Устройство для контроля замкнутых ферромагнитных образцов Советский патент 1990 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автбматизации неразрушающего контроля изделий различной фор- ,мы, . ... , ; , , :

Целью нзобр.етеиия являет ся повышение производительности устройства. На фиг11-3 показано устройста.о с замкнутым образцом сложного профиля (например, обойма подшипника), три проекции; на фиг, 4 - схема распределения магнитных потоков в системе устройство - образец; на фиг,5 - две проекции пакета ферромагнитных стержней с фиксаторами и пружинами, а также и обоймы; на фнг,6 - узел соединения рычагоЬ, центрирующих штаиг, подвижного шток ,с равляклцей, две проекции; на фиг.7 - узел соединения обоймы, П-образной пластины и рычага, три проекции; на фиг, 8 и 9 - устройство в промежу- точиом положении при установке его на изделие, две проекции.

Устройство (фиг, 1-3) содержит маг нитопровод I, состоящий из двух пакетов 2 и 3 ферромагнитных стержней 4,каркасы с намагничиваздей З и с измврительнь1ми 6,7 обмотками, . центрирующе-прижимное приспособлен- ние, состоящее из направляющей В с пазом, подвижного штока 9, оси 10 .рычагов П, упругих элементов Хпру жин) 12, обойм 13, центрирующих штанг 14, упоров 15 и двух пар клиньев 16 и 17. Стержни 4 заострены со,сто роны установки на изделие, а на други:: концах выполнены с фиксаторами 18 и пружинами 19,образующими пружинные фиксаторы, собраны в два пакета, установленных в отверстиях обойм 13, и прижать острым концами к поверхности изделия 20„ Шток 9 установлен с возможностью перемещения вдоль направляющей 8 сЪвместно с о сью МО, центрирующими штангами .14 (соединенными с осью 10

3

0

5

0

5

0

5

0

5

рычагами 1 и упорами 15 (соединенными со штоком 9).

Упоры 15 установлены в кронштейнах 21 с возможностью перемещения совместно с клиньями 16 и фиксации пакетов стержней 4 клиньями 17 (размещенными на подвижных стенках каркаса 5 намагничивающей обмотки) и ограничителями 22. Направляющая 8, кронштейны 21 и ограни чители 22 расположены на каркасе 5 намагничивающей обмотки. Упругие элементы 12 соединены с рычагами 11 и с каркасом 5, Каркасы 6 и 7 с измерительнЬпчи обмотками устанойленЫ на пакетйх 2. и 3 стержней 4 со стороны их заостренных концов с возможностью перемещения совместно с пакетамн 2 и 3, П-образные плястины 23 соединены с обоймами 13 и каркасами 6 и 7 измерительных обмоток. Рычаги П шарнирно соединены с осью 10 и обоймами 13. Каркасы 5-7, направляющая 8, шток 9, ось 10, рычаги 11, обоймы 13, штанги 14, упоры 15, клинья 16 и 17, фиксаторы 18, кронштейны 2,ограничители 22 и П-образные пластины 23 выполнены, из диэлектрических немагнитных материалов, упругие элементы 12 и пружины 19 - из немагнитных мате- риалов.

Фиксаторы 16 расположены в отверстиях 24 обойм 13. Пружины 19 размещены На фиксаторах 1В и расположены между обоймами 13 и стержнями 4,упираясь своими концами в эти элементы При этом фиксаторы 18 вви нчены в соответствующие стержни 4 (фиг.5).Ось 10 расположена в пазу 25 (фиг.1), а упоры 15 соединены рукояткой 26.Гайка 27, винты 28 и 29 также вьтолнены из диэлектрических немагнитных материалов. Ось 10 выполнена в виде болта (с резьбой) и накидной гайкн 27, Соединение штока 9 с осью 10 выполнено с помощью винта 29. Центрирующие штанги 14 жестко закреплены на

двух торцах оси 10 посрелстпом винтов 28. Рычаги II в месте их сочленения с о.сью 10 выполнены с отверстиями большего диаметра, нежели диаметр оси 10 с целью свободного .ара- щения на оси 10 и установлены с люфтом между гайкой.27 (или головкой оси 10) и направляющей 8. При этом два рычага 1 1 расположены по обе сто- роны от направляющей В, выполненной с продольным пазом 25. Ось 10,гайка 27 и направляющая 8 могут быть выполнены 43 графитового фторопласта с ц.елью снижения силы трения рычагов 1I относительно этих элементов.

