Устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий

 

Изобретение может найти применение при контроле труб, прутков, проката и других изделий круглого профиля. Целью изобретения является повышение надежности контроля за счет возможности производства повторного контроля сомнительных участков контролируемого изделия. Устройство содержит основание с направляющими, закрепленный на основании механизм вращения контролируемого изделия, установленную на направляющих тележку с рамой, на которой смонтированы двуплечие рычаги с дополнительной направляющей в виде ходового винта. С ходовым винтом соединения П-образный корпус и конусные ролики, а с П-образным корпусом соединена ходовая гайка, взаимодействующая с ходовым винтом. Ультразвуковой преобразователь связан с двуплечими рычагами. При вращении контролируемого изделия в процессе контроля конусные ролики наезжают на него своими вершинами и отводят ультразвуковой преобразователь от торца контролируемого изделия, после чего при контакте с изделием широких оснований роликов преобразователь входит в контакт с изделием. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 N 29 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтоеском свидктельствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР!

° (21) 4306205/25-28 (22) 14.09.87 (46) 23.08.90, Бюл. N - 31 (71) Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" (72) А.В.Медведев (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 968746, кл. G 01 N 29/06, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение может найти применение при контроле труб, прутков, проката и других иэделий круглого профиля. Целью изобретения является повышение надежности контроля эа счет возможности производства повторного контроля сомнительных участков контролируемого изделия, Устройство содержит основание с направляющими,закИзобретение относится к устройствам для ультразвукового контроля цилиндрических изделий и может найти применение при контроле труб, прутков, проката и других иэделий круглого профиля.

Целью изобретения является повыше.ние надежности контроля за счет воэможности производства повторного контроля сомнительных участков контролируемого изделия.

На фиг.1 показано устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий, общий вид; на фиг. 2 вид А на фиг.1; на фиг. 3 — разрез

„„SU„„1587433 А1 репленный на основании механизм вращения контролируемого изделия, установленную на направляющих тележку с рамой, на которой смонтированы двуплечие рычаги с дополнительной направляющей в виде ходового винта. С ходовым винтом соединен П-образный корпус и конусные ролики, а с П-образным корпусом соединена ходовая гайка, взаимодействующая с ходовым винтом. Ультразвуковой преобразователь связан с двуплечими рычагами.

При вращении контролируемого иэделия в процессе контроля конусные ролики наезжают на него своими вершинами и отводят ультразвуковой преобразователь от торца контролируемого изделия, после чего при контакте-с иэделием широких оснований роликов преобразователь входит в контакт с изделием. 5 ил.

Б-Б на фиг.1; на Фиг ° 4 — вид В на фиг. 1; на фиг. 5 — разрез Г-Г на фиг.3.

Устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий содержит основание 1, на котором установлены механизм 2 вращения контролируемого изделия 3 и механизм 4 перемещения ультразвукового преобразователя 5. Механизм 2 вращения контролируемого иэделия 3 содержит установленные на основании 1 роликоопоры 6 с приводными 7 и неприводными

8 роликами. Приводные ролики 7 соединены с приводом (электродвигателем)

9 с помощью вала 10. Механизм 4 пере1587433 мещения преобразователя 5 содержит приводную тележку 11, приводные 12 и неприводные 13 колеса которой установлены на направляющих 14, и раму

15, соединенную с приводной тележкой

1) с помощью кронштейна 16. Приводная тележка 11 приводится в движение с помощью электродвигателя 17,соединенного, например, цепной передачей

18 с приводными колесами 12. Привод

9 механизма 2 вращения контролируемого изделия 3 и электродвигатель 17 механизма 4 перемещения преобразователя 5 электрически соединены блоком

19 управления и выполнен реверсивными.

