SE440955B - Anordning for icke-forstorande metallprovning - Google Patents

Description

15 20 '25 30 35 40 lellt med prövningsmaterialets yta.

Dylik markera vid eller i närheten av ytan befintliga fel och möjliggör pä detta sätt att sådana fel kan åtgärdas innan vidarebearbetning av anordning användes för att upptäcka och eventuellt färg- råprodukten sker.

För att omvandla felsignalerna användes därvid högst olika sonder inom den icke-förstörande materialprovningstekníken, vanligen dock magnetiska eller magnetinduktiva sonder. Dessa är inbyggda i Vprövningshuvudet omedelbart över dettas botten och kan, eftersom denna glider på ytan av provstycket, alltid hålla ett i huvudsak konstant avstånd till den sistnämnda. Detta är erforderligt, för att i stor utsträckning ha samma känslighet hos sonderna. Pâ grund av de i praktiken alltid föreliggande krökningarna och ojämnheterna hos provstyckets överyta uppstår därvid nödvändigheten, att förse pröv- ningshuvudet med åtminstone en frihetsgrad, som tillåter en vippande rörelse mot en lodrätt mot transportriktningen och parallellt med provstyckets yta belägen axel, så att prövningshuvudets botten kan anpassa sig efter en ytkrökning.

Naturligtvis föreligger en önskan, att utsträcka prövningen så långt som möjligt till kanterna av provstycket. Därför uppställes ofta fordringen, att vid påsättning av prövningshuvudet på provma- terialet och vid dess avlyftning från densamma tåla ett överhäng av prövningshuvudet över kanten på provmaterialet. Det nödvändiga överhanget hos prövningshuvudet kan gå ut betydligt över hälften av bottenytan hos prövningshuvudet. Den blir särskilt stor om man i rörelseriktningen har anordnat flera sönder eller son-system efter varandra i prövningshuvudet. Detta kan vara fallet, när olika fel- typer, till exempel fel av olika utsträckning, skall undersökas av flera skilda sonder. Det tillåtna överhänget bestämmes vid kända anordningar av de båda vridmomenten, som utövas av vikt och vertikal anpressningskraft runt~kanten på prövningsmaterialet. överväger det på ena sidan av provgodskanten angripande vridmomenten så víppar prövningshuvudet runt provmaterialets kant.

Därvid avlägsnar sig botten av prövniugshuvudet och därvid även sonderna från provstyckets yta, så att känsligheten hos det sistnämn- da blir mindre eller försvinner helt och hållet. Förskjuter man an- greppspunkten för den vertikala anpressningskraften i förhållande till prövningshuvudets tyngdpunkt i rörelseriktningen, så kan man på ena sidan förstora det tillätliga överhänget, men man minskar den på andra sidan runt hela omrâdet. Har man endast med tyngdkraften att göra, bortfaller alltså den vertikala anpressningskraften varvid f” 'ff- few-Qi? __ ____ ______ __ __.. ___... 7902101-10 i gränsvärdet tyngdpunkten hos prövningshuvudet maste ligga ovanför provstyckets kant.

Föreliggande uppgift avser att vid en anordning av ovan beskriven utformning göra det möjligt för prövningshuvudet att få en så stort överhäng som möjligt över kanten på provstycket, utan att därför 5 anliggningen av prövningshuvudets botten mot provytan pâverkas i nämnvärd grad. Problemet löses genom en medelst en anordning, som kännetecknas enligt kravet 1.

Vid en dylik anordning blir stora överhängsbelopp hos prövnings- huvudet möjliga vid försumbart små vippningsvinklar hos den över- 10 hängande botten av prövningshuvudet i förhållande till provmaterialets yta. För prövningshvudets undersida åstadkommes ett minimum av frik- tion och förslitning. Dessutom går lösningen enligt uppfinningen att åstadkomma med enkla medel och utan dyrbara anordningar. Utformningar av uppfinningen återges i underkraven. 1a Nedan skall uppfinningen närmare beskrivas i anslutning till bifogade ritning.

Pâ denna visar fig 1 en sidovy av en provningsanordning och fig 2 en vy uppifrån av prövningshuvudet och fig 3 ett alternativt utfö- rande.

