Устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий (его варианты) Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушакицему контролю и может быть ис, пользовано при ультразвуковом контроле цилиндрических изделий.

Известно устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий, содержсицее приводную планшайбу с центральным отверс.тием. под контролируемое изделие, связанные с ней цилиндрические держатели с преобразователями ультразвуковых колебаний, механизм перемещения преобразователей ультразвуковых колебаний и узел для электрической связи пр.ёобразователей ультразвуковых колебаний с дефектоскопом. Механизм перемещения преобразователей ультразвуковых колебаний выполнен в виде шарнирно связанных рычагов, конусных роликов, жестко соединенных с преобразователями ультразвуковых колебаний. Узел для электрической свя5и преобразователей ультразвуковых колебаний с дефектоскопом выполнен в виде токопроводов и связанных с ними коммутаторов 11 3.

Недостатком известного устройства является низкая надежность контроля, обусловленная жестким соединением конусных роликов с преобразователями ультразвуковых колебаний.,

Цель изобретения - повышение надежности контроля.

Эта цель достигается гем, что устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий, содержащее приводную .планшайбу с центральным отверстием под контролируемое

10 изделие, связанные с ней цилиндрические держатели с преобразователями ультразвуковых колебаний, механизм перемещения преобразователей ультразвуковых колебаний и узел для элект15рической связи преобразователей ультразвуковых колебаний с дефектоскопом, снабжено диаметрально расположенными на приводной планшайбе направляющими и демпфирующими стака20нами с хвостовиками, установленными в направляющих, ка)хдый цилиндрический держатель выполнен с пальцем, перпендикулярным к его оси, и установлен в соответствующем демпфирую25щем стакане, .механизм перемещения выполнен в виде двуплечих рычагов, один конец которых упирается в процессе контроля в дно демпфирующих стаканов, грузов, связанных с проти30 воположными концами двуплечих рыча- гов, шарнирного .параллелограмма, биконических роликов, связанных с одной парой противоположно расположенных шарниров параллелограмма, связанных г другой парой шарниров параллелограмма ползушек с продольными пазами, в установлены с возможностью перемещения пальцы цилиндрических держателей, и тяг, соединяющих оси поворота двуплечих рычагов со звеньями параллелограмма а узел для электрической связи выполнен в виде соединенного с привод ной планшайбой плоского кольца с концентрическими пазами, сектора с пазами, расположенными напротив концентрических пазов, размещенных в пазах сектора и кольца электродов, о6разуюида1х конденсатор, и диэлектрического элемента, расположен ного между электродами. По другому варианту выполнения устройство для ультразвукового конт роля цилиндрических изделий, содер жащее приводную планшайбу с центральным отверстием по контролируемое изделие, связанные с ней цилинд рические держатели с преобразователями ультразвуковых колебаний, механизм перемещения преобразователей ультразвуковых колебаний и узел для электрической связи преобразователей ультразвуковых колебаний с дефектоскопом, снабжено П-образньачи кронштейнами,и пружинами, кешдый цилиндрический держатель вьтблнен с пальцем, перпендикулярным к его оси, подпружиненными штоками, расположенными диаметрально на приводной планшайбе и шарнирно связанными с циливдрическими держателями, механизм перемещения выполнен в вид двуплечих рычагов, один конец которых упирается в процессе контроля в основание цилиндрического держателя, ГРУзов связанных с противопо ложными концами двуплечих рычагов, шарнирного параллелограглма, биконических роликов, оси которых связа ны с одной парой противоположно расположенных шарниров параллелогрг ма, связанных с другой парой шарниров параллелограмма ползушек с продольными пазами, в которых установлены с возможностью перемещения пальцы цилиндрических держателей, тяг, соединяющих оси поворота двупл чих рычагов со звеньями параллелограмма, П-образные кронштейны подвиж но связаны со звеньями параллелограмма, оси биконических роликов расположены в П-образных кронштейнах, а пружины - на осях между биконическими роликами и концами П-об разных кронштейнов, а узел для элек трической связи выполнен в виде сое диненного с приводнойпланшайбой плоского кольца с концентрическими пазами, сектора с пазс1Ми, расположеными напротив концентрических пазов, размещенных в пазах сектора и кольца электродов, образующих конденсатор, и диэлектрического элемента, расположенного между электродами. - Йа фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для ультразвукового контроля Цилиндрических изделий; на фиг. 2 - то же, принципиальный вариант; на фиг. 3 - то же, вид сбоку на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - принципиальная схема узла электрической связи преобразователей ультразвуковых колебаний с дефектоскопом, узел J на фиг. 3;. Устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий содер кит приводную плашиайбу 1, связанные с ней цилиндрические держатели 2 и 3 с преобразователями 4 и 5 ультразвуковых колебаний. Устройство снабжено диаметрально расположенными на приводной планшайбе 1 направляющими 6 и 7 и демпфирующими стаканами 8 и 9 с хвостовиками 10 и 11, Пальцами 12 и 13 цилиндрических дер- жателей 2 и 3, механизмом перемещения преобразователей ультразвуковых колебаний., выполненным в виде двуплечих рычагов 14-17, грузов 18-21, связанных соответственно с, концами двуплечих рыИагов 14-17, шарнирного . параллелограмма 22, биконических роликов 23 и 24, связанных с шарнирами 25 и 26 шарнирного параллелограмма 22,, ползушек 27 и 28, связанных с шарнирами 29 и 30 шарнирного параллелогрги-яна 22, и тяг 31-34, соединяющих, соответственно, оси поворота двуплечих рычагов 14-17 со звеньями шарнирного параллелограмг.1а 22, а узел для электрической связи преобразователей 4 и 5 ультразвуковых колебаний с дефектоскопом (не показан) выполнен в виде соединенного с приводной планшайбой 1 плоского кольца 35с концентрическими пазами, сектора 36 с пазами, размещенных в пазах электродов 37 и 38, расположенного между ними диэлектрического элемента, состоящего из слоев 39 и 40 керамики и слоя 41 жидкости. Устройство для ультразвукового контроля цилиндрический изделий по второму, варианту содержит привод-i ную планшайбу 1, связанные с ней цилиндрические держатели 2 и 3 с преобразователями 4 и 5 ультразвуковых колебаний, .П-образные кронштейны 42 и 43, пружины 44 и. 45, пальцы 12 и 13 цилиндрических держателей 2 и 3 и подпружиненные штоки 46 и 47, .шарнирно связанные с соответствующими цилиндрически Ш держателями 2 и 3, механизм .перемещения преобразователей ультразвуковых колебаний

