УСТАНОВКА УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК Российский патент 1997 года по МПК G01N29/26 

Изобретение относится к области исследования материалов с помощью ультразвуковых колебаний и может быть использовано для контроля качества цилиндрических заготовок.

Известна установка ультразвукового контроля слитков модели "Сплав-1", содержащая ванну иммерсионную, валки вращения слитков, привод валков, штанги, закрепленные в иммерсионной ванне, каретку с искательной головкой, привод каретки, державку с роликом в качестве торцевого упора [1]
Недостатком известной установки является уменьшение ресурса работы валков за счет ударных нагрузок на подшипники, возникающих при загрузке заготовок на контроль.

Известен ультразвуковой дефектоскоп с модернизированной механической частью, содержащий иммерсионную ванну с направляющими, траверсу с пьезоэлектрическими преобразователями, закрепленными на траверсе, опоры вращения заготовок с приводом, привод перемещения траверсы с датчиком линейных координат и торцевой упор с вращающимся диском [2]
Недостатком известной установки является недостаточная точность определения положения обнаруживаемых дефектов ввиду отсутствия регистрации их угловых координат и снижение ресурса работы опор вращения заготовок за счет трения скольжения поверхностей опор и заготовок, возникающего при непараллельности расположения продольных осей последних, а также за счет ударных нагрузок, возникающих при загрузке изделий на контроль.

Предлагается установка ультразвукового контроля цилиндрических заготовок, содержащая иммерсионную ванну с направляющими, на которых смонтирована траверса с пьезоэлектрическими преобразователями, привод траверсы, опоры вращения заготовок с приводом, торцевой упор с диском, дефектоскопическую, регистрирующую аппаратуру и систему управления.

Установка снабжена направляющими, параллельными направляющим иммерсионной ванны, кареткой с приводом и с механизмом отсчета угловых координат, смонтированной на этих направляющих, устройством вертикального перемещения заготовок. Механизм отсчета угловых координат в виде подпружиненного ролика с приводом вертикального перемещения, датчика углов поворота, установленного на подпружиненном валу, с противоположной стороны которого установлена полумуфта, при этом вал выполнен с возможностью горизонтального перемещения, а торцевой упор с диском закреплен на каретке, а диск подпружинен.

Предлагаемая установка отличается от прототипа тем, что она снабжена направляющими, параллельными направляющим иммерсионной ванны, кареткой с приводом и с механизмом отсчета угловых координат, смонтированной на этих направляющих, устройством вертикального перемещения заготовки, при этом механизм отсчета угловых координат выполнен в виде подпружиненного ролика с приводом вертикального перемещения, датчика углового поворота, установленного на подпружиненном валу, с противоположной стороны которого установлена полумуфта, при этом вал выполнен с возможностью горизонтального перемещения, торцевой упор с диском закреплен на каретке, а диск подпружинен.

Техническим результатом применения предлагаемой установки является повышение точности определения расположения дефектов в заготовках за счет определения их угловых координат, что сокращает время на поиск и исследование дефектов при их подтверждении. Кроме того, увеличивается ресурс работы опор вращения скольжения между поверхностями опор вращения и заготовки из-за параллельного расположения продольных осей последних.

На фиг. 1 показана кинематическая схема предложенной установки; на фиг. 2 узел перемещения заготовки на опоры вращения.

Предлагаемая установка ультразвукового контроля цилиндрических заготовок содержит иммерсионную ванну 1 с направляющими 2, на которых смонтирована траверса 3 с пьезоэлектрическими преобразователями 4, привод 5 траверсы 3 с датчиком 6 линейных координат, опоры 7 вращения заготовок с приводом 8, торцевой упор 9 с диском 10, и не показанные на чертеже дефектоскопическую, регистрирующую аппаратуру и систему управления. Установка снабжена направляющими 11, параллельными направляющим 2, иммерсионной ванной 1, кареткой 12 с приводом 13 и с механизмом отсчета угловых координат, смонтированной на этих направляющих 11, устройством вертикального перемещения заготовок. Механизм отсчет угловых координат выполнен в виде подпружиненного ролика 14 с приводом 15 вертикального перемещения датчика 16 углов поворота, установленного на подпружиненном валу 17, с противоположной стороны которого установлена полумуфта 18, при этом вал 17 выполнен с возможностью горизонтального перемещения с помощью привода 19, торцевой упор 9 с диском 10 закреплен на каретке 12, диск 10 подпружинен, а оси вращения ролика 14 и полумуфты 18 механизма отсчета угловых координат расположены в вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения диска 10 торцевого упора 9. Иммерсионная ванна 1 выполнена с отверстиями 20, а устройство вертикального перемещения заготовки выполнено, например, в виде горизонтальной призмы 21, шарнирно связанной с проходящей через отверстие 20 иммерсионной ванны 1 штоками 22, шарнирно соединенными с опорами 23, механизма 24 синхронного подъема штоков 22 и его привода 25. Опоры 7 вращения заготовок в иммерсионной ванне 1 установлены неподвижно.

Работа установки осуществляется следующим образом.