Z0 Pig 1 och 2 visar en förenklad framställning av anordning för att prova valsade ämnen.

Ett antal prövningshuvuden 1 är anordnad lodrätt mot teckningens plan och släpas av gemensam släpanordning, av vilken för enkelhets skull endast halva traversen 2 är visad, i pilens 3 riktning över _ ß.) ' UI överytan av valsämnet 5. I det inre av vart och ett av prövningshu- vudena är tätt över dessas underdel 33 två magnetinduktiva pröv- ningssonder inbyggda, som närmare skall beskrivas nedan kan placeras ännu närmare. Varje prövningshuvud 1 är försett med en prövningshu- vudupphängning 6, som i huvudsak består av en vinkelram 7 och en 30 axel 8. Den sistnämnda löper i ett axiallager 9, som är fästat vid traversen 2. En likaså vid traversen 2 fästad fyrkantstav 10, styr prövníngshuvudets upphängning 6 i rörelseriktningen, genom att den i en gaffelformad lagring 11 glider vid spetsen av en fortsättning 12 av vínkelramen 7. För höjdinställningen av prövningshuvudets upp- 35 hängning 6 är en hydraulcylinder 13 anordnad, som vid ena sidan är ledbart förbunden med den vågräta armen hos vinkelramen 7 och i andra änden vid en vid traversen 2 fast monterad skena 14.

För länkförbindelsen mellan prövningshuvudets upphängning 6 och prövninghuvudet 1 väljes ett dubbelkorshuvud 15, som tydligast 40' framgår av fig Z. ..- _..._.....__,..__...?...._....... . . 10 15 20 'zs 35 40 rafiaffi:e1-0 Härigenom erhåller prövningshuvudet 1 en exakt styrning i rörelseriktningen 3, under det att den medges frihetsgrad i två plan, som står lodrätt mot varandra och mot teckningsplanet i fig Z. Härigenom garanteras en optimal anpassning till alla ojämnheter i prcvstyckets yta 4. Länkförbindelsen med dubbelkorshuvudet 15 är utfört på följande sätt. Vid två länkar 16, som är fastgjorda vid ramen 7, är ett element 17 anordnat vridbart runt en axel 18.

Mellan två balkar 19 i ett u-format element 17 är ett rörkors 20 :- vridbart lagrad runt en axel 21. Rörkorset 20 är a vv uu, sin sida vrid- bart förbundet med en tapp som är stelt förbunden med prövnings- huvudet 1.

Utöver medelst den ovan beskrivna länkförbindelsen är prövnings- huvudet 1 och dess upphängning 6 förbundna med varandra medelst tvâ spiralfjädrar 23 och 24. Vid sina övre ändar är spiralfjädrarna 23 24 inställbart upphängda vid ramen ? medelst en fast länk 25, respek- tive medelst en länk 26, en gägnad tapp 27 och en mutter 28. Den undre änden av spíralfjädrarna 25 23 griper över en länk 29 respek- tive över en mellan tvâ länkar 30 löpande gängad tapp 31 vid pröv- ningshuvudet 1. Härigenom blir angreppspunkten av spiralfjäderna 24 inställbar i sidled genom vridning av den gängade tappen 51 i dess mutter 32 på vilken fjädern är lagrad. Vid justeringen är botten 33 på det fritt och utan beröring med provstycket i spíralfjädraran 23 24 hängande prövningshuvudet 1 inställt med hjälp av den gängade tappen 27 31, parallellt med provämnets överyta 4. Det har därvid visat sig fördelaktigt att man låter den som förbindelse mellan - angreppspunkten för spiralfjädrarna 23 24 anordnade vrídningsaxeln 24 endast något högre än tyngpunkten S hos prövningshuvudet 1.

Härigenom åstadkommes å ena sidan ett stabilt mellanläge för prövningshuvudet 1 och å andra sidan en god rörelsemöjlighet i sid- led för den sistnämnda runt tappens 22 axel. Med hjälp av ett bleck 41 är vid prövningshuvudet 1 fastgjord en färgmarkeringsanordning 40, som på bekant sätt styres av signalerna från prövningssonderna vid felaktiga ställen på överytan hos provämnet S.

