electromagnetic mechanisms. In shock transducers, the controlled object is excited by an electromagnetic drummer.
Известно устройство для определения дефектов в материалах, содержащее ферромагнитный корпус, размещенный в нем ударник со штоком, наконечник в виде шарового сегмента, сферическая часть которого обращена к ударнику, плоская - к поверхности испытуемого объекта, соленоид закрепленный в корпусе коаксиально ударнику и связанный с источником переменного тока, регистрирующий прибор. На верхней части штока размещен постоянный магнит и возвратная пружина (А,С. №1597688 опубл. 07.10.1990 г, БИ №37).A device for determining defects in materials is known, containing a ferromagnetic body, a drummer with a rod located in it, a tip in the form of a spherical segment, the spherical part of which faces the hammer, flat to the surface of the test object, a solenoid fixed in the housing coaxially to the hammer and connected to an alternating source current recording device. On the upper part of the rod there is a permanent magnet and a return spring (A, C. No. 1597688 publ. 07.10.1990 g, BI No. 37).
Недостатками известного устройство является то, что ударник осуществляет удары по наконечнику, соприкасающемуся с контролируемым объектом с частотой 50 гц, в результате чего ударник отскакивает от наконечника, а скорость отскока измеряется электромагнитным датчиком, соединенным со штоком ударника. Это усложняет конструкцию ударника и снижает точность определения дефектов в контролируемом материале, т.к. оно осуществляется не методом свободных колебаний возбуждаемом в нем.The disadvantages of the known device is that the striker hits the tip in contact with the controlled object with a frequency of 50 Hz, as a result of which the striker bounces off the tip, and the rebound speed is measured by an electromagnetic sensor connected to the rod of the striker. This complicates the design of the striker and reduces the accuracy of the determination of defects in the controlled material, because it is not carried out by the method of free vibrations excited in it.
Известно устройство, реализующее способ для неразрушающего контроля многослойных изделий (Патент РФ №2168722 опубл. 10.06 2001 г.), которое состоит из первичного преобразователя, электромагнита, усилителя-формирователя синхроимпульса, формирователя импульса тока электромагнита, измерителя периода ударных импульсов и микрофонA device is known that implements a method for non-destructive testing of multilayer products (RF Patent No. 2168722 publ. June 10, 2001), which consists of a primary transducer, an electromagnet, a sync pulse driver, an electric magnet current generator, a shock pulse period meter, and a microphone
Первичный преобразователь состоит из ферромагнитного корпуса, стального ударника цилиндрической формы, который может свободно перемещаться вдоль вертикальной оси в канале катушки электромагнита, а при отсутствии тока в катушке, он опирается нижним, закругленным для обеспечения центрального точечного удара, торцом на контролируемое изделие таким образом, что центр тяжести ударника находится ниже центральной точки катушки. Помимо катушки в корпусе находится и микрофон.The primary transducer consists of a ferromagnetic body, a cylindrical steel striker that can freely move along the vertical axis in the channel of the electromagnet coil, and in the absence of current in the coil, it is supported by the lower end, rounded to provide a central point impact, on the controlled product in such a way that the center of gravity of the hammer is below the center point of the coil. In addition to the coil, there is a microphone in the case.