Перед контролем на торце заготовки 26 соосно ее продольной оси крепится полумуфта 27, после чего заготовка 26 загружается на призму 21 устройства вертикального перемещения заготовки 26 полумуфтой 27 в сторону механизма отсчета угловых координат.

При включении привод 25 механизм 24 синхронного перемещения штоков 22, своими направляющими 28 связанный с опорами 23 штоков 22, опускает призму 21. При этом заготовка 26 плавно ложится на опоры 7 вращения заготовки 26.

При включении привода 13 каретка 12 с механизмом отсчета угловых координат и торцевым упором 9 с диском 10 перемещается с рабочей скоростью в сторону, контролируемой заготовки 26. В момент касания диска 10 с торцевой поверхностью заготовки 26 скорость перемещения каретки 12 переходит с рабочей на ползучую, при которой выбирается подпружиненный свободный ход диска 10. Одновременно с окончанием свободного хода диска 10 выключается привод 13 и включается 15. При этом подпружиненный ролик 14 опускается. В момент касания последнего с цилиндрической поверхностью полумуфты 27 скорость перемещения подпружиненного вала 17 с датчиком 16 и полумуфтой 18 механизма отсчета угловых координат переходит с рабочей на ползучую, при этом сжимается пружина 29 ролика 14. В момент совпадения продольных осей полумуфт 18 и 27 приводы 15 и 19 отключаются и вал 17 с датчиком 16 углов поворота и полумуфтой 18 перемещается в сторону заготовки 26. При этом происходит сцепление полумуфт 18 и 27 и установка принимает исходное положение перед контролем. Включаются приводы 8 и 5, заготовка 26 начинает вращаться на опорах 7, а пьезоэлектрический преобразователь 4 перемещается в сторону заготовки 26. При регистрации первого сигнала, отраженного от поверхности заготовки 26, показания датчика 16 и 6 обнуляются и начинается отсчет координат датчиком 6 по длине заготовки 26, а датчиком 16 по углу. Момент прекращения регистрации сигнала, отраженного от поверхности заготовки 26, свидетельствует об окончании процесса контроля.

Последовательным включением приводов 19 и 15, а затем одновременным - приводом 5 и 13, переводят подпружиненный ролик 14, вал 17 с датчиком 16 углов поворота и полумуфтой 18, каретку 12 и траверсу 3 в исходное перед контролем положение.

При необходимости подтверждения и исследования выявленных дефектов, когда установка находится в исходном положении перед контролем, включают привод 8 опор 7 вращения заготовки 26 и 5 перемещение траверсы 3 с пьезоэлектрическим преобразователем 4; последний из которых выключается при достижении пьезоэлектрическим преобразователем 4 зарегистрированной линейной координаты, а первый угловой.

С установленного определенного расстояния до дефекта по линейной координате, а затем по углу, приводы последовательно переходят с рабочей скорости на ползучую.

Предлагаемое техническое решение позволит повысить точность определения расположения дефектов в заготовках и сократить тем самым время на их поиск на 20% а также увеличить ресурс работы опор вращения заготовок на 25% и установки в целом.

Область использования: изобретение относится к области исследование материалов с помощью ультразвуковых колебаний, и может быть использовано для контроля качества цилиндрических заготовок. Сущность: установка ультразвукового контроля цилиндрических заготовок содержит иммерсионную ванну, траверсу с пьезоэлектрическими преобразователями, дефектоскопическую, регистрирующую аппаратуру и систему управления. Установка снабжена направляющими, кареткой с приводом и с механизмом отсчета угловых координат, и устройством вертикального перемещения заготовки. Иммерсионная ванна выполнена с отверстиями, а устройство вертикального перемещения заготовки выполнено в виде горизонтальной призмы. Опоры вращения заготовок в иммерсионной ванне установлены неподвижно. Техническим результатом применения предлагаемой установки является повышение точности определения расположения дефектов в заготовках за счет определения угловых координат, что сокращает время на поиск и исследование дефектов при их подтверждении. 2 ил.

Установка ультразвукового контроля цилиндрических заготовок, содержащая иммерсионную ванну с направляющими, на которых смонтирована траверса с приводом, торцовый упор с диском, установленные в иммерсионной ванне опоры вращения заготовок с приводом, дефектоскопическую аппаратуру, пьезоэлектрический преобразователь, которой установлен на траверсе, регистрирующую дефекты по сечению заготовки аппаратуру и систему управления движением заготовки и траверсы, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными направляющими, параллельными направляющим иммерсионной ванны, кареткой с приводом и механизмом отсчета угловых координат, смонтированной на дополнительных направляющих, и узлом установки заготовки на опоры вращения, при этом механизм вращения отсчета угловых кординат выполнен в виде подпружиненного в направлении заготовки ролика с приводом вертикального перемещения, подпружиненого в направлении заготовки и установленного с возможностью горизонтального перемещения вала, на одном торце которого установлен датчик углов поворота, а на другом смонтирована полумуфта, и второй полумуфты, предназначенной для установки на заготовку, торцовый упор с диском подпружинен в направлении заготовки и закреплен на каретке, а регистрирующая аппаратура выполнена также с возможностью регистрации дефектов по углу.