выполнен в виде двуплечих рычагов 14-17, грузов 18-21, связанных соответственно с концами двуплечих рычагов 14-17, шарнирного параллелограмма 22,. биконических роликов 23 и 24, связанных с шарнирами 48 и 49 шарнирного параллелограмма 22, ползушек 27 и 28, связанных с шарнирами 29 и 30 шарнирного параллелограмг-ш 22, тяг 31-34, соединяющих, соответственно, оси поворота двуплечих рычагов 14-17 со звеньями шарнирного пар;аллелограмма 22, п-образные кронштейны 42 и 43 подвижно связаны со звеньями шарнирного параллелограмма 22, пружины 44 и 45 расположены на осях между биконическими роликами 23 и 24 и концами соответствующих П-образHbix кронштейнов 42 и 43, узел для электрической связи преобразователей 4 и5 ультразвуковых колебаний с дефектоскопом (не показан) выполнен в виде соединенного с приводной, планшайбой 1 плоского кольца 35 с концентрическими пазами, сектора 36 с пазами, размещенных в пазах электродов 37 и 38, расположенного между ними диэлектрического элемента., состоящего из слоев 39 и 40 керамики и слоя 41 жидкости. Кроме того, устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий содерхсит шаровые опоры 50 и 51, подвижно связанные с подпружиненными штоками 46 и 47, а также контролируемое изделие 52.

Устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий по первому варианту работает следующим образом.