Устройство работает следующим образом. В исходном положении нижний торец ударника 1 опирается на поверхность контролируемого изделия и его центр тяжести находится ниже центра катушки электромагнита (чтобы ударник не выпадал из полости катушки при отсутствии изделия, его верхняя часть имеет больший диаметр, а нижняя часть полости электромагнита имеет диаметр меньший, чем диаметр верхней части ударника, причем при наличии контролируемого изделия верхняя часть ударника не доходит до нижней части канала катушки, имеющей меньший диаметр). При подаче начального запускающего импульса напряжения на электромагнит ударник втянется в катушку, а затем свободно падая, нанесет удар по поверхности изделия. Ударный импульс приведет к отскоку ударника. Звук от удара улавливается микрофоном, преобразующим его в электрический импульс. Усилитель-формирователь синхроимпульса усиливает этот импульс и по его переднему фронту формирует очень короткий синхронизирующий импульс, поступающий на входы формирователя импульса тока электромагнита и измерителя периода ударных импульсов. Формирователь импульса тока электромагнита при поступлении на его вход синхроимпульса формирует импульс тока электромагнита заданной амплитуды и регулируемой длительности, который поступает на катушку электромагнита. Этот импульс придает ударнику дополнительное ускорение в самом начале его движения вверх. С момента окончания электромагнитного импульса ударник движется вверх по инерции за счет запасенной в нем кинетической энергии, преодолевая силу тяжести. Когда кинетическая энергия полностью перейдет в потенциальную, начнется свободное падение ударника вниз. В дальнейшем процесс будет повторяться, сделавшись автоколебательным. При установившемся режиме колебаний ударника их период перестанет увеличиваться и при ударе по одной и той же точке изделия и постоянстве электромагнитного импульса установятся определенные амплитуда и частота колебательных движений ударника, которые далее будут зависеть только от упругих свойств поверхности контролируемого изделия в точке удара. По изменениям периода колебаний ударника при сканировании поверхности изделия можно судить об изменении упругих свойств, вызываемых наличием в зоне удара внутренних дефектов (пустот, расслоений, некачественных клеевых, сварных или паяных соединений между слоями и т.п.).The device operates as follows. In the initial position, the lower end of the striker 1 rests on the surface of the controlled product and its center of gravity is below the center of the coil of the electromagnet (so that the striker does not fall out of the cavity of the coil in the absence of the product, its upper part has a larger diameter, and the lower part of the cavity of the electromagnet has a diameter smaller than the diameter of the upper part of the hammer, and in the presence of a controlled product, the upper part of the hammer does not reach the lower part of the channel of the coil, which has a smaller diameter). When the initial triggering voltage pulse is applied to the electromagnet, the striker will be pulled into the coil, and then falling freely, it will strike on the surface of the product. Impact impulse will lead to rebound of the striker. The sound from the shock is picked up by a microphone, which converts it into an electrical impulse. The sync pulse amplifier-amplifier amplifies this pulse and forms a very short synchronizing pulse along its leading edge, which arrives at the inputs of the electromagnet current pulse generator and the shock pulse period meter. The generator of the current pulse of the electromagnet upon receipt of a sync pulse to its input generates a current pulse of the electromagnet of a given amplitude and adjustable duration, which is fed to the electromagnet coil. This impulse gives the drummer additional acceleration at the very beginning of its upward movement. From the moment the electromagnetic pulse ends, the projectile moves up inertia due to the kinetic energy stored in it, overcoming the force of gravity. When the kinetic energy is completely converted into potential, the free fall of the striker will begin downward. In the future, the process will be repeated, becoming self-oscillating. Under the steady-state mode of vibration of the striker, their period will cease to increase, and upon impact on the same point of the product and the constancy of the electromagnetic pulse, certain amplitude and frequency of vibrational movements of the striker will be established, which will further depend only on the elastic properties of the surface of the controlled product at the point of impact. By changes in the period of oscillations of the impactor when scanning the surface of the product, it is possible to judge the change in the elastic properties caused by the presence of internal defects in the impact zone (voids, delaminations, poor-quality adhesive, welded or soldered joints between layers, etc.).
Такая конструкция электромагнитного ударника не обеспечивает идентичность силы удара автоколебательного процесса, т.к. возможен перекос положения ударника, залипание его при ударе и деформацию закругленного конца ударника.This design of the electromagnetic striker does not ensure the identity of the impact force of the self-oscillating process, because possible distortion of the position of the hammer, sticking it on impact and the deformation of the rounded end of the hammer.
