Ультразвуковой катящийся преобразователь
Изобретение относится к акустическим методам 11еразру1иак)1иего контроля. Це, изобретения является повышение надежности и технологичности преобразователя за счет снабжения нреобразователя центрирующими Н1айбами и выполнения особым об)азом ско:1ьзящих токос ьемникон вследствие обеспечения возможности быст )()ii сборки и разборки нреобразователя njiH качественном электрическом контакте. В ходе контроля преобразователь катится по поверхности изделия 23 и излучает в nei o ультразвуковые колебания цилиндрическим ньезо :, 1е.ментом 3. Электрическая связь между движуни1мся ньсзоэлементом 3 и вненшими цепями осуществляется через установленные на ньезоэлементе 3 соосно с осью его вращения стержневые элементы 8 и 9 с шаровидным контактирующим концом и ноднружиненные к ним пластинчатые элементы 6 и 7, установленные па корпусе 1. Центрирующие шайбы 20, установленные в ко,1ьиевых пазах 10 корпуса I, соосных с осью вращения пьеюэлемента 3, позволяют устранить осевой лкк|)т элементов 8 и 9, что новьипает стаби.чьность электрического контакта . Разьемность корпуса I обеспечивает отделение нижней части 12 боковины 2 корпуса 1 в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа и проходящей через ось вращения , и обеспечивает несложность онера- uiiii сборки и разборки нреобразователя. 2 ил. fS (Л 00 со to 4 СО со
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1
„„SU„„) 392493 (51) 4
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (jcF
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ U „"
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ НЫ Ф.—, г) !. ;„
7Г>
7(7
7.> !
С>
7!)
7,) Z!) 7Z (21 ) 40с)1681,/25-28 (22) 22.05.86 (46) 30.04.88. Е3к),1. ¹ 16 (71) Всесоюзный научно-исслед()вательский институз но разработке неразрушак)щих методов и срсдств к(гнтроля качества материалс)в (72) М. Е). Вур.1, f3. Е3. (:ажин, В. И. Ре;!! ко, A. Б. 1lортной и В.;I,. Ио>!6ерецкая (53) 620.! 79.! 6 (088.8) (56) Авторское свидетельство О:СР
М 934358, кл. () 01 3 29/04, 1979.
1lатент (.IllA ¹ 3714616, кл. Ci 0) Х 29/00, 1979. (54) У. ЕЬТРЛЗВ;)>КОВОЙ КАТЯШИ! )с Я
1) РЕ>ОЬРАЗОВЛТЕ.г) Ь (57) Изобретение относится к акусти геским методам нсразрушакнцего контроля.
Целью изобретения является повышение надежи(кти и технологичности нреобразоват(— ля за счет снабжения преобразователя ц(. Итри рук)н!Ими н(ай6ами H Bbltto.ltlcHHH ос»бым образом скользящих TQKoc I,cìíHI ott вследствие обеспечения возможности 6ыстрой с(н>рки и разборки прео6разоватсля при качественном элс ктрическом контакте.
В ходе контро.!я «p(o6pddoâdòåль катится но новерх!нкти изделия 23 и излучает в неп) уль! развуковые колебания цилиндрическим нь«зоэлементом 3. Электрическая связь м(.ж. !у, !Виж > н!и1!ся ньезоэл(м(. Итох! 3 и внешними цепями ос ществляется через установленные на пьезоэлементе 3 соосно с осью его вращения стержневые элементы 8 и 9 с 11!а р() llидн ы м коllта кти р>> к)!LLи м ко)lцоM и нодпружин Hlltl(. к ним пластинчатые элементы 6 и 7, установленные на корпуcc 1. (Е(нтрируюнсие шайбы 20, установленные н кольцены. пазах 10 корпусd 1. соосных с осью вращения !Ih(!оэлемента 3, нозволяк)т устр;!Нить оссвой лк>фт элементов 8 и 9, что
IloBtlllI I(стабилын сть элсктричеoêîão контакта. Разьемность корпуса 1 обеспечивает отдел(ние нижней части 12 боковины 2 корнуса 1 в н.!оскости, перпендикулярной плоскости чертежа и нроходящей через ось вранцния, и обеспечивает несложн(Tb опера-! (ий сборки и разборки нреобразователя. 2 ил.