I det i fig 1 visade läget sträcker sig tyngdpunkten S ett stycke lg över kanten på ämnet 5. Avstànden L1 och Lz från kantplanen till angreppspunkten för fjädrarna 23 24 kan förhålla sig i exemplet som 2:1. styckets överyta icke vara större än omkring 20. En enkel mellan undersidan 33 och prov- Därvid skall vippningsvinkeln uträkning visar, att detta är möjligt. Vi antar för enkelhets skull en symmet- riskt halverad lastfördelning ehuru tyngdpunkten S hos prövningshu- vudet 1 helt och hållet kan ligga utanför mitten av angreppspunkterna w=-~~~~- -_. goon ovanlig 10 15 20 40 7902101#0 för fjädrarna 25 och 24.

För fjäderkrafterna F10, F20 gäller ekvationen: F10 = F30 = l/Z G = C .

X0. (1) där vikten betecknas med G, fjäderkonstanterna med C och grundavvikelsen X0 vid fritt hängande prövníngshuvud 1. När prövnings- huvudet 1 sättes an förkortas fjädertänjningen í mitten med beloppet X. Härigenom minskas fjäderkrafterna så att P1X = Fax = c (X0 - X) :za För att momenten skall hälla varandra i jämvikt gäller A12 t) . 1. (F, -ALJ -X .QX (F _1X+ -L¿+c; . 1; gin lx eller ECKXO-X)+C.AxJ.L1=EI1fX0-X]-C.Åx3.L.+G.lg h (41 Med den extra eller ástudkomna fjäderkraften Afwx respektive Algï och de extra eller uppkommande uttänjníngarnaÅ)H respektive Axz.

Vidare gäller att tangenten förokaàx, =Åx1 (5) Lz L1 AX., = L? .Ax1 F61 _ t? Pâ grund av belastningssymmetrín är 3 lg = L1 ' Lz fï) dessutom är enligt (1): x ="G ° ïc (s) Härav erhålles tangenten för °9= ÅÄX1 = x . L1 - Lv i" IT 'fljf 1 “l (9) Värdet x väljes lämpligen större än det maximalt förväntade fjädertänjningarna på grund av ojämnheter í provstycketes överyta 4. I föreliggande exempel bör x = 10 mm, L1 = 200 mm och Lz = 100 mm.

Därvid erhålles en vinke1CX-= 1O10'.

För dímensíoneríngen är det även av betydelse, att víltrycks- kraften skall vara större än de särskilt i länkarna uppträdande ”f-yoolï Q raaïiïïlï. 01 10 15 'zs 30 40 Tåñalfflfleéfl friktionskrafterna. Vilanliggningskraften ästadkommes som en differens mellan vikten G hos prövningshuvudet 1 och fjäderkrafterna F1 + P2 när prövningshuvudet 1 ligger under anliggning och vid de maximalt tillåtna, på grund av ojämnheter i provstyckets överyta 4, åstad- komna uttänjningen av fjädrarna 23, 24.

Det är mycket viktigt att arbetspunkten för de båda fjädrarna under prövningshuvudets 1 fortsatta rörelse över ämnet 5 hálles kon- j stant på det valda värdet X0 - X. Rena nivàsvängningar inom ytan hos ett valsat ämne eller skillnader i tjockleken hos olika valsade ämnen skall alltså inte medföra någon förkortning eller förlängning av fjädrarna 23, 24. Vid exemplet enligt fig 1 och 2 är ett enkelt regelsvstem anordnat för att hälla fjädrarnas arbetspunkter konstant.

Som givare i länksvstemet är en hävarm 35 fastgjord vid elementet 17 i korshuvudet 15. Detta besitter tvâ signalflaggcr 36, 37 som är anordnade vid närhetsavkännare 38, 39. Dessa är överföringselement förbundna med den i två riktningar styrbara hydraulcylinderna 13.

Så snart hävarmen 35 avviker från det visade mellanläget, täcker en av de båda signalflaggorna 36, 37 tillhörande närhetsavkännare 38 eller 39 och utlöser därmed en signal vid övertäckt närhetsavkännare.