Известен первичный преобразователь ударно - акустического дефектоскопа (патент РФ №2164023 опубл. 27.09.2000 г.), ударная система которого состоит из ударника, выполненного в виде тонкой иглы, ударный конец которой затуплен, а противоположный конец жестко запрессован в ферромагнитный плунжер 2 электромагнита броневого типа, в магнитопроводе которого имеется осевой канал, в котором может свободно перемещаться ударник. Магнитопровод состоит из нижней и верхней частей, свинчиваемых друг с другом. Нижняя часть магнитопровода имеет удлиненный хвостовик. Верхняя часть имеет в крышке отверстие, в котором может свободно перемещаться плунжер. В полости магнитопровода расположена катушка электромагнита, питаемая короткими прямоугольными импульсами напряжения. Плунжер в состоянии покоя удерживается конической пружиной таким образом, что между нижним торцом плунжера и верхним торцом центральной части магнитопровода остается начальный зазор б0, превышающий зазор б1 между ударным концом ударника и верхней плоскостью тела - "посредника", в качестве которого используется стальной шарик с сошлифованным верхним сегментом для получения плоской площадки, по которой наносятся удары. Шарик впаян в центр упругой мембраны, прижимающей шарик к поверхности контролируемого изделия и одновременно выполняющей роль чувствительного элемента индукционного преобразователя механических колебаний, возбуждаемых в изделии, в электрические, для чего мембрана выполняется из ферромагнитного материала. Верхняя часть магнитопровода электромагнита имеет наружную резьбу, на которую навинчивается пластмассовая крышка. Под крышкой помещается шайба из звукогасящего материала (плотная резина), а на дно крышки укладывается демпфер, выполненный из пористой резины. Зазор между верхним торцом плунжера и нижней поверхностью демпфера определяется высотой шайбы.Known primary transducer shock - acoustic flaw detector (RF patent No. 2144023 publ. 09/27/2000), the shock system of which consists of a hammer, made in the form of a thin needle, the shock end of which is blunt, and the opposite end is rigidly pressed into the ferromagnetic plunger 2 of the armored electromagnet type, in the magnetic circuit of which there is an axial channel in which the drummer can move freely. The magnetic circuit consists of the lower and upper parts screwed together. The lower part of the magnetic circuit has an elongated shank. The upper part has a hole in the lid in which the plunger can move freely. An electromagnet coil is located in the cavity of the magnetic circuit, fed by short rectangular voltage pulses. At rest, the plunger is held by a conical spring in such a way that between the lower end of the plunger and the upper end of the central part of the magnetic core there is an initial clearance b 0 that exceeds the gap b 1 between the shock end of the hammer and the upper plane of the body - the "intermediary", which is used as a steel ball with a polished upper segment to obtain a flat area on which strikes are made. The ball is soldered to the center of the elastic membrane, which presses the ball to the surface of the controlled product and at the same time acts as a sensitive element of the induction transducer of mechanical vibrations excited in the product into electric ones, for which the membrane is made of ferromagnetic material. The upper part of the electromagnet magnetic circuit has an external thread onto which a plastic cover is screwed. A washer made of sound-absorbing material (thick rubber) is placed under the cover, and a damper made of porous rubber is placed on the bottom of the cover. The gap between the upper end of the plunger and the lower surface of the damper is determined by the height of the washer.
Приемная система первичного преобразователя, кроме мембраны с впаянным в ее центр шариком, включает тороидальный постоянный магнит с полюсами на плоских поверхностях, магнитопровод и измерительную катушку. Магнитопровод имеет центральное отверстие с резьбой, в которое ввинчивается хвостовик магнитопровода. Его наружная цилиндрическая часть также снабжена резьбой, на которую сверху навинчивается пластмассовый корпус. В верхней части корпуса имеется отверстие для соединительного кабеля.The receiving system of the primary transducer, in addition to a membrane with a ball soldered to its center, includes a toroidal permanent magnet with poles on flat surfaces, a magnetic circuit and a measuring coil. The magnetic circuit has a central hole with a thread into which the magnetic core shank is screwed. Its outer cylindrical part is also provided with a thread on which a plastic case is screwed on top. In the upper part of the housing there is an opening for the connecting cable.
Недостатком известного устройства является сложность конструкции электромагнитного ударника, а наличие шарика - посредника, который воспринимает колебания поверхности контролируемого изделия и передает их через мембрану, являющуюся датчиком магнитной измерительной системы.A disadvantage of the known device is the complexity of the design of the electromagnetic striker, and the presence of the ball is an intermediary that senses surface vibrations of the controlled product and passes them through a membrane, which is a sensor of the magnetic measuring system.
