Устройство для ультразвукового контроля изделий

 

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля изделий ультразвуковым методом. Цель изобретения - повышение качества контроля изделий путем выявления с помощью одноэлементного преобразователя разноориентированных дефектов, расположенных под различными углами к поверхности изделия, - достигается тем, что устройство снабжено механизмом изменения углового положения преобразователя, выполненным в виде последовательно соединенных механизма подъема, механизма коррекции и соединенного с последним пантографа, на продолжении одного плеча которого установлен преобразователь в корпусе устройства, нижняя полость которо го заполнена контактной жидкостью. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

„„5U „„1755174 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- К ДВТОРСКОМУ СВИ ДЕТЕ ЛЬ СТВ У

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля изделий ультразвуковым методом, Цель изобретения — повышение качества контроля изделий путем выявления с помощью однозлементного преобразователя разноориентированных дефектов, расроложейных под различными

: . Изобретение относится к средствам некорпуса 1, В верхней части 5 корпуса уста разрушающего контроля изделий ультра-: новлен привод вращения преобразователя звуковым методом и может найти,, 6, выполненный в"виде электродвигателя 7 применение в различных отраслях йромыш- и кинематически связанной с ним передаленности, в частности в атомном машино- чей шлицевой шестерни 8, йасажейной на строеййи, котлостроении йри койтроле. шлицевой подпружийейный вал 9, установлистового проката, труб и т.й, иэделий, на- . ленный в отверстии 10 крышки 11 верхней йример ниппелей и:муфт буровых:замков .. части 5 корпуса 1; на подпружиненном валу

9 установлен