Устройство для ультразвукового контроля изделий Советский патент 1990 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к устройствам для неразрушающего контроля и может быть использовано при контроле швов котлоагрегатов и труб.

Цель изобретения - повышение качества и производительность контроля за счет вращения преобразователей и поворота локальных иммерсионных ванн.

На фиг.1 изображено устройство для ультразвукового контроля, общий вид; на фиг.2 - вид А-А на фиг.1; на фиг.З - вид Б на фиг.1.

Устройство для ультразвукового контроля изделий содержит основание

(не обозначено) в виде перемещающейся каретки, два роторных ультразвуковых преобразователя, каждый из которых выполнен в виде неподвижного статора 1, размещенного в нем ротора 2 с токосъемниками 3, снабженными подвижными элементами 4, осью 5 ротора 2, и закрепленные в роторе 5 пьеэоэлементы 6 и 7, на статоре 1 закреплен неподвижный элемент 8 токосъемника 3, соединенный с высокочастотным разъемом 9, по оси ротора 2 выполнено осевое отверстие 10, в которое ввернут штуцер 11 с надетым на него шлангом 12 подвода контактной жидкости 13.

01

ОЭ 0

X) 00

Каждый роторный преобразователь связан с механизмом его линейного перемещения, включающим в себя корпус 14 с осью 15, к которому прикреплен шестеренчатый механизм пространственной ориентации преобразователей,включающий в себя привод 16, на валу 17 которого закреплена приводная шестерня 18, вал 19, один конец которого снабжен зубчатым колесом 20, а на втором его конце размещена корончатая шестерня 21, второй вал 22 со второй корончатой шестерней 23 на одном его конце и с конической шестерней 24 на его свободном конце, на роторе закреплена вторая коническая шестерня 25, связанная с шестерней 24. К статору 1 прикреплены два кронштейна 26, соединенные плоской пружиной 27 с каж дои из двух консолей 28, соединенных с корпусом 14 с помощью оси 15. В свою очередь корпус 14 с помощью оси 29 соединен со сканирующим механизмом 30, связанным с основанием. К корпусу 14 жестко прикреплен рычаг 31 к которому с помощью петлевого шарнира 32 прикреплен привод в виде штока 33 и силового цилиндра 34, свободным своим концом прикрепленного к скани- рующему механизму 30. К неподвижному статору 1 с возможностью поворота прикреплена локальная иммерсионная ванна 35, боковая поверхность которой выполнена по форме зубчатого колеса

36,а контактная поверхность (не обозначена) иммерсионной ванны 35 выполнена по форме контролируемого изделия

37.К сканирующему механизму 30 для контакта с контролируемым изделием 37 подкреплен подпятник 38, с которым соединен механизм ориентации иммерсионной ванны 35, выполненный в виде консоли 39 с зубчатым сектором 40, кинематически связанным с зубчатым колесом 36 иммерсионной ванны 35. Механизм перемещения двух роторных преобразователей относительно друг друга выполнен в виде соединенного с поворотными корпусом 14 вильчатого кронштейна 41 и ходового винта 42 с правой и левой нарезкой от его сере- дины, кинематически соединенного с обоими кронштейнами 26 для крепления роторных преобразователей„ На консолях 28 установлены сухарики 43, облегчающие поворот кронштейнов 26 с преобразователями. Кронштейны 26 соединены с консолями 28 с помощью осей

10

15

2025 , зо 35

40

45

50

55

44. Устройство содержит свободные концы 45 плоских пружин 27 и торцовая поверхность 46 поворотных сухариков 43.

Устройство для ультразвукового контроля изделий работает следующим образом.

Перед началом контроля устройство с помощью сканирующего механизма 30 устанавливается на контролируемое изделие 37 таким образом, чтобы контролируемого изделия 37 коснулись иммерсионные ванны 35 и подпятник 38, при этом ультразвуковые преобразователи устанавливаются так, чтобы пье- зоэлементы 6 и 7 прозвучивали, например, сварной гаов (не показано) изделия 37. Одновременно с этим начинают изгибаться свободные концы 45 плоских пружин 26, закрепленных на кронштейнах 26, опирающихся на торцовые поверхности 46 поворотных сухариков 43. Это осуществляется до тех пор, пока подпятник 38 поворотного корпуса 14 устройства не установится на поверхность контролируемого изделия 37. При контроле цилиндрических и сферических изделий 37 каждая локальная иммерсионная ванна 35 самоориентируется, так как их торцовые поверхности выполнены по профилю изделия 37.

После этого к штуцеру 11 подсоединяется шланг 12 подачи контактной жидкости 13, а высокочастотные разъемы 9 соединяются с дефектоскопом (не показано). После этого пьезоэлементы 6 и 7 вручную или с помощью привода 16 устанавливают один против другого, изменяя расстояние между роторными ультразвуковыми преобразователями вращением ходового винта 42, установленного на вильчатом кронштейне 41, до появления на экране дефектоскопа максимальной величины амплитуды сигнала через стенку контролируемого изделия 37 при работе пьезоэлементов 6 и 7 в зеркально-теневом варианте. При этом в токосъемнике 3 совмещают подвижные элементы 4 с неподвижными элементами 8. При контроле в изделиях 37 сварных швов (не показаны) оба статора 1 с пьезоэлементами 6 и 7 устанавливаются по обеим сторонам шва.