Однако, такая конструкция ударника не может обеспечить достаточную точность замеров, а при плотном движении плунжера в катушке электромагнита происходит нагрев ударника и. возможна деформация иглы.However, such a design of the firing pin cannot provide sufficient measurement accuracy, and with a dense movement of the plunger in the coil of the electromagnet, the firing pin is heated and. deformation of the needle is possible.
По конструкции наиболее близким техническим решением к заявляемому электромагнитному ударнику является электромагнитный ударный механизм (патент РФ №2096610 публ. 20.11.1997 г.), включающий ферромагнитный корпус, в котором размещена индукционная катушка (соленоид), соединенная с источником импульсного тока, якорь ударник, выполненный из двух частей, одна из которых расположенная внутри индуктивной катушки и выполнена из колец из немагнитного материала токопроводящего материала, электрически изолированных друг от друга, вторая часть из ферромагнитного материала. В тыльной части якоря - ударника расположен фланец, на который опирается возвратная пружина. Корпус ударного механизма закрыт с торцов верхней и нижней крышкой. В нижней крышке корпуса посредством шпонки крепится рабочий инструмент (боек), расположенный с зазором под якорем - ударником и имеющий на конце сферическую форму.By design, the closest technical solution to the claimed electromagnetic striker is an electromagnetic striking mechanism (RF patent No. 2096610 publ. 11/20/1997), including a ferromagnetic housing in which there is an induction coil (solenoid) connected to a pulse current source, the armature of the striker, made of two parts, one of which is located inside the inductive coil and made of rings of non-magnetic material of conductive material, electrically isolated from each other, the second part of ferrom agitation material. In the back of the anchor - drummer there is a flange on which the return spring rests. The body of the percussion mechanism is closed from the ends of the upper and lower cover. A working tool (hammer) is mounted in the bottom case cover by means of a dowel, located with a gap under the anchor - a striker and having a spherical shape at the end.
Механизм работает следующим образом.The mechanism works as follows.
От источника импульсного тока в индукционную катушку подается импульсный ток. Возникающее в катушке переменное электромагнитное поле при пересечении колец возбуждает в них ЭДС индукции, прямо пропорциональное скорости изменения магнитного потока. При этом в кольцах под действием ЭДС возбуждается электрический ток и в соответствии с законом Лоренца возникает сила, действующая на кольца, передающаяся на якорь-ударник, выталкивая его в направлении рабочего инструмента. Одновременно с этим на ферромагнитную часть якоря-ударника действует сила Максвелла, которая при уменьшении рабочего зазора существенно возрастает и продолжает втягивать верхнюю ферромагнитную часть якоря-ударника в катушку и сообщать ему дополнительную кинетическую энергию, в конце рабочего хода нижняя рабочая часть ударника ударяет по рабочему инструменту, постоянно прижатому к поверхности детали. Возврат якоря-ударника в исходное положение осуществляется пружиной. Далее рабочий цикл повторяется. В исходном положении верхняя плоскость токопроводящих колец должна располагаться ниже геометрической поперечной оси индукционной катушки на расстояние не менее одной десятой части длины катушки. Регулирование исходного положения якоря-ударника осуществляется регулировочным винтом.A pulsed current is supplied from the pulse current source to the induction coil. The alternating electromagnetic field arising in the coil when the rings intersect induces an induction emf in them, which is directly proportional to the rate of change of the magnetic flux. In this case, an electric current is excited in the rings under the influence of EMF and, in accordance with the Lorentz law, a force arises that acts on the rings and is transmitted to the drummer armature, pushing it in the direction of the working tool. At the same time, the Maxwell force acts on the ferromagnetic part of the anchor-drummer, which, with a decrease in the working gap, increases significantly and continues to draw the upper ferromagnetic part of the anchor-drummer into the coil and impart additional kinetic energy to it, at the end of the working stroke, the lower working part of the drummer strikes the working tool constantly pressed to the surface of the part. The return of the drummer anchor to its original position is carried out by a spring. Next, the work cycle is repeated. In the initial position, the upper plane of the conductive rings should be located at least one tenth of the length of the coil below the geometric transverse axis of the induction coil. The initial position of the drummer is adjusted by the adjusting screw.