На раме 15 механизма 4 перемещения преобразователя 5 установлен держатель 20 преобразователя 5,который выполнен в виде направляющей 21 с ограничителем 22 и пружины 23,установленной на направляющей 21 и ограниченной с одного торца ограни— чителем 22, а с другого — поверхностью рамы 15, в отверстии 24 которой установлена направляющая 21.Последняя жестко соединена с преобразователем 5. Кроме того, преобразователь 5 соединен с установленным на раме 15 механизмом 25 вертикального перемещения преобразователя 5.

Механизм 25 вертикального перемещения преобразователя 5 выполнен в виде установленных. по обе стороны преобразователя 5 П-образных корпусов 25 с парами 27 конусных роликов, установленных на дополнительных направляющих, выполненных в виде ходовых винтов 28, которые закреплены на консолях 29 и 30 П-образных корпусов

26, и двуплечих рычагов 31, шарниры

32 которых установлены по обе стороны преобразователя 5 на раме 15.При этом плечи 33 двуплечих рычагов 31 соединены с помощью пружин 34 с преобразователем 5, а противоположные плечи 35 двуплечих рычагов 31 соединены с ходовыми винтами 28 конусных роликов, на которых установлены консолями 29 и 30 соответствующее части

36 П-образных корпусов 26. Преобразователь 5 электрически соединен с дефектоскопической аппаратурой (не показана).

Механизмы 37 возвратного перемещения преобразователя 5, содержащие

П-образные корпуса 26, на ходовых винтах 28 которых установлены пары

5 !

О

27 конусных роликов 42 и 43, и двуплечие рычаги 31 механизма 25 верти— кального перемещения преобразователя 5, снабжены закрепленными на раме 15 копиром 38 и ходовой гайкой

39, установленной между торцами 40 и 41 наибольших диаметров конусных роликов 42 и 43 на ходовых винтах

28 механизма 25 вертикального перемещения преобразователя 5, снабжен закрепленным на раме 15 копиром 38 и ходовой гайкой 39, установленной между торцами 40 и 41 наибольших диаметров конусных роликов 42 и 43 на ходовых винтах 28 механизма 25 вертикального перемещения преобразователя 5е

Вдоль продольной оси внутри ходо— вой гайки 39 выполнены два равновеликих пересекающихся под углом о( своими осями 44 и 45 в ее центральной части резьбовое 46 и гладкое 47 отверстия. Гайка 39 одной своей консолью 48 шарнирно осями 49 закреплена на части 36 П-образного корпуса

26 и с помощью подпружиненного пружиной 50 толкателя 51 контактирует с копиром 38, при этом один торец 52 толкателя 51 установлен в пазу 53 второй консоли 54 гайки 39, а противоположный торец толкателя 51 снабжен установленным на оси 55 роликом 56, который контактирует с поверхностью копира 38. Для перемещения ходовой гайки 39 и П-образного корпуса 26 ходовой винт 28 снабжен винтовой нарезкой (резьбой) 57, которая идентична винтовой нарезке резьбового отверстия 46 гайки 39. На каждом ходовом винте 28 выполнен продольный паз 58, в постоянном зацеплении с которым находятся конусные ролики 42 и 43 с помощью установленного на внутренней поверхности каждого из них упора 59.

Копир 38 каждого механизма 37 возвратного перемещения на консолях 60 и 61 имеет углубления 62 и 63 с пазами 64 и 65 с подпружиненными ограничителями 66 и 67 в петлевых шарнирах 68 и 69. Каждый копир 38 снабжен продольным пазом 70, в котором установлен с возможностью перемещения ролик 56 толкателя 51.

Продольные оси 44 и 45 резьбового 46 и гладкого 47 отверстий в процессе работы устройства имеют возможность поочередно совпадать с продольной осью ходового винта 28!

5874

5

П-образного корпуса 26 независимо

t от того, расположены они параллельно или со смещением под углом, например, о(друг к другу, Устроиство работает следующим об5 разом.