1392493 (И 106ре) (н ис 01 носится h 3K), ("1 и I((. êи м методам нерызруп};!к)п((г0 контроля и может быть испо.!ьзОВ;!ИО при ульгрызву ковой (УЗ) дефектоскопии мы)«ри;).)ов }Он(вым мс)одом, например, при контрол(мно! О(лойных материалов. ! (,ельк> изобр(. I t. IIHH явля("! ся IIOBhllll(нис падежш)с}и и }схнОЛО}ичнос) и II >006pыз<>выT(. ЛЯ В(. Л(. 1СTВИ(. 11()ВЬ}111(. II ИЯ 11(IД(Ж lf(>(TИ элсктричсскоп> контык I ы Ilpt06p;i <Овы) С.IH 0 электронными 6локыми, О(и сllt »ивыющими (p его работ), и также H(.!сдс!Вие О(>сспеч«ния ВОзмОжносlH 6f>lt 1 рой р}1!борки и < борки и ре06рызОВ}! гсл я.
1{3 фиг. Иредсгывл II lip(06р;}зовыf(ль, С("I(. HHt В II. 10ÑКОСТИ, IIP0%0,1H1!ГЕИ Ч(Pt :1 ОСЬ
Bp3 1!1(. tI }I H; и (1 <() }t i . 2 II p(OI>() ff 10 В«) тез ь, Ви.l
15 си из(.
УЗ кытящийся прс06ры «)!13}cль содержит
Il-06рызный корпус с 60ковиными 2 и
Ус г ы H 0 H, 1 (I I tf hl Й с В 0 1 м О ж If 0 (г ь к) H P 3 I I}(н и Я вокруг собственной <и и между 6оковины- 20 ми 2 корпхсы 110.1û и l! H. IH f1;tpH I(ски и пьезоэлемент 3 с протектором 4 Чеждх
t) II(. Ill!I<. И ЦИ. I И Н. 1Р И It. С КОИ II() Ht. РХ НО(1 ЬК) П ЬЕзоэлемента 3 и II pOT(. к}ором 4 ры 110,10iK( соглысук)щии с.)Ои 5. Х 1 к(!тяп(и}}ся прео6- 25 разов()тел} T3KHK(содержит скользящие токосьемник}1, Вклк>чык>п(ис две пары эл Klpoпроводя!цих э lt Itl(.f1 1<>t) 6, 7 и 8, 9, установленных соот}((тств«нно ны 6оковинах 2 корпусы 1 и lltit зоэ.!(менте, 3, при ц м элсМ(HThl 8 И 9 В 1110,1Н(. Н1>1 В В}1, 1е (Tt .() )K ff(. È С 3р
llll1P0t3HДН Ы М КОН) (1 К И Pl IOIIIH М КОНЦОМ И >ОT3 !0B. I(H hl H3 II ti(103. Н. 1(t(H «. 3 СOOClfO с 0< hK)
Вращения, ы элемеtt) t>I 6 и 7 выполнены В
ВИДЕ П()ДIIРУ iKИН(. 111IЫХ IIË!1(1 И>I;IТЫХ ЭЛС М(11ТОВ. КОр tl >0 1 t) t>l I101 Н(. Н pd:l t>(.Ì Н Ы М В Il, 10(кости, IlpOxo tHèt(}j !с(и 3 0 ъ Врып}ения пьезо- 35 элемента 3, с колы(евыми Iltiзыми 10 в K3iKдой 6оковипс 2, с(>осными <к и Вращения пьез0элементы 3. Раз Вечность корпусы 1 (п(>еле удаления ви!! гов 11) 06еспечивыет Отделение нижней части 12 боковин 2 корпуса по плоскости, II(. рпендикулярной, например, плоскости фиг. 1. Кроме того. Нр(образовытель со}1ержит диски !3 и 14, шарикоподшипники 15, Винты !6, изоляторы 17, изолиру ющук) Втулку 18, высокочастотный раз>,ем 19, две центр})ру к)п(}!е шайбы 20, 45 диаметром равные диаметру пазов 10 и установленные в пазах 10 боковин 2 корпуса 1, боковые металлические крышки 21 с винтами 22. Выводы высокочастотного рыхьема 19 электрически связаны с усTанÎвленными í3
6оковинах 2 корпуса 1 элементами 6 и 7. 50
Пьезоэлемент 3 соединен в общую KottcTpyKцию с дисками 3 и 14 через изоляторы 17 винтами !6. Дынная конструкция может быть рассмотрена кык резон;)тг)р. ЭлемеH1 8 запрессован в диск !4, а элемент 9 апре Ован В д} !5 че(ез 1.0.- рук)!цую 55 втулку 18. Гтержн}1 элементов 8 и 9 служат опорой шарикоподп}ипникым !5, Вза}:модействующим Tыкже с 60КÎвинtiми 2 корпуt tf 1
2 и центрирук»ними шайбами 20. Крышки 21
Kp(. ll HTOH tl3 K0ptI), OE. 1.
УЗ катящийся преобразователь работает следующим образом.