К недостаткам известного электромагнитного механизма следует отнести то, что ударник вследствие своей конструкция, при движении внутри катушки электромагнита перегревается, т.к. трение достаточно велико. В результате нагрева, возможно прилипание ударника к бойку. Сама форма бойка не является оптимальной, поэтому может влиять на достоверность получаемых, в результате соударения свободных колебаний.The disadvantages of the known electromagnetic mechanism include the fact that the drummer, due to its design, overheats when moving inside the magnet coil, because friction is great enough. As a result of heating, sticking of the striker to the striker is possible. The form of the striker itself is not optimal, therefore, it can affect the reliability of the vibrations obtained as a result of the collision.
Технической задачей заявляемой полезной модели является создание конструкции электромагнитного ударника повышенной надежности, обеспечивающего идентичность ударов в период возбуждения свободных колебаний в контролируемом объекте и исключающей залипание ударника и деформацию бойка.The technical task of the claimed utility model is the creation of an electromagnetic striker design of increased reliability, which ensures the identity of shocks during the period of excitation of free vibrations in a controlled object and eliminates sticking of the striker and deformation of the striker.
Технический результат достигается за счет того, что в известное устройство, содержащее корпус, снабженный торцевыми крышками, внутри которого размещен соленоид, соединенный с блоком питания, якорь - ударник, выполненный из двух частей, причем нижняя часть выполнена из немагнитного электрического материала, а верхняя - цилиндрическая из стали, в тыльной части ударника выполнен фланец, на который опирается возвратная пружина внесены изменения, а именно:The technical result is achieved due to the fact that in a known device containing a housing provided with end caps, inside which is placed a solenoid connected to a power supply unit, the armature is a hammer made of two parts, the lower part being made of non-magnetic electrical material, and the upper one cylindrical of steel, a flange is made in the rear of the striker, on which the return spring rests, changes are made, namely:
- корпус выполнен из немагнитного материала;- the housing is made of non-magnetic material;
- нижняя часть якоря - ударника - боек выполнен из немагнитного закаленного материала в форме усеченного конуса с телесным углом в диапазоне 135 - 165°;- the lower part of the anchor - the striker - the firing pin is made of non-magnetic hardened material in the form of a truncated cone with a solid angle in the range of 135 - 165 °;
- по всей боковой цилиндрической части ударника выполнены равномерно с определенным шагом продольные проточки;- along the entire lateral cylindrical part of the striker, longitudinal grooves are made uniformly with a certain step;
- в верхней крышке корпуса выполнены специальные отверстия;- special holes are made in the upper case cover;
Кроме того, использован блок питания постоянного тока, содержащий электролитические конденсаторы, а верхняя крышка корпуса снабжена демпфером из упругого материала.In addition, a DC power supply unit containing electrolytic capacitors was used, and the upper housing cover is equipped with a damper made of elastic material.
Применение корпуса из немагнитного материала исключает наводки на него и потери магнитного поля соленоида.The use of a housing made of non-magnetic material eliminates interference on it and loss of the magnetic field of the solenoid.
Боек выполнен конусным, т.к. верхняя расширенная часть обеспечивает надежное соединение его с цилиндрической частью якоря - ударника, а сужение его обеспечивает больший зазор между выходным отверстием корпуса и бойком, что улучшает условия вытекания воздуха из полости катушки соленоида и снижает поршневой эффект, тормозящий ударник для разгона. Выполнение его из закаленного материала повышает его прочность и увеличивает срок эксплуатации.The hammer is made conical, because the upper expanded part provides a reliable connection with the cylindrical part of the armature - firing pin, and its narrowing provides a greater gap between the outlet of the housing and the striker, which improves the conditions for air to flow out of the cavity of the solenoid coil and reduces the piston effect, which slows down the firing pin. Execution of it from the hardened material increases its strength and increases the service life.