Det mellerst läget hos hävarmen 35 motsvarar därmed den förutsedda arbetsfunkten hos fjädrarna 23, 24. Följer prövningshuvudet 1 en nívåändring hos provstyckets överyta varvid det höjer eller sänker sig, så överföres denna rörelse via elementet 17 till hävarmen 55.

Den av hävarmen S5 utlösta signalen hos en av de båda närhetsavkän- narna 38 39 åstadkommer via hydraulcylindern 13 en höjning och sänk- - ning av provhuvudets upphängning 6, till dess hävarmen äter uppnått sitt mellersta läge. På detta sätt àterställes den tidigare arbets- punkten vid fjädrarna 23, 24 och kvarhåller den där.

Ofta kan man även använda en ännu enklare anordning för att hälla prövningshuvudets upphängning konstant i höjd över den provade ytan, som visas i fíg 3. Prövningshuvudet 1 och dess förbindelse med prövningshuvudets upphängning 6 kan i princip vara utförd enligt ovan beskrivet sätt. Istället för regleringssystemet användes en stödínrättning med två stödhjul 42, 43 där det första med sin hjul- låda 44 är fästad vid den lodräta armen av vinkelramen 7 1 prov- ningshuvudets upphängning 6, och det andra via en balk 75 är fästad vid den vågräta armen av vinkelramen 7 i prövningshuvudets upp- hängning 6. Prövníngshuvudets upphängning 6, som av axeln 8 i släp- anordningen.styres i allt väsentligt parallelllt med prövningsstyc- kets yta 4, kan härígenom i varje fall med något av de båda stöd- hjulen 42 43 stöda sig mot provstyckets yta 4, vid bakatgående över- 10 15 _ _ _. _.. ...__.-.......--.-v.--.__.,. 790-2101-*0 -.| häng av prövníngshuvudet med stödhjulet 42 och vid framsidíg över- hängning av prövníngshuvudet med stödhjulet 43. Avståndet mellan stödhjulen från mitten av prövníngshuvudet behöver icke vara sä stort, som anges i fig 3, men i varje fall får det med prövnings- sonder belagda omradet icke överskrídas av stödrullarna, när pröv- ningen skall ske fram till kanten av provstycket S. I fig 3 visas läget av två prövningssonder 46 47,som är anordnade bakom varandra i rörelseríktningen. Man ser därvid, att ett stort överhäng hos prövningshuvudet 1 är nödvändig om prövningen skall innefatta även kanten av ämnet 5.

I fig 3 är vid prövningshuvudet l återgívna tre arkännare 48 49 50 för provstycket, den ena före, den andra mellan och den tredje bakom de båda sonderna, sett i rörelseriktningen 3. Avkännarna 48 49 och 50 avger en särskild signal, när genom anliggning på provma- teríalet dess avkänningshjul tryckes uppåt. Dessuppgíft är, att koppla in den tillhörande prövníngskanalen, så snart en prövnings- son helt star utanför ämnets yta 4. Detta är fallet för prövnings- sonden 46, när avkännarna 48 och 49 ryckas in, för sonden 47, när avkännarna 49 och 50 är inryckta. Genom sammanläggning av signalerna fràn avkännarna 48 och 49 respektive 49 och 50 är detta problem lätt löst ur kopplingsteknisk synpunkt.

Claims (12)

1. 8 P a t e n t k r a v J. Prövningsanordning (ör icke-förstörunde prövning av mctnlliskt "' _ .gav _ -""fi?övningsmateríul, exempelvis valsgods, gjutgods eller dylikt i (råga om ytfel, försedd med en släpanordning, som utför en rörelse längs ytan av det gods som skall provas med en prövningshuvudupphängning, som är anordnad vid släpanordningen, och med ett eller flera pröv- Û ningssonder försett prövningshuvud, som har en för släpande beröring med prövningsgodsets yta lämplig botten och som släpas av prövnings- huvudets upphängníng, varvid för upptagande av de horisontella kraf- terna mellan prövníngshuvudets upphängning och prövningshuvudet är anordnad en länkförbindelse, som åtminstone tillåter en vippníng av prövningshuvud runt en axel lodrätt mot transportriktningen och parallell med provstyckets yta, och som upptar vertikala krafter mellan prövningshuvudets upphängning och prövníngshuvudet med hjälp av särskilda förbindelseorgan, k ä n n e t e c k n a t a v, att de särskilda förbindelseelementen består av tvâ fjädrande element (23, 24) vars fjädringskraft motverkar 'tyngdkraften och som i rörelseriktningen (3) sett är anordnade framför och bakom tyngdpunkten (8) av prövningshuvudet (1) och har en sådan verkan, att förbindelselinjen (34) mellan de båda angreppspunkterna för de fjädrande elementen (23, 24) är högre vid prövningshuvudet än tyngd- punkten (S) hos det sistnämnda, varvid höjden hos prövningshuvudets upphängning (6) i förhållande till släpanordningen (2) är inställbar och att en anordning är anordnad, som häller höjden av prövnings- huvudets upphängning (6) över provgodsytan (4) konstant.