Для проведения контроля включают привод 16, в результате чего вращение от вала 17 передается приводной шестерне 18, которая передает вращение ведомым шестерням 20, установленным на валах 19 в поворотных сухариках 43. Вращение передается на вторые валы 22 с помощью зубчатых корончатых шестерен 21 и 23 и приводит во вращение роторы 2 через конические шестерни 24 и 25. Одновременно с вращением роторов 2 ультразвуковых преобразователей последние перемещаются сканирующим механизмом 30, например, вдоль оси контролируемого сварного шва. В результате таких перемещений пьезоэлементы 6 и 7 совершают движение по плоской спиральной траектории.

В процессе контроля изделий с криволинейной поверхностью (цилиндры) сферы каждый роторный ультразвуковой преобразователь самоустанавливается по нормали к поверхности изделия 37 за счет плоских пружин 26, осей 44 и сухариков 43, установленных на вильчатой консоли 28. В каждом узле крепления кронштейн 26 изменяет угловое положение относительно своего суха- рика 43 за счет осей 44.

При переходе с поиска дефектов в продольном шве на поиск дефектов в кольцевом шве цилиндрического изде- лия 37, продольные оси которых расположены под углом 90° один к другому устройство приподнимается над изделием 37 и разворачивается на 90 за счет включения в работу цилиндра 34 и штока 33, который через петлевой шарнир 32 воздействует на рычаг 31 и разворачивает роторные ультразвуковые преобразователи вокруг петлевого шарнира 29 вместе с поворотом оси 15, с помощью которой консоли 28 прикреплены к поворотному корпусу 14. В процессе поворота каждая локальная иммерсионная ванна 35 своим зубчатым колесом 36 входит в зацепление с зубчатым сектором 40, жестко закрепленным на консоли 39. При этом протяженность зубчатого сектора 40 выбрана такой, чтобы разворот локальных иммерсионных ванн 35 производился на 90°, и прилегающие поверхности ванн 35 сохраняют ориентацию кривизны контролируемого изделия 37.

Формула изобретения

1. Устройство для ультразвукового контроля изделий, содержащее основание, соединенные с ним роторный ультразвуковой преобразователь, механизм его линейного перемещения с корпусом шестеренчатый механизм пространственной ориентации преобразователя с приводом, соединенная с роторным преобразователем локальная иммерсионная ванна, поворотный корпус механизма вращения преобразователя и соединенный с поворотным корпусом кронштейн, на котором установлен роторный преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повышения качества и производительности контроля, оно снабжено вторым кронштейном, установленным на нем вторым роторным преобразователем с локальной иммерсионной ванной, механизмом перемещения преобразователей относительно друг друга и механизмом ориентации локальной иммерсионной ванны, шестеренчатый механизм пространственней ориентации преобразователей выло; пен в виде вала, один конец которого снабжен зубчатым колесом и соединен с приводом, а второй конец вала снабжен корончатой шестерней, второго вала со второй корончатой шестерней на его конце, взаимодействующей с первой корончатой шестерней и с конической шестерней на свободном его конце, и второй конической шестерни, закрепленной на роторном преобразователе и связанной с первой конической шестерней.

2.Устройство по п 1, отличающееся тем, что боковая поверхность иммерсионной ванны выполнена по форме зубчатого колеса и установлена на корпусе роторного преобразователя с возможностью поворота,

3.Устройство по пп.1 и 2, о т - личающееся тем, что механизм ориентации локальной иммерсионной ванны выполнен в виде жестко соединенной с корпусом консоли с зубчатым сектором на ее свободном конце, кинематически связанным с боковой поверхностью иммерсионной ванны.

fc

см

л

N

Вид 5

Изобретение относится к устройствам для ультразвукового контроля изделий и может быть использовано для контроля швов котлов и труб. Целью изобретения является повышение качества и производительности контроля за счет применения механизма ориентации локальной иммерсионной ванны и механизма перемещения преобразователей относительно друг друга в процессе контроля. Устройство содержит линейно перемещающийся в процессе контроля корпус, установленный на нем привод с ведущей шестерней, соединенные с корпусом с помощью кронштейнов роторные ультразвуковые преобразователи, привод вращения преобразователей и механизм ориентации локальной иммерсионной ванны. В процессе контроля вращение от привода через шестеренчатую передачу передается на ультразвуковые преобразователи, к которым подается иммерсионная жидкость. Одновременно преобразователи имеют линейное перемещение. Для изменения направления контроля производится поворот ультразвуковых преобразователей и закрепленных на них локальных иммерсионных ванн. 3 ил., 2 з.п.ф-лы.

Л VJ

ft

2Б

//////////////////////S///X7//////SS//

222337

Фие.д