Оптимальная форма бойка с наконечником была выбрана в результате длительных исследований различных форм бойка при соударении его с поверхностью контролируемого объекта (заостренной, плоской, шаровидной с разными значениями радиуса шара, конусной и т.д.). На основании полученных статистических данных была выбрана форма бойка в виде конуса с телесным углом в диапазоне 135-165° с наконечником, обеспечивающим стабильность параметров возбуждающего ударного импульсаот удара к удару.The optimal shape of the striker with a tip was chosen as a result of long-term studies of various forms of the striker during its impact with the surface of the controlled object (pointed, flat, spherical with different values of the radius of the ball, conical, etc.). Based on the obtained statistical data, the shape of the striker was chosen in the form of a cone with a solid angle in the range 135-165 ° with a tip that ensures the stability of the parameters of the exciting shock pulse from shock to shock.
Продольные проточки на боковой цилиндрической поверхности ударника, выполненные равномерно, например, с шагом 30°, что снижают трение при движении якоря - ударника внутри соленоида, способствуя его охлаждению и облегчает самоочищение внутренней полости его.Longitudinal grooves on the lateral cylindrical surface of the striker, made uniformly, for example, with a step of 30 °, which reduce friction when the armature - striker moves inside the solenoid, promoting its cooling and facilitates self-cleaning of its internal cavity.
В верхней крышке корпуса выполнены отверстия, которые предотвращают торможение ударника из-за «вакуумирования» зоны за ударником в процесса удара и обеспечивает самоочищение устройства.Holes are made in the upper case cover that prevent braking of the striker due to the "evacuation" of the area behind the striker in the process of impact and provides self-cleaning of the device.
Использования блока питания постоянного тока для запуска соленоида обеспечивает внутри катушки равномерное и однородное магнитное поле, направленное вдоль ее оси. Использование в блоке питания достаточно мощных и быстродействующих электролитических конденсаторов обеспечивает возможность протекания через соленоид большого разгонного тока без снижения его величины за время действия разгонного импульса.Using a DC power supply to start the solenoid provides a uniform and uniform magnetic field inside the coil along its axis. The use of sufficiently powerful and high-speed electrolytic capacitors in the power supply unit allows the large accelerating current to flow through the solenoid without reducing its value during the duration of the accelerating pulse.
Для исключения удара ударника о верхнюю крышку корпуса, она снабжена демпфером, который может быть выполнен из любого упругого материала.To exclude the impact of the striker on the upper cover of the body, it is equipped with a damper, which can be made of any elastic material.
Конструкция электромагнитного ударника поясняется следующими иллюстрациями. На фиг.1 приведен общий вид устройства, на фиг.2 показана форма продольных проточек цилиндрической части якоря - ударника, а на фиг.3 - вид сверху на верхнюю крышку корпуса.The design of the electromagnetic striker is illustrated by the following illustrations. Figure 1 shows a General view of the device, figure 2 shows the shape of the longitudinal grooves of the cylindrical part of the armature - drummer, and figure 3 is a top view of the top cover of the housing.
На фиг.1 показан корпус 1, выполненный из немагнитного материала, снабженный с торцов крышками 2 и 3, соленоид 4, размещенный внутри корпуса коаксиально по отношению к якорю - ударнику 5, с фланцем 6, возвратная пружина 7, боек 8, демпфер 9, отверстия 10 и поверхность контролируемого объекта 11. На фиг.1 условно показаны продольные проточки 12, блок питания постоянного тока 13 и электролитические конденсаторы 14.Figure 1 shows the housing 1, made of non-magnetic material, provided with end caps 2 and 3, a solenoid 4, placed inside the housing coaxially with respect to the armature - drummer 5, with a flange 6, a return spring 7, firing pin 8, damper 9, holes 10 and the surface of the monitored object 11. Figure 1 conventionally shows longitudinal grooves 12, a DC power supply 13, and electrolytic capacitors 14.
На фиг.2 изображен вид продольных проточек 12, показывающий форму проточек и угол, образованной их стенками и шаг между проточками.Figure 2 shows a view of the longitudinal grooves 12, showing the shape of the grooves and the angle formed by their walls and the pitch between the grooves.
