SU1538117A1 - Способ ультразвукового контрол качества изделий в виде тела вращени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  ультразвукового контрол  сферических изделий. Целью изобретени   вл етс  повышение производительности за счет увеличени  зоны контрол  и, следовательно, уменьшение продолжительности ее сканировани . В иммерсионной ванне 2 устанавливают излучающий и приемный фокусирующие преобразователи 4, 5 с диаметрально противоположных сторон издели  10. Устанавливают его так, что ось вращени  ОЪЪОЪЪ, образует с акустической осью осью ОЪОЪ преобразователей 4, 5 угол α, в результате чего за один полный оборот издели  в каждый момент времени контролируетс  зона поверхности, равна  ширине и суммарной высоте преобразователей 4 и 5, что уменьшает продолжительность сканировани  издели . 2 ил.

Description

315

Изобретение относитс  к неразруша- клцему контролю и может быть использовано дл  ультразвукового контрол  сферических изделий, например дл  контрол  качества адгезии напыленного покрыти  на шаровых пальцах рулевого управлени  большегрузных автомобилей .

Целью изобретени   вл етс  повыше- ние производительности контрол  за счет уменьшени  продолжительности сканировани  поверхности издели , На фиг.1 схематично изображено устройство, реализующее способ ульт- развукового контрол  качества изделий в виде тепа вращени ; на фиг„2 - пьезоэлемент с фокусирующей накладкой .

Устройство содержит корпус 1, внут ренн   часть которого  вл етс  иммерсионной ванной 2, в донной части которой установлена кольцева  опора 3, а на внутренних боковых поверхност х ванны 2 соосно и оппозитно установле- ны излучающий и и приемный 5 пьезо- преобразователи с фокусирующими накладками 6 и 7. На верхней поверхности корпуса 1 установлена с возможностью перемещени  углова  опора 8, фиксируема  винтом 9„

Внутренний диаметр и высоту коль- цевой опоры 3 выбирают таким образом что диаметральное сечение контролируемого издели  10, например сферы с хвостовиком 11, параллельное плос- кости дна ванны 2, овпадало с главной акустической осью О1 О пьезопре- образователей 4 и 5. При этом изделие 10 размещают так, что ось его вращени  образует с акустической осью преобразователей 4 и 5 угол oi , который выбирают согласно выражению

oi tf/2 + arctg a/Hj 0) где а - высота преобразователей; Н - рассто ние между излучающим и приемным преобразовател ми «

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Устанавливают контролируемую сферу 10 с хвостовиком 11 на кольцевую опору 3„ Прижимают хвостовик 11 к угловому упору 8. Перемещают угло- вой упор 8 по верхней поверхности корпуса 1 и закрепл ют его винтом в таком положении, что площадь экваториального сечени  сферы 10 совпадает с пр мой, соедин ющей нижний край поверхности фокусирующей накладки 7 преобразовател  5 с верхним краем накладки 6 преобразовател  4. Наливают в иммерсионную ванну 2 контактную жидкость, подключают пьезо- преобразователи 4 и 5 к разъемам ультразвукового дефектоскопа (не показаны), работающего в раздельном (теневом) режиме, и поворачивают сферу 10 посредством вращени  хвостовика 11 на 360°, фиксиру  ось вращени  сферы 10 относительного корпуса 1 путем прижима сферы 10 к опоре 3 и хвостовика 11 к угловому упору 8, Наличие расслоений между материалом сферы 10 в области про- звучивани  флксируют по уменьшению амплитуды сигнала на дефектоскопе. За счет размещени  сферы 10, так что ось ее вращени  Ог о образует с акустической осью О1О преобразователей 4 и 5 угол ot , выбранный согласно выражению (1), за один полный оборот сферы в каждый момент времени контролируетс  зона поверхности, равна  ширине и суммарной высоте преобразователей 4 и 5. У поверхности сферы 10, обращенной к преобразователю 5, контролируетс  часть поверхности , расположенна  выше плоскости экваториального сечени , а у поверхности сферы 10, обращенной к преобразователю 4, контролируетс  часть поверхности , расположенна  ниже плоскости экваториального сечени  сферы 10,

Дл  получени  максимальной чувствительности ультразвук (УЗК) фокусируют на рассто нии Н/2 от преобразователей по акустической оси. Именно при таком фокусном рассто нии коэффициент прозрачности на границе иммерсионной среды с изделием максимален (УЗК падает нормально на поверхность издели ). В зависимости от технологии контрол  и предъ вл емых к нему требований фокусирующую накладку на пьезоэлементы выполн ют либо в виде набора дискретных пластин , перекрывающих определенные зоны поверхности излучени  пьезоэлемен та или сдвигающих в них фазу, либо дл  фокусировки на пьезоэлементы устанавливают фокусирующие линзы.