Приводная планшайба 1 приводится во вращение вместе с цилиндрическими держателями 2 и 3, преобразователями 4 и 5 ультразвуковых колебаний,направляющими б и 7, демпфирующими стаканами 8 и 9 с хвостовиками 10 и 11. В исходном состоянии при отсутстрии контролируемого изделия 52 биконические ролики 123 и 24 сближены к центру вращения приводной планшайбы 1 за счет того, что суммарная масса цилиндрических держателей 2 и 3 и преобразователей 4 и 5 ультразвуковых колебаний больше, чем масса биконических роликов 23 и 24. при подаче контролируемого изделия 52 в отверстие приводной планшайбы 1 оно в начальный момент касается конусной поверхности биконических роликов 23 и 24 по наименьшему диаметру. Перемещаясь дальше в отверстие приводной планшайбы 1, контролируемое изделие 52 раздвигает биконические ролики 23 и 24 до тех пор, пока последние не начнут катиться по контролируемому изделию 52 наибольшим диаметром. При этом срабатывает шарнирный параллелограмм 22, и преобразователи 4 и 5 ультразвуковых колебаний.

преодолевая центробежную силу, начинают скользить своими рабочими поверхностями по цилиндрической поверхности контролируемого изделия 52. Тяги 31-34 воздействуют на двуплечие рычаги 14г17 с грузами 18-21. Свободные концы двуплечих рычагов 14 и 15 упираются в дно демпфирующего стакана В, а свободные концы двуплечих рычагов 16 и 17 упираются в дно

демпфирующего стакана 9 и передают усилие через цилиндрические держатели 2 и 3, пальцы 12 и 13 которых имеют возможность перемещаться в продольных пазах ползушек 27 и 28, на преобРазоват.ели 4 и 5 ультразвуковых колебаний.Далее биконические ролики 23 и 24, связанные с шарнирагли 25 и 26 шарнирного параллелограмма 22 начинают

катиться по заднему торцу контролируемого изделия 52, двуплечие рычаги 14-17 выходят из контакта с доньями демпфирующих стаканов 8 и 9, а ползушки 27 и 28, связанные с шариирами 29 и 30 шарнирного параллелограмма 22, приходят в исходное положение. Токосъём осуществляется за счет того, что вращается плоское кольцо 35 с электродами 37, соединенными с

преобразователями 4 и 5 и слоями

39 керамики, а сектор 36 остается неподвижным вместе с электродами 38, соединенными с дефектоскопом (не показан) и слоями 40 керамики. : Наличие слоя 41 жидкости повышает

коэффициент передачи электрических сигналов.

Устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий по второму варианту работает следующим образом.

Приводная планшайба 1 приводится во вращение вместе с цилиндрическими держателями 2 и 3 и преобразователями 4 и 5 ультразвуковых колебаний.

При этом биконические ролики 23 и 24 под действием центробежных сил и

пружин 44 и 45 сближаются к центру вращения приводной планшайбы 1. Двуплечие рычаги 14-17 с грузами 18-21

в ЭТОМ случае не воздействуют на

цилиндрические держатели 2 и 3 и, тем самым, обеспечивается жесткость шарнирного параллелограмма 22 относительно приводной планшайбы 1. при этом преобразователи 4 и 5 ультразвуковых колебаний перемещаются к периферии приводной планшайбы 1, так как их масса выбрана большей, чем масса биконических роликов 23 и 24, связанных с шарнирами 48 и 49.

При подаче в отверстие приводной планшайбы 1 контролируемого изделия 52 торец последнего касается конусной поверхности биконических роликов .23 и 24, которые при этом начинают

вращаться, сжимая пружины 44 и 45, преобразователи 4 и 5 ультразвуковых колебаний зависают над контролируемым изделием 52, а при попадании ншбольшего радиуса бикрнических роликрв на начало зоны контроля начинают скользить по поверхности контролируемого изделия 52. При этом биконические ролики 23 и 24 под действием пружин 44 и 45 возвращаются в исходное положение.