На фиг.3 приведен вид сверху на верхнюю крышку 3 корпуса 1. На нем показано расположение отверстий 10, а также резьбовое отверстие 15 для крепления демпфера 9.Figure 3 shows a top view of the top cover 3 of the housing 1. It shows the location of the holes 10, as well as a threaded hole 15 for attaching the damper 9.
Возможны различные режимы работы электромагнитного ударника. При ручном режиме, когда рабочий непосредственно устанавливает его на контролируемом объекте можно использовать рукоятку, при автоматическом, если требуется перемещение его во-времени может быть использовано специальное устройство, перемещающее электромагнитный ударник по заданной программе.Various modes of operation of the electromagnetic striker are possible. In manual mode, when the worker directly installs it on a controlled object, you can use the handle, in automatic mode, if you need to move it in time, a special device can be used that moves the electromagnetic drummer according to a given program.
Независимо от режима, устройство работает следующим образом. После установки лектромагнитного ударника на поверхность контролируемого объекта, включают блок питания 13 и напряжение постоянного тока поступает на соленоид 4. При протекания тока в обмотке соленоида запасается энергия равная:Regardless of the mode, the device operates as follows. After installing the electromagnetic striker on the surface of the controlled object, turn on the power supply 13 and the DC voltage is supplied to the solenoid 4. When current flows in the winding of the solenoid, energy equal to:
Е=L*I2/2 (1), где L - индуктивность соленоида; I - ток соленоида.E = L * I 2/2 (1), where L is the inductance of the solenoid; I is the current of the solenoid.
Индуктивность соленоида определяется по формуле (2) - L=m0*n*V - где,The inductance of the solenoid is determined by the formula (2) - L = m 0 * n * V - where,
m0 - магнитная проницаемость вакуума; n - количество витков обмотки соленоида;m 0 is the magnetic permeability of the vacuum; n is the number of turns of the solenoid winding;
V - объем соленоида.V is the volume of the solenoid.
Вследствие протекания в витках катушки соленоида постоянного тока, внутри катушки соленоида 4 создается магнитное поле, которое под действием силы Максвелла, втягивает якорь-ударник 5 в катушку соленоида 4, причем по мере втягивания верхней стальной части ударника в катушку соленоида, скорость втягивания увеличивается, а с ней и кинетическая энергия. В конце рабочего хода бойка 8 ударника ударяет по поверхности контролируемого объекту 11, в котором возбуждаются упругие затухающие колебания. По окончанию действия разгонного импульса возвратная пружина 7 приводит ударник в исходное верхнее положение до контакта с демпфером 9. Далее рабочий цикл повторяется. Для получения достоверного результата цикл включает не менее шести ударов.Due to the flow of a direct current solenoid in the coils of the coil, a magnetic field is created inside the coil of the solenoid 4, which, under the action of Maxwell’s force, draws the anchor 5 into the coil of the solenoid 4, and as the upper steel part of the striker is pulled into the solenoid coil, the retraction speed increases, and kinetic energy with it. At the end of the working stroke, the hammer striker 8 strikes the surface of the controlled object 11, in which elastic damped oscillations are excited. At the end of the acceleration pulse, the return spring 7 brings the firing pin to its original upper position until it contacts the damper 9. Next, the duty cycle is repeated. To obtain a reliable result, the cycle includes at least six strokes.
Из наличия продольных проточек 12 трение при перемещении ударника в катушке соленоида уменьшается, примерно в 2-3 раза, а с учетом их формы площадь контакта каждого сектора ударника уменьшается в 4 раза, что улучшает эффективность всей системы.From the presence of longitudinal grooves 12, the friction when the striker moves in the solenoid coil decreases by about 2-3 times, and taking into account their shape, the contact area of each sector of the striker decreases by 4 times, which improves the efficiency of the entire system.