Подлежащее контролю иэделие 3 укладывают на установленные на основании 1 приводные 7 и неприводные 8 ролики, которые установлены на роликоопорах 6. Затем с помощью блока

19 управления включают механизм 2 перемещения (вращения) изделия 3 и механизм 4 перемещения преобразователя 5. В результате этого электро двигатель 9 посредством вала !О приводит через приводные ролики 7 в движение (вращение) контролируемое иэ— делие 3, а с помощью последнего при- 20 водятся во вращение неприводные ролики 8. Одновременно с этим электродвигателем 17 посредством цепной передачи 18, соединенной с приводными колесами 12, приводная тележка 11 механизма 4 перемещения преобразователя 5 начинает перемещать по направляющим 14 раму 15 с преобразователем

5, механизмом 25 вертикального перемещения преобразователя 5 и механизмом 37 возвратного перемещения к торцу контролируемого изделия 3, При этом неприводные 13 и приводные 12 колеса приводной тележки !! начинают катиться по направляющим 14. В это время установленный на оси 55 толкателя 51 ролик 56 находится в углублении 63 консоли 61 копира 38, закрепленного на раме 15, при этом пружина 50 толкателя 51 находится в растянутом состоянии, а ходовая гайка

39 — под углом a(к оси ходового винта 28 П-образного корпуса 26,т.е, гайка 39, закрепленная консолью 48 на оси 49 П-образного корпуса 26 меха45 низма 25 вертикального перемещения преобразователя 5 и поднятая толкателем 51 с помощью торца 52 толкателя 5!, находящегося в пазу 53, и пружины 50 относительно части 36 П-образного корпуса 26, контактирует с ходовым винтом 28 П-образного корпуса 26 гладким отверстием 47, В процессе движения механизма 4 перемещения преобразователя 5 первыми торца контролируемого иэделия

3 касаются конусные ролики 42 механизма 25 вертикального перемещения преобразователя 5, при этом конусные

33 ролики 42 своей конусной поверхностью начинают накатываться на наружную поверхность контролируемого изделия

3. В этом случае в действие вступают механизм 25 вертикального перемещения преобразовач еля 5 и механизм

37 возвратного перемещения ультразвукового преобразователя 5. При этом преобразователь 5 уже находится над поверхностью контролируемого изделия 3 с определенным зазором (не показан), Как только конусные ролики 42 коснутся торца контролируемого изделия

3, а механизм 4 еще будет продолжать перемещать преобразователь 5 в зону контроля, ролики 56 механизмов 37 возвратного перемещения начинают выкатываться из своих углублений 63.

Это происходит из-за того, что конусные ролики 42 своилш торцами наибольшего диаметра начинают упираться в часть 36 П-образного корпуса 26,который передает усилие через пружину 50 и толкатель 51 на ролик 56, установленный на оси 55. Выкатывание ролика

56 осуществляется иэ паза 64. В процессе выкатывания ролик 56 открывает подпружиненный в петлевом шарнире 68 ограничитель 67, в результате чего ролик 56 вкатывается в паз 65, что обеспечивает перемещение толкателя 51 вниз, сжимается его пружина

50, и торец 52 толкателя 51, установленный в пазу 53 консоли 54 гайки

39, приводит к повороту гайки 39 на оси 49 до совмещения резьбового отверстия 46 гайки 39 с ходовым винтом

28 П-образного корпуса 26. В этом случае винтовая нарезка 57 совмещается с резьбой резьбового отверстия

46 гайки 39. Ось 44 резьбового отверстия 46 совпадает с осью ходового винта 28, а ось 45 гладкого отверстия 47 устанавливается под углом к оси ходового винта 28. В результате этого каждый конусный ролик 42, вращаясь контролируемым изделием 3, приводит в принудительное перемещение механизм 37 возвратного перемещения движущегося над контролируемым изделием 3 преобразователя

5 с помощью упоров 59, установленных, например, на внутренней поверхности конусного ролика 42 и находящихся в постоянном зацеплении с продольным пазом 58 ходового винта 28.