В случае эллипсности контролируемого изделия 52 шарнирный параллелограмм 22 приходит в движение. Усилие передается через тяги 31-34, П-образные кронштейны-42 и 43 на двуплечие рычаги 14-17, грузы 18-21 которых перемещаются к периферии приводной планшайбы 1. Двуплечие рычаги 14-17 поворачиваются воздейст-i вуя на основания цилиндрических) держателей 2 и 3, в результате чего преобразователи 4 и 5 ультразвуковых колебаний оказываются поджатыми к поверхности контролируемого изделия 52. Ограничение перемещения преобразователей- 4 и 5 ультразвуковых колебаний осуществляется с помощью пальцев 12 и 13, перемещающихся в пазах ползушек 21 к 28. При изменении скорости вращения приводной планшайбы 1 начинают разворачиваться шаровые опоры 50 и 51 с подпружиненными штоками 46 и 47, после чего начинает вращаться шарнирный параллелограм 22. После набора необходимой скорости приводная планшайба 1 и шарнирный параллелот.; грамм 22 начинают вращаться синхронно. Проконтролированное изделие отводится по отводящему рольгангу (не показан) и происходит отход преобразователей 4 и 5 ультразвуковых коле. баний под действием центробежных сил. Токосъем осуществляется за счет того, что вращается плоское кольцо 35 с электродами 37, соединенными с преобразователями 4 и 5 и слоями 39 керамики, а сектор 36 остается неподвижным вместе с электродами 38, соединенными с дефектоскопом и слоями 40 керамики. Наличие слоя 41 жидкости повышает коэффициент передачи электрических сигналов.

Таким образом, за счет мягкого поджатия преобразователей ультразвуковых колебаний к контролируемому изделию и конструктивного выполнения узла для электрической связи, повыша.ется надежность контроля.

Формула изобретения

1. Устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий, содержащее приводную планшайбу с ценьральным отверстием под контролируемое изделие, связанные с ней цилиндрические дерх атели с преобразователями ультразвуковых колебаний, механизм перемещения преобразователей ультразвуковых колебаний и узел для электрической связи преобразователей ультразвуковых колебаний с

дефектоскопом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено диаглетрально расположенными на приводной планшайбе направляющими и демпфирующими стаканами с хвостовиками, установленными в направляющих, каждый цилиндрических держатель выполнен с пальцем, перпендикулярным к его оси, и установлен в соответствующем демпфирующем стакане,, механизм перемещения выполнен в виде двуплечих рычагов, один конец которых упирается в процессе контроля в дно демпфирующих стаканов, грузов, свя-:

занных с противоположными концами двуплечих рычагов, шарнирного параллелограмма, биконических роликов, связанных с одной парой противоположно расположенных шарниров параллело-

грамма, связанных ,с другой парой шарниров параллелограглма ползушек с продольными пазами, в которых установ-. лены с возможностью перемещения пальцы цилиндрических держателей, и тяг,

соединяющих оси поворота двуплечих рычагов со звеньями параллелограмма, а узел для электрической связи выполнен в виде соединенного с приводной планшайбой плоского кольца с концентрическими пазами, сектора с пазами,

расположенными напротив контцентрических пазов, размещенных в пазах сектора и кольца электродов, образующих конденсатор, и диэлектрического элемента, расположенного между электродами.

. 2. Устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий, содержащее приводную планшайбу с центральным отверстием под контролируемое изделие, связанные с ней цилиндрические держатели с преобразователями ультразвуковых колебаний, механизм перемещения преобразователей ультразвуковых колебаний и узел для электрической связи преобразователей ульт. развуковых колебаний с дефектоскопом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено П-образными кронштеинами и пружинами, каждый цилиндрический держатель выполнен с пальцем, перпендикулярным к его оси, подпружиненными штокаг-ш, расположенными диаглетрально на приводной планшайбе

и шарнирно связанными с цилиндрическими держателями, механизм перемещения выполнен в виде двуплечих рычагов, один конец которых упирается в процессе контроля в основание цилиндрического держателя, грузов, связанных с противоположньцуш концами двуплечих рычагов, шарнирного параллелограмма, биконических роликов, оси которых связаны с одной парой противоположно расположенных 1Йарниров параллелограмма, связанных с другой парой шарниров параллелограмма ползушек с продольными nasaiMH, в которы установлены с возможностью перемещения пальцы цилиндрических держателей тяг, соединяющихоси поворота двуплечих рычагов со звеньями параллелограмма, П-образные кронштейны подвижно связаны со звеньями параллелограмма, оси биконических роликов расположены в П-образных кронштейнах ,а пружины - на осях между биконичес кими роликами и концами П-образных кронштейнов, а узел для электрической связи выполнен в виде соединенного с приводной планшайбой плоского кольца с концентрическими пазами, сектора с пазами, расположенными напротив концентрических пазов, размещенных в пазах сектора и кольца электродов, образующих конденсатор, и диэлектрического элемента, расположенного между электродами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 508730, кл. G 01 N 27/82, 1972 (прототип).

S6