В первом случае дл  фокусировки н пьезоэлементы нанос т полосы звукопоглощающего материала (фиг.2) дискsI5381

ретно по обе стороны от акустической оси на участках, определ емых из соотношени 

)п- ,

r«e Убч

4nV

+ ...;

(3)

(4

Выражение дл  у gn и упп определи- етс  из услови , при которых сдвиг фаз дл  активных (излучающих) участков поверхности пьезоэлементов не превышает 7(2п+1) (п 1,2,3...), где yg и уоп рассто ние от акус- тической оси до ближнего и дальнего краев п-й звукопоглощающей полосы (Фиг.2);

S п - ширина звукопоглощающей полосы;

- длина волны иммерсионной жидкости; Н - рассто ние между излучающими поверхност ми преобразователей .

Выражени  (2)-(4) определ ютс  из условий, при которых сдвиг фаз дл 

активных излучающих участков поверхности пьезоэлементов не превышает . В качестве звукового поглотител  используютс  тонкие слои прессованного пенопласта,

В другом случае дл  того, чтобы повысить энергию излучаемых колебаний в места зон, определ емых выражением (2), устанавливают звукопровод- ные полосы, сдвигающие фазу упругой волны по отношению к соседним участкам на и , При этом толщина звуко- проводных пластинок определ етс  из выражени 

d (2f)-1ce с (с е- с Л,

где f - рабоча  частота преобразовател ; скорости звука в материа-

ле полос и жидкости, В качестве материала дл  звукопрозрачных пластин может быть использовано оргстекло, алюминий.

Дл  фокусировки ультразвука на пьезоэлементы можно устанавливать фокусирующую накладку, имеющую форму линзы с фокусным рассто нием Н/2. Рассчитанна  дл  этого случа  форма

0 5

0

5

0

5

0 5

0

176

излучающей поверхности линзы имеет

внд:а

Y - Н-Х-(Се - СА )Се ,

где X - координата, совпадающа  с

акустической осью; Y - координата, перпендикул рна  X и лежаща  в плоскости расположени  акустической оси и оси вращени  издели .

В качестве вещества линзы может быть использован глицерин, алюминий, оргстекло. Если ширина зондирующего импульса достаточно больша ,то, исход  из простоты, предпочтительны накладки из звукопрозрачных или плоских звукопрозрачных пластин, устанавливаемых на излучаюшей поверхности пьезоэлементов (фиг.2). Если же по методике контрол  требуетс  короткий зондирующий импульс (например , при контроле изделий малых размеров ) , то в качестве фокусирующей накладки используют акустическую линзу (фиг.1).

Claims (1)

1. Таким образом, предлагаемый способ позвол ет значительно повысить производительность контрол  качества сплавлени  покрыти  с основным материалом на сферических издели х за счет расширени  зоны контрол  при сохранении чувствительности во врем  сканировани  и, следовательно, уменьшени  его продолжительности. Формула изобретени 

   Способ ультразвукового контрол  качества изделий в виде тела вращени , заключающийс  в том, что устанавливают в иммерсионной ванне контролируемое изделие, осуществл ют его вращение , в процессе которого ввод т в изделие ультразвуковые колебани  излучающим преобразователем, принимают сигналы приемным преобразователем и по амплитуде прин тых сигналов суд т о качестве издели , отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности контрол , устанавливают излучающий и приемный фокусирующий преобразователи с диаметрально противоположных сторон издели , размещают изделие так, что ось его вращени  образует с акустической осью преобразователей угол оЈ , который выбирают согласно выражению

   i

   сЈ /2 + arctg а/Н, где а - высота преобразователей;

   Н - рассто ние между излучаюпгим и приемным преобразовател ми.

   &t/&2