1587433

Одновременно с работой механизма

37 возвратного перемещения работает механизм 25 вертикального перемещения преобразователя 5 к поверхности контролируемого иэделия 3. Конусные ролики 42 каждой пары 27 конусных роликов 42 и 43 продолжают принудительно накатываться на поверхность контролируемого изделия 3, одновре- 10 менно с этим продолжают перемещаться вверх ходовые винты 28,закрепленные на консолях 29 и 30 Л-образных корпусов 26, установленных по обе стороны опускаемого преобразователя

5. При этом начинают вращаться на шарнирах 32 двуплечие рычаги 31, так как одни их плечи закреплены на ходовых винтах 28 пар 27 конусных роликов 42. Это движение начинается через пружины 34 преобразователя 5, который в этом случае начинает перемещаться к поверхности контролируемого изделия 3, в том же направлении начинает перемещаться его держатель 25

20 относительно рамы 15 механизма 4 перемещения преобразователя 5.Направляющая 21 держателя 20, перемещаясь в отверстии 24 рамы 15, сжимает пружину 23 относительно рамы 15 с по- 30 мощью ограничителя 22 °

Конусные ролики 42, накатываясь конусной поверхностью на наружную поверхность контролируемого изделия

3, перемещают преобразователь 5 к поверхности контролируемого изделия

3. Механизм 25 вертикального перемещения преобразователя 5 продолжает работать,. одновременно с ним продолжает работать механизм 37 возвратно- 4р го перемещения. В этом случае под действием вращающихся пар 27 конусных роликов 42 относительно ходового винта 28 перемещается П-образный корпус 26 механизма 25 вертикального 45 перемещения преобразователя 5, это приводит к перемещению ролика 56 по пазу 65, который находится на одном уровне с пазом 70 копира 38. Перемещаясь по пазу 65, ролик 56 отодви— гает ограничитель 66, установленный в подпружиненном шарнире 69, и продолжает катиться по продольному пазу

70 копира 38, при этом скорость перемещения ролика 56 с толкателем 5) и П-образного корпуса 26 намного больше скорости перемещения преобразователя 5 с помощью механизма 4 перемещения преобразователя 5, так как пары 27 конусных роликов 42 и 43 дополнительно получают прирост скорости перемещения относительно преобразователя 5 за счет перемещения (вращения) контролируемого изделия 3 перпендикулярно направлению возвратного перемещения преобразователя 5, Как только ролик 56 толкателя

51 начинает катиться по продольному пазу 70 копира 38, конусные ролики

42 механизма 25 вертикального перемещения преобразователя 5 станут катиться по поверхности контролируемого изделия 3, что обеспечивает поджатие преобразователя 5 пружинами

34 к поверхности контролируемого изделия 3. Таким образом, цикл работы механизма 25 вертикального перемещения преобразователя 5 закончен.

Механизмы 37 продолжают свою работу. Под действием принудительного вращения ходового винта 28 с помощью пар 27 конусных роликов 42, упоры которых установлены в продольных пазах. 58, П-образные корпуса 26 перемещаются своими консолями 29 и 30 в сторону впереди расположенных двуплечих рычагов 31 до тех пор, пока катящиеся по продольным пазам 70 своих копиров 38 ролики 56 толкателей

51 не скатятся в углубление 62 на консоли 60 копира 38. В этом случае пружина 50, разжимаясь, перемещает толкатель 51 в сторону углубления

62, при этом толкатель 51 с помощью торца 52, находящегося в пазу 3 консоли 54, разворачивает на оси 49 консоли 48 гайку 39 так, что она выходит из резьбового зацепления с винтовой нарезкой 57 каждого ходового винта 28 и с ним начинает контактировать гладкое отверстие 47 гайки

39. Принудительное (ускоренное) перемещение механизма 37 прекращается, при этом конусные ролики 43 каждой пары 27 конусных роликов 42 и 43 находятся впереди преобразователя 5, который вместе с механизмом 37 возвратного перемещения и механизмом

25 вертикального перемещения преобразователя 5, закрепленных на раме

15, а также с механизмом 4 перемещения пр ео бр аз ов ателя 5 перемещается вдоль контролируемого изделия 3, при этом преобразователем 5 приводится поиск дефектов, сигналы от которых фиксируются аппаратурой (не показана) .