Заявляемая полезная модель обладает рядом преимуществ по сравнению с известными техническими решениями, т.к. повышает надежность работы устройства, облегчает его эксплуатацию и обладает большей эффективностью и достоверностью контроля объектов методом свободных колебаний.The inventive utility model has several advantages compared with the known technical solutions, because increases the reliability of the device, facilitates its operation and has greater efficiency and reliability of control of objects by the method of free vibrations.
В настоящее время, несколько электромагнитных устройств проходят опытно- промышленные испытания, в частности, на железнодорожном транспорте при контроле колесных пар и тележек железнодорожных вагонов.Currently, several electromagnetic devices are undergoing pilot tests, in particular, in railway transport with the control of wheelsets and carts of railway cars.
После анализа результатов испытаний, предполагается использование электромагнитного ударника и в других возможных областях их применения.After analyzing the test results, it is supposed to use an electromagnetic striker in other possible areas of their application.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011118184/28U RU108628U1 (en) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | ELECTROMAGNETIC Drummer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011118184/28U RU108628U1 (en) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | ELECTROMAGNETIC Drummer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU108628U1 true RU108628U1 (en) | 2011-09-20 |
Family
ID=44759210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011118184/28U RU108628U1 (en) | 2011-05-05 | 2011-05-05 | ELECTROMAGNETIC Drummer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU108628U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528754C1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Method of destruction of rocks and device for its implementation |
| RU2623664C1 (en) * | 2016-04-21 | 2017-06-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)" (РГУФКСМиТ) | Device for measuring spectral composition of specific buoyancy sports flooring |
-
2011
- 2011-05-05 RU RU2011118184/28U patent/RU108628U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528754C1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Method of destruction of rocks and device for its implementation |
| RU2623664C1 (en) * | 2016-04-21 | 2017-06-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)" (РГУФКСМиТ) | Device for measuring spectral composition of specific buoyancy sports flooring |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2013144907A (en) | ELECTROMAGNETIC DETECTOR OBJECT PUSHING AND SHOCK TYPE | |
| RU108628U1 (en) | ELECTROMAGNETIC Drummer | |
| CN106540872B (en) | A kind of coil autoexcitation electromagnetic acoustic Lamb wave energy converter | |
| JP6644269B2 (en) | Solenoid type electromagnetic hammer | |
| WO2010150109A1 (en) | Impact device for materials analysis | |
| CN103150449B (en) | Design method of electromagnetic ultrasonic body wave transducer | |
| CN106824736B (en) | A kind of electromagnetic acoustic Lamb wave energy converter based on magnetostriction mechanism | |
| DE102017012007B4 (en) | Device and method for universal acoustic testing of objects | |
| US8006539B2 (en) | Actuation system | |
| JP7144010B2 (en) | Direct acting electromagnetic solenoid actuator | |
| JP7229521B2 (en) | Impact device for non-destructive testing and its control method | |
| CN110568068B (en) | Steel core concrete column compactness detects frock | |
| WO2009100064A2 (en) | Actuation system | |
| US4534219A (en) | Acoustic detection of cracks in metal pieces | |
| JP7298922B2 (en) | Impact device for non-destructive testing and its control method | |
| Zhang et al. | Design of bulk wave EMAT using a pulsed electromagnet | |
| CN210487998U (en) | Seismic source device for acoustic hole measurement | |
| CN113189452A (en) | GIS latent metal particle detection device based on external vibration excitation | |
| RU154462U1 (en) | LABORATORY INSTALLATION FOR ACCELERATED DETERMINATION OF THE RESIDUAL RESOURCE OF METAL FERROMAGNETIC PRODUCTS TAKING INTO ACCOUNT OF THE COMBINED LOAD | |
| JP2002131174A (en) | Device and method for evaluating property of vibration isolator | |
| JP6327657B1 (en) | Solenoid type electromagnetic hammer and control method thereof | |
| RU2168722C2 (en) | Method of nondestructive test of multilayer articles and gear for its realization | |
| RU103928U1 (en) | PRIMARY CONVERTER OF SHOCK-ACOUSTIC DEFECTOSCOPE | |
| RU163680U1 (en) | Exciter Not Attachable to Construction | |
| JP6987708B2 (en) | Impact tester |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120506 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20131027 |
|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180506 |