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d a v att anordníngen som håller höjden av prövningshuvudets upphängning (6) konstant över provelementets överyta (4) består av två vid prövnings- huvudets upphängning (6) fästade stödrullar (42, 43), som sett i rörelseriktningen (3) är anordnade att före och efter prövningshu- vudet (l) eller åtminstone framför och efter ett mellanomrüdo av det sistnämnda kunna stöda sig mot provstyckets yta (4).

3. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n n t a v att anordningen för att hålla prövningshuvudets upphängníng (6) konstant över provstyckets yta ínnehnllor ett rogelsystem med en nvkännurnnord- ning (35, 39), som förmedlar signaler om höjden av prövningshuvudets upphängning (6) och som bestar av en inställningsanordning (13) som styres av dessa signaler som förändrar höjden av prövningshuvudets upphängníng (6).

4. Anordning enligt krav 3, k ü n n e t e c k n a d n v att inställningsanordníngen (13) består av en hydraulcylínder eller en 9 7490:21 01--0 pneumatikcylinder.

5. Anordning enligt krav 3 till 4, k ä n n e t e c k n a d a v att avkännaranordningen för att åstadkomma signaler använder sig av en hävstång (35), som är fastgjord vid länkförbíndelsen (15) mellan prövningshuvudet (1) och prövningshuvudets upphängning (6).

6. Anordningen enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k- n a d a v att de fjädrande elementen (25, 24) består av spiralfjäd- rar.

7. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k- n a d a v att höjden av förbindningslinjen (34) mellan de båda an- greppspunkterna för de fjädrande elementen (23, 14) i prövningshuvudet (1) över dess tyngdpunkt (S) är liten i förhållande till höjden av tyngdpunkten (S) över botten (33) på prövningshuvudet (1).

8. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k- n a d a v att åtminstone en av angreppspunkterna för de fjädrande elementen (25, 24) vid prövningshuvudet (1) är förskjutbart tvärs mot transportriktningen (3) och parallellt med provstyckets överyta (4).

9. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n»n e t e c k- n a d a v att spänningen åtminstone hos ett av de fjädrande elementen (23, 24) är anordnad inställbar.

10. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k- n a d a v att den resterande tryckkraft, som uppkommer som differens- mellan vikten (G) av prövningshuvudet (1) och fjäderkrafterna (F1+ FZ), när prövningshuvudet (1) anligger mot provstyckets överyta (4) och vid den maximalt på grund av ojämnheter i den provade ytan (4) àstadkomna utstyrningen av de fjädrande elementen (23, 24) är något större än de maximalt uppträdande friktionskrafterna.

11. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k- n a d a v att fjäderspänningen inställes så, att botten (53) av prövningshuvudet (1) vid fri hängning ligger parallell med provstyc- kets överyta (4).

12. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k- n a d a v att i prövníngshuvudet (1) är anordnade två sonder eller sondergrupper (46, 47) bakom varandra i rörelseriktningens (3) rikt- ning och att tre beröringen mellan prövningshuvudets botten (33) och prövningsgodsets yta (4) anmälande avkännare (48, 49, S0) i prövnings- huvudet (1) är anordnade i rörelseríktningen (5) efter varandra på sådant sätt att den första sonden eller sondgruppen (46) ligger mellan den främre och mellersta avkännaren (48, 49) den andra sonden eller sondgruppen (47) mellan den mellersta och den bakersta avkännaren(49,50) u--u- - u - - _ ~ n-