1587433

1О

При приближении преобразователя

5 к противоположному торцу контролируемого изделия 3 первыми с его наружной поверхности начинают скатываться конусные ролики 43, В этом

5 случае в работу вступает механизм

25 вертикального перемещения преобразователя 5, т.е, отводит от поверхности изделия 3 преобразователь 5, что предотвращает его поломку о торец проконтролированного изделия

3. Конусные ролики 43, скатываясь конусной поверхностью, приводят во вращение двуплечие рычаги 31, так как их плечи 35 закреплены на ходовых винтах 28, а противоположные, плечи закреплены относительно tuap ниров 32 с помощью разжимающихся пружин 34, и пружина 23 направляющей 20

21 держателя 20 перемещает преобразователь 5 от поверхности проконтролированного изделия 3. Процесс этот заканчивается тогда, когда конусные ролики 43 совсем скатятся с поверхности иэделия 3. В этом случае механизмом 4 перемещения преоб— разователя 5 рама 15 отводится из зоны контроля.

Блоком 19. управления механизм 4 30 перемещения преобразователя 5 и механизм 2 перемещения изделия 3 выключаются. Проконтролированное изделие 3 удаляется с приводных 7 и неприводных 8 роликов, установленных в роликоопорах 6 на основании 1, На место снятого изделия 3 укладывают на роликоопоры б следующее подлежащее контролю изделие 3.

Для исключения холостого пробега 40 механизма 4 перемещения преобразователя 5 поиск дефектов в изделии 3 ведут в противоположную сторону, т.е. на блоке 19 управления включают реверс. В этом случае электродвигатели 45

9 и 17 .начинают вращаться в противоположную сторону, что приводит к перемещению в противоположную сторону роликами 7 и 8 в роликоопорах 6 контролируемого изделия 3 механизмом

2 перемещения с помощью вала 10 соединенного с электродвигателем 9, а с помощью приводной тележки 11 по направляющим 14 с неприводными 13 и приводными 12 колесами, соединен55 ными цепной передачей 18 с электродвигателем 17, — к перемещению в противоположную сторону рамы 15, соединенной кронштейном 16 с приводной тележкой 11, в зону контроля преобразователя 5, В этом случае первыми начинают контактировать с поверхностью контролируемого изделия 3 конусные ролики 43 механизма 25 вертикального перемещения преобразователя 5. Конусные ролики 43 контактируют торцами

40 наибольшего диаметра с .частью 36

П-образного корпуса 26, перемещают последний вдоль ходового винта 28, так что ролик 56 толкателя 51 выкатывается из углубления 62 копира 38 по пазу 64, при этом отклоняет ограничитель 67 на шарнире 68 и выкатывается в паз 65, в результате чего ограничитель 67 устанавливается в исходное положение, а толкатель 51, сжимая пружину 50, вводит резьбовое отверстие 46 гайки 39 в соединение с резьбовой нарезкой 57 ходового винта 28 каждого механизма 37 возвратного перемещения преобразователя 5. В этом случае П-образный корпус 26 начинает принудительно перемещаться относительно преобразователя 5, тем самым обгоняя его. Ролик 56 продолжает выкатываться из углубления 62 по лазам 64 и 65, последний находится на одном уровне с продольным пазом

70 копира 38, открывает проход в паз

70,,отодвигая ограничитель 66 на шарнире 69, а при попадании в паз

70 ограничитель 66 с помощью пружины (не показана) устанавливается в исходное положение. Одновременно с этим конусные ролики 43 продолжают накатываться на поверхность контролируемо го изделия 3. Это приводит в действие механизм 25 вертикального перемещения преобразователя 5. В процессе накатывания конусные ролики 43 перемещают вверх ходовые винты 28 этих роликов, находящихся по обе стороны преобразователя 5.Это приводит к вращению в шарнирах 32 двуплечих рычагов 31, одни плечи которых соединены с ходовыми винтами