От внеп!него источника через разъем 19, элем(}ггы 6, 7, 8 и 9 возбуждают пьезоэлем(lll 3. Пьезоэг!емент 3 преобразует элекI рические сигналы в импульсы УЗ-колебаний, KОт<>ры(через сOI ласующий слой 5 и протекТор 4, например, из полиуретана пере,13!01ся H контролируемое изделие 23. Вра}цытсльнос движение пьезоэлемента 3 обеспе-!
}!Вые! H зы счет под!Нипников 15, посаженных ны стержни элементов 8 и 9. В процессе КО}г}роля преобразователь, вращаясь. катится по поверхности изделия 23, вступая ним в акустический контакт, стабильность которого гарантируется деформацией протектора 4. У:1-колебания, пройдя через изделие 23, поступают на соосно установ ленный другой аналогичный преобразователь (не показан). В эгом преобразователе происхо tHT трансформация принятых УЗ-колебаний H электрический сигнал, параметры ко}орого несут информацию о качестве контролируемого изделия 23. Г!реобразователь моiK(. T Рабо}ЫТЬ и В эХО-ИМПУЛЬСНОМ ВаРИаНтЕ.
В конструкциях скользящих контактов целесо06разно придать соприкасающимся проводникам такук> форму, чтобы образовался точечный контакт, который способствует концентрации механического усилия на малой площади и разрыву окисных пленок. Точечный контакт образуется между сферической поверхностью шаровидных концов элементов
8 и 9 и плоской поверхностью элементов 6 и 7. В случае необходимости раз6орка УЗ катя}пегocH преобразователя осуществляется следующим образом: отворачивают винты 22 и снимают боковые металлические крышки 21, закрывающие узлы электрического контакта, отворачивают винты 1 и снимают нижнюю часть 12 корпуса 1, извлекак>т резонатор (т. е. пьезоэлемент 3) с дисками 13 и 14) и центрирующие шайбы 20. При необходимости на данном этапе можно установить другой узел резонатора, например на другую частоту, и произвести сборку преобразователя в обратном порядке. При дальнейшей разборке отворачивают винты 16, извлекают диски 13 и 14 и отпаивают проводники (не обозначены), электрически связанные с электродами пьезоэлемента 3, от диска 14 и элемента 3. Извлекают изоляторы 17 и пьезоэлемент 3. При необходимости последний заменяют и осуществляют сборку преобразователя в обратном порядке.
Центрирующие шайбы 20, установленные в пазах 10, позволяют устранить осевой люфт узла резонатора со стержневыми электропроводящими элементами 8 и 9 и обеспечить постоянный надежный электрический контакт шаровидных концов последних с подпружиненными элементами 6 и 7. Центри1392493 (-Оставите. )ь В Ондаревский
Редактор И. Рыбченко Техред И. Верес Корректор М Ilt;)p<><.<и
Заказ 1805/50 Тираж 847 1одииси<н
ВНИИИИ Государственно< и комитета С((.Р по дслам изобретений и открытий !! 3035, Москва, jK —:!5, Ра| н>ск«и наГ>, д 4,5
Г1роизводственно-полиграфическое иредирии) ие. г Уж <>1><>д, ул 11р<н к) << 3 рование и устранение люфта производится установкой необходимого количества центрирующих шайб 20, поднимающих внешние обоймы шарикоподшипников 15. При контроле токопроводящих изделий 23 возможен непосредственный электрический контакт дисков 13 и 14, и изолирующая втулка 18 предотвращает короткое замыкание пьезоэлемента 3. Кроме того, наличие втулки 18 гарантирует защиту от внешних помех, так как узел электрического контакта изолирован от изделия и закрыт металлической крышкой 21. В ходе работы узла электрического контакта пробега контактов по поверхности друг друга практически не наблюдается, что предотвращает быстрый износ, приводящий к ухудшению электрического конта кта. Формула изобретения Ультразвуковой катящийся преобразователь, содержащий П-образный корпус, полый цилиндрический пьезоэлсм(нт с прот«кгором, y(Ttt новленный с 803 Mott(H00Tt к) и1>;) lit< III) >t вокруг собственной оси между боко)п ti) « стенками корпуса, и скользящие токосз сх) ники, установленные на боковых стенt<8x корпуса и на пьезоэлементе, от>!и«а)ои(ий< и тем, что, с целью повышения над(кносгtt и технологичности, Otl снабжен двумя 110>«рпрующими шайбами, корпус выполнен раз ьем ным в плоскости, проходящей >(рез ось вр,tщения пьезоэлемента, с кольцевыми II3.èми в каждой боковой стенке, соосными оси вращения пьезоэлемента, центрирую(пие шайбы установлены в кольцевых ))азах, а скользящие токосъемники выполнены в виде установленных на пьезоэлементе coocH<) с осью его вращения стержневых элементов с шаровидным контактирующим концом и установленных на корпусе подпружинснныx пластинчатых элементов.