На фиг.7 показаны три проекции узла соединения обоймы 13,П-:образной пластины 23 и рычага П. Соединение пластин 23 и рычагов 11 - осевое (с помощью оси 30 и накидных гаек 31). Обойма 13 жестко соединена с пластиной 23 с помощью винтов 32, Причем и концы рычагов 11 в месте их ленения с п ластинами 23 посредством оси 30 выполнены с отверстиями также большего диаметра, нежели диаметр оси 30 с целью свободного вращения относительно оси 30. Винты 32, гайки 31 и ось 30 выполняются также из не- магнитных диэлектрических материалов (ось 30 может -быть выполнена из фторопласта аналогично оси 10). 4

Пружины 12 крепятся своими ми к каркасу 5 и к рычагам 11 с помощью винтов 33.

Винтами 34 направляющая 8 соеди- иена с каркасом 5. Крепление упоров- 1.5 к рукоятке 26 осуществляется камА 35, Соединение клиньев 17 и под вижиой стенки (внутренней) .каркаса 5 - клеевое. Ограничители 22 соединены с каркасом 5 винтами 36, а кронштейны 21 с каркасом 5 - винтами 37. Винтами 38 соединены пластины 23 с соответствующими каркасами 6 и 7, а винтами 39 направляющая 8 может крепиться к основанию,

Устройство работает следующим об- paaoMi.

Перед началом измерений устройство помещают внутрь испытуемого изделия 20. В исходном положении ось 10 штока 9 находится на краю паза 25 направляющей 8 (вблизи.каркаса 5), при этом пакеты 2 и 3 перекрывают один другой. Ось 10 гатока 9 в исходном положении может быть зафкисирова- на. Последующие операции цеитр;1рова-

-

59A467

6

иия устройства относительно изделия 20, обеспечения плотного контакта ; заострённых окончаний стержней 4 с поверхностью изделия 20 и фиксшии стержней Д в пакетах 2 и 3 магнито- проводй 1 и самих пакетов 2 и 3 осуществляются автоматичесст при перемещении штока 9 с осью 10 и упорами 0 15 вдоль направляющей 8, Движение штока 9 происходит автоматически за счет упругих элементов 12,работающих на сжатие.При этом центрирование устройства осуществляется с по- 15 М9Щью гатанг 14. . .

При движении штока 9 происходит перемещение пакетов 2 и 3 стержней 4 (до плотного контакта последних с внутренней поверхностью.изделия 20) 20 с помощью рычагов 11, обойм 13 и пружин 19. Последние обеспечивают независимое регулирование стержней .4 так, что они своими заостренными концами контактируют со сложной внутренней 25 поверхностью изделия 20. Соединение каркасов 6 и 7 с соответствующими обо мами 13 посредством П-образных пластин 23 позволяет избежать перекосов обойм 13 и каркасов ё и 7 при 30 перемещении их вдоль пакетов стержней 4 и стабилизировать положение каркасов 6 и 7 относительно магнито- провода 1. Фиксация стержней 4 в пакетах. 2 и 3 и самих пакетов 2 и 3 осу- j ществляется также автоматически упорами 15, двумя парами клиньев 1.6 и 17 и ограничителями 22. При движении штока 9 совместно с упорами 15 и .клиньями 16 последние поджимают : 40 клинья 17 и подвижные стенки каркаса 5 к пакетам стержней 4, при этом обеспечивается фиксация стержней 4 и пакетов 2 и 3 магнитопровода 1.

На фиг. 8,9 показано пррмежуточ- 45 нее положение элементов устройства. При г том клинья 16 еще не вошли в сцепление с клиньями 1-7 и поэтому стержни 4 в пакетах 2 и 3 не прижаты плотно один к другому (не зафиксиро- 50 ваны). Упругие центрирующие штанги 14 (выполненные в виде плоских пружин) еще не касаются поверхности иэ- делия 20 и не центрируют его относительно устройства (или устройство от- 55 носительно изделия 20). Пружины 19 отжимают стержни 4 от обойм J3, но стержни 4 еще не соприкасаются с йнут- ренней поверхностью изделия 20 своими заостренными концами.

Устройство может работать на пос- тойнном и на переменном токах. При работе на посто.янном в цепи на- мапй ивающей обмотки 40 «предурмотре- нь) уетройства для регулирования, ком- мунитации. и ре Г |страции тока. : При протекайни тока I в яа агничи- вамцей рбмотКб 40 в магнитопроводе Т, создается магнитный поток ф , В1а1к). в себя потоки в изделии 20 о и РФ 1 в5 сеяния р Хфи1г 4) ;| всп рпЬжёние измерительных ОбЦоток 41 и 42 вблизи поверхности изделия 20 позволяет измерить сигнал пропорциональный 2 ,, Этот сигнал измеряют-веберметром. Индукцию iffiTHoro поля в изделии 20 определяют по формуле

В.

..

8W«

(О

где С of

W.

-постоянная веберметра;

-отброс указателя вебермет -- . : ; ,

-число витков двух измерительных обмоток 41 и 42;

Sj - площадь поперечного сечения

испытуемого изделий 20. . Мапряженыость магнитного поля в изделии 20 определяют из выражения

Н

.т.

(2)

где WIf - число витков намагничивам, щей обмотки}

1| - средняя длина изделия 20. При работе на переменном токе сигнал Еер снимаемый с измеритгльных обморок 41 и 42, измеряют вольтмет- .ром средних значений Магнитную индукцию .в изделии 20 рассчитывают по формуле

Еср

8fw;s;

(3)

где f - частота «амагни чивающего .тока, -;; ,

Нййряженность магнитного поля вы- мисляйт из соотношения

: ; H., : (4) . ; . . 9 где I - зффективное значение намагничивающего тока.

Формулы (2) и (4) используют в tOM Случае, КОГД4 величина магнитного сопротивления магнитопровода 1 значитель)1О меньгае магнитного сопроi

15

94467 8

тнвления изделия 20, Если последнее условие не выполняется, то для измерения напряженности, использукгг потенциометр.

Таким образом, для установки элементов, устройства на позицию измерения требуется только одно движение рукоятки 26, что способствует повы- яяе нию производительности устройства. Контакт стержней 4 с изделием 20 осуществляется при любой форме изделия 20, а расположение обмоток 41 и 42 позволяет исключить влияние потоков рассеяния. Освободит} изделие также можно одним движением-.

10

Формула изобретени-я ;. Устройство для контроля замкнутых ферромагнитных образцов, содержащее магнитопровод с намагничивающей и измерительной обмотками с соответствующими каркасами, выполненный в виде двух пакетов ферромагнитных элементов, размещенных с возможностью осевого перемещения, и два узла фиксации ферромагнитных злементов, о т - л и чающееея тем, что, с целью поВьщ1ения производительности, оно снабжено двумя обоймами со сквозными отверстиями, направляющей с продольным пазом, штоком с осью и двумя упорами, двумя центрирующими штангами, двумя рычагами, двумя упругими элементами, двумя П-образны- ми пластинами, второй измерительной обмоткой с каркасом, при зтом узлы фиксации пакетов выполнены в виде пары клиньев, ферромагнитные элементы пакетов выполнены в виде стержней с коническим торцом и пружинным фиксатором в основании, каркас намагни- чивающей обмотки выполнен раздвижным, центрирующие штанги .расположе- ны на оси, шарнирно соединенной с первыми концами рычагов, вторые концы которых шарнирно соединены с обоймами, направляющая закреплена на каркасе .намагничивающей обмотки вместе с первыми концами упругих злементов, вторые концы которых закрепле- ; ны на средних частях рычагов,прнчем каркасы измерительных обмоток зак-, реплены на первых концах соответст- -вующих П-образных пластин,вторые кон-- цы которых соединены с обоймами, -в отверстиях которых расположены пружинные фиксаторы соответствующих стержней, основания которых размещены

91594467

на основании первых клиньев каждой парЫ| торцы которых закреплены не одних ..концах соответствугащнх упоров, вторые КОНШ.1 которых кинематически j соединены с первым концом штока,второй конец которого кинематически

/fv

10

соединен с осью,которая рясположена ,. в пазу направляющей, основания вторы5с клиньев каждой пары закреплены на каркасе намагничивающей обмотки, а измерительные обмотки соединены последовательно-согласно.

620

а

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизации неразрушающего контроля изделий различной формы. Целью изобретения является повышение производительности устройства. При движении штока 9 происходит перемещение пакатов стержней 4 (до полного контакта последних с поверхностью контролируемого изделия 20) с помощью рычагов 11, обойм 13 и пружин 19. Рычаги 11 соединены пружинами 12 с каркасом намагничивающей обмотки. Центрирование осуществляется штангами 14. Каркасы 6, 7 измерительных обмоток закреплены на П-образных пластинах 23. Рукоятка 26 соединена с упорами 15. Это позволяет одним движением установить элементы устройства на позицию измерения и освободить образец после измерения. 9 ил.

Фи1

Фиг.З

а

Фиг,6

3}

3D

28

Г77/% 777)

Фиг. 9