28, а противоположные плечи через пружины 34 начинают перемещать преобразователь 5 к поверхности иэделия

3. Это приводит к перемещению направляющей 21 преобразователя 5 и сжатию пружины 23, установленной между рамой 15 и ограничителем 22.Вертикальное перемещение преобразователя

5 заканчивается при достижении им поверхности изделия 3, а конусные ролики 42 и 43 начинают катиться по нему

1587433

12 торцами 40 и 41 паибольшего диаметра.

Механизмы 37 продолжают обгонять преобразователь 5, закрепленный на раме 15. Это продолжается до тех пор, пока ролик 56 толкателя 51 не скатится в углубление 63. Это приводит к выводу из зацепления гайки 39 с ходовым винтом 28. Скорость перемещения механизмов 37 сравнивается со скоростью перемещения рамы 15 преобразователя 5, т.е, пары 27 конусных роликов 42 и 43 продолжают вращаться, но вхолостую, не перемещая механизмы 37. Перемещение назад ролика 56 толкателя 51 ограничено углубл е ни ем 6 3.

Первыми противоположного торца контролируемого иэделия 3 достигают конусные ролики 43, и только после них к торцу изделия приближается преобразователь 5. Конусные ролики 43, достигнув торца изделия 3, начинают 25 скатываться конусной поверхностью с него. Б этом случае вступает в работу механизм 25 вертикального перемещения преобразователя 5, начинает перемещаться вниз ходовые винты 28

П-образного корпуса 26, вращаться в шарнирах 32 двуплечие рычаги 31,одни плечи которых соединены с ходовыми винтами 28, а противоположные плечи с помощью пружин 34 поднимают с, поверхности изделия 3 преобразова-. тель 5 с держателем 20, Подъем преобразователя 5 должен завершиться до его касания торца изделия 3, что достигается предварительной установкой копира 38, а именно, предварительной установкой углублений 62 и 63 на консолях 60 и 61 копира 38. После завершения процесса поиска дефектов механизм перемещения преобразователя 45

5 удаляется иэ эоны контроля, блоком

19 управления выключаются электродвигатели 9 и 17 механизмов 2 и 4 перемещения изделия 3 и преобраэователя 5, с опорных роликоопор 6 удаляют ,иэделие 3, а на его место устанавливают другое, и цикл повторяется.

Формула изобретения

Устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий,содержащее основание, закрепленные на нем направляющие, механизм вращения контролируемого изделия с приводом, установленный на направляющих сканирующий узел в виде тележки с приводом, жестко закрепленный на тележке рамы, шарнирно закрепленных на раме двуплечих рычагов и соединенных с ними дополнительных направляющих, установленный на раме с возможностью вертикального перемещения ультразвуковой преобразователь и механизм вертикального перемещения ультразвукового преобразователя с П-образным корпусом и конусными роликами, кинематически связанными с дополнительными направляющими, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено механизмом возвратного перемещения ультразвукового преобразователя, выполненным в виде жестко закрепленных на раме копиров с двухручьевыми пазами, и установленного на П-образном корпусе толкателя с подпружиненным роликом, взаимодействующим с копиром, гайкой, установленной между конусными роликами, шарнирно-закрепленной на корпусе, кинематически связанной с толкателем и с дополнительной направляющей, в гайке выполнено гладкое отверстие под углом к продольной ее оси, диаметр гладкого отверстия больше диаметра дополнительной нанравляющей, дополнительная направляющая выполнена в виде ходового винта, конусные ролики установлены основаниями друг к другу, а приводы тележ-ки и механизма вращения иэделия выполнены реверсивными, 1587433

1587433

Фиг. Ю

И

Фм5

Составитель Л,Блохин

Техред М.Дидык Корректор М.Пожо

Редактор О.Юрковецкая

Заказ 2417 Тираж 503 - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101