УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ КРУГЛОГО ПРОКАТА Российский патент 2008 года по МПК G01N29/04 

Предлагаемое изобретение относится к области неразрушающего контроля качества продукции металлургической промышленности с применением электромагнитно-акустических преобразователей и может быть использовано для обнаружения дефектов на круглом сортовом прокате.

Известна установка для бесконтактного ультразвукового контроля сортового проката и труб, в которой, с целью защиты электромагнитно-акустических преобразователей (ЭМАП) от повреждений при проходе под ними объекта контроля (ОК), последние снабжены механизмами подъема и опускания на поверхность объекта контроля [1].

Однако полностью исключить повреждения ЭМАП в известном изобретении нельзя, так как на поверхности ОК всегда имеются наружные дефекты, выступающие за пределы поверхности ОК, например отслоения или вкатанная окалина, которые могут в любой момент контроля повредить защитную керамическую пластину, отделяющую катушку индуктивности ЭМАП от ОК.

Известен следящий привод, содержащий измерительный модуль, который установлен на вал, соединенный с механизмом перемещения и являющийся центром и осью качания измерительного модуля [2]. К недостатку известного модуля относится жесткий контакт рабочей поверхности ЭМАП с ОК, большой вес и сложность конструкции.

Известен ЭМАП, в котором корпус концентраторов укреплен на полом цилиндре при помощи двух шарниров и рамки, один шарнир соединяет корпус концентраторов с рамкой, а другой шарнир соединяет рамку с полым цилиндром, корпус в центральной части выполнен в виде цилиндра и снабжен пластиной, к которой прикреплена подложка [3]. Недостатком известного ЭМАП является жесткое соединение корпуса ЭМАП с подложкой, на которую приходятся все ударные нагрузки со стороны ОК при его прохождении под ЭМАП и, как следствие, незащищенность ЭМАП от повреждений.

Задачей заявляемого изобретения является увеличение долговечности ЭМАП.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для ультразвукового контроля круглого проката, содержащем электромагнитно-акустический преобразователь, опоры, подложку и систему регулирования положения электромагнитно-акустического преобразователя относительно поверхности объекта контроля, система регулирования содержит две рычажные системы, одна из которых, предназначенная для совмещения оси объекта контроля с осью симметрии электромагнитно-акустического преобразователя, выполнена в виде плоской рычажной системы, смонтированной на кронштейне и содержащей два рычага, соединенных между собой вилкой, установленной на оси, расположенной в плоскости симметрии электромагнитно-акустического преобразователя, снабженных отбойниками, и два рычага, соединенных шарнирно с кронштейном, при этом рычаги с отбойниками попарно связаны между собой при помощи пружины и шарнирно связаны с рычагами, шарнирно соединенных с кронштейном, другая рычажная система, предназначенная для прижима и опускания устройства на поверхность объекта контроля или его подъема, выполнена в виде двух пар параллельных рычагов, соединенных шарнирно, например, при помощи сферических подшипников, через кронштейн и оси с опорой, и снабжена приводом, например пневмоцилиндром, оборудованным механизмом перемещения по опоре, корпус электромагнитно-акустического преобразователя установлен с возможностью независимого перемещения относительно поверхности объекта контроля и подложки, жестко связанной с кронштейном, путем установки его на опоры качения, например на линейные подшипники, корпуса которых установлены на планке, при этом корпус электромагнитно-акустического преобразователя установлен с возможностью перемещения на определенную величину относительно планки и фиксирования на определенном расстоянии от объекта контроля при помощи, например, винтов для создания гарантированного зазора между электромагнитно-акустическим преобразователем и объектом контроля независимо от положения подложки при ее скольжении по поверхности объекта контроля, корпуса линейных подшипников закреплены жестко на кронштейне, например, при помощи болтов, а штоки линейных подшипников закреплены жестко на планке, например, при помощи гаек.

Кроме того, для обеспечения надежного входа объекта контроля в устройство со стороны входа цилиндрическая часть подложки имеет фаску.

Описание чертежей

На фиг.1 показано устройство в плане - вид Б.

На фиг.2 показан разрез В-В по линейным подшипникам.

На фиг.3 показан разрез А-А по планке, линейному подшипнику и рычагам с отбойниками.

На фиг.4, вид Г, показана рычажная система для прижима и опускания или подъема устройства относительно объекта контроля с местными разрезами по рычагам и электромагнитно-акустическому преобразователю.

Описание конструкции устройства

Устройство для ультразвукового контроля круглого проката содержит опору 1, на которой установлена рычажная система 2, состоящая из двух пар рычагов 3, соединенных, например, при помощи сферических шарниров 4 и 5 с кронштейном 6, на котором смонтирована рычажная система 7 с электромагнитно-акустическим преобразователем 8.

Для настройки рычажной системы 2 предусмотрены пневмоцилиндр 9, механизм 10, состоящий из втулки 11, установленной с возможностью скольжения по направляющим Н, выполненным в опоре 1, и винт 12, установленный на кронштейне 13, укрепленный на установке для ультразвукового контроля круглого проката (установка условно не показана).

Рычажная система 7 содержит кронштейн 14, на котором смонтированы два рычага 15, соединенных между собой вилкой 16, установленной на оси 17, расположенной в плоскости симметрии электромагнитно-акустического преобразователя 8, снабженных отбойниками 18, и два рычага 19, соединенных при помощи шарниров 20 с кронштейном 14, при этом рычаги 15 с отбойниками 18 попарно связаны между собой при помощи пружины 21, а при помощи шарниров 22 связаны с рычагами 19.

Корпус 23 электромагнитно-акустического преобразователя 8 установлен с возможностью независимого перемещения относительно поверхности объекта контроля 25 и подложки 24, жестко связанной с кроншнейном 14 путем установки его на опоры качения, например на линейные подшипники 26, корпуса 27 которых установлены на планке 28, при этом корпус 23 электромагнитно-акустического преобразователя 8 установлен с возможностью перемещения на определенную величину S относительно планки 28 при помощи винтов 29 и фиксирования на определенном расстоянии от объекта контроля 25 при помощи винтов 30 для создания гарантированного зазора δ независимо от положения подложки 24 при ее скольжении по поверхности объекта контроля 25. Корпуса 27 линейных подшипников 26 закреплены жестко на кронштейне 14 при помощи болтов 31, а штоки 32 линейных подшипников 26 закреплены жестко на планке 28 при помощи гаек 33.

Таким образом, ЭМАП 8 и планка 28 «плавают» в пределах хода S штоков 32 относительно подложки 24 при воздействии на ЭМАП дефектов, выступающих на поверхности ОК.

При отсутствии дефектов подложка 24 скользит по поверхности OK, a ЭМАП скользит над поверхностью ОК с гарантированным зазором δ.

Кроме того, для обеспечения надежного входа объекта контроля 25 в устройство со стороны входа цилиндрическая часть подложки 24 имеет фаску.

Принцип действия устройства для ультразвукового контроля круглого проката.

При помощи пневмоцилиндра 9 устройство для ультразвукового контроля круглого проката 31 предварительно опускается на необходимое расстояние от ОК 25 в зависимости от диаметра прутка. При помощи винтов 29 ЭМАП 8 устанавливается на расстоянии δ от поверхности ОК25 и фиксируется в этом положении при помощи винтов 30. При прохождении прутка через устройство для ультразвукового контроля круглого проката 31 пруток передним концом раздвигает рычажную систему 7 с отбойниками 18 и самоцентрируется относительно оси симметрии ЭМАП.

Таким образом, рычажная система 2 настраивает устройство на определенный диаметр прутка, а рычажная система 7 центрирует пруток по оси симметрии ЭМАП 8, обеспечивает необходимый зазор δ между поверхностью ЭМАП 8 и поверхностью ОК и перемещение ЭМАП по вертикали независимо от положения подложки 24.

Если на пути ЭМАП встретится препятствие, например наружный дефект в виде нароста окалины или отслоения, то подложка 24 и ЭМАП 8 пройдут над препятствием независимо друг от друга. То есть на керамическую пластину 34, защищающую катушки индуктивности 35 от ударов наружных дефектов на поверхности ОК, будет действовать только сила притяжения ЭМАП 8 к прутку плюс вес ЭМАП 8, а не вес всего устройства, так как за счет линейных подшипников под действием удара ЭМАП 8 за счет хода S поднимется вверх. При этом на керамическую пластину 34 будет действовать значительно меньшая сила, которая не приведет к ее разрушению.

Предлагаемая конструкция позволяет проводить более качественный УЗ контроль прутков и увеличить срок службы ЭМАП.

Источники информации

1. Патент РФ №2238553.

2. Патент РФ №2259502.

3. Патент РФ №2247979.

Использование: для ультразвукового контроля круглого проката. Сущность: заключается в том, что устройство для ультразвукового контроля круглого проката содержит электромагнитно-акустический преобразователь, опоры, подложку и систему регулирования положения электромагнитно-акустического преобразователя относительно поверхности объекта контроля, при этом система регулирования содержит две рычажные системы, одна из которых, предназначенная для совмещения оси объекта контроля с осью симметрии электромагнитно-акустического преобразователя, выполнена в виде плоской рычажной системы, смонтированной на кронштейне и содержащей два рычага, соединенных между собой вилкой, установленной на оси, расположенной в плоскости симметрии электромагнитно-акустического преобразователя, снабженных отбойниками, и два рычага, соединенных шарнирно с кронштейном, другая рычажная система, предназначенная для прижима и опускания устройства на поверхность объекта контроля или его подъема, выполнена в виде двух пар параллельных рычагов, соединенных шарнирно при помощи сферических подшипников, через кронштейн и оси с опорой, и снабжена приводом, оборудованным механизмом перемещения по опоре, корпус электромагнитно-акустического преобразователя установлен с возможностью независимого перемещения относительно поверхности объекта контроля и подложки, жестко связанной с кроншнейном, путем установки его на опоры качения. Технический результат: увеличение долговечности электромагнитно-акустического преобразователя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для ультразвукового контроля круглого проката, содержащее электромагнитно-акустический преобразователь, опоры, подложку и систему регулирования положения электромагнитно-акустического преобразователя относительно поверхности объекта контроля, отличающееся тем, что система регулирования содержит две рычажные системы, одна из которых, предназначенная для совмещения оси объекта контроля с осью симметрии электромагнитно-акустического преобразователя, выполнена в виде плоской рычажной системы, смонтированной на кронштейне и содержащей два рычага, соединенных между собой вилкой, установленной на оси, расположенной в плоскости симметрии электромагнитно-акустического преобразователя, снабженных отбойниками, и два рычага, соединенных шарнирно с кронштейном, при этом рычаги с отбойниками попарно связаны между собой при помощи пружины и шарнирно связаны с рычагами, шарнирно соединенными с кронштейном, другая рычажная система, предназначенная для прижима и опускания устройства на поверхность объекта контроля или его подъема, выполнена в виде двух пар параллельных рычагов, соединенных шарнирно, например, при помощи сферических подшипников через кронштейн и оси с опорой, и снабжена приводом, например пневмоцилиндром, оборудованным механизмом перемещения по опоре, корпус электромагнитно-акустического преобразователя установлен с возможностью независимого перемещения относительно поверхности объекта контроля и подложки, жестко связанной с кроншнейном, путем установки его на опоры качения, например на линейные подшипники, корпуса которых установлены на планке, при этом корпус электромагнитно-акустического преобразователя установлен с возможностью перемещения на определенную величину относительно планки и фиксирования на определенном расстоянии от объекта контроля, например, при помощи винтов для создания гарантированного зазора между электромагнитно-акустическим преобразователем и объектом контроля независимо от положения подложки при ее скольжении по поверхности объекта контроля, корпуса линейных подшипников закреплены жестко на кронштейне, например, при помощи болтов, а штоки линейных подшипников закреплены жестко на планке, например, при помощи гаек.2. Устройство для ультразвукового контроля круглого проката по п.1, отличающееся тем, что для обеспечения надежного входа объекта контроля в устройство со стороны входа цилиндрическая часть подложки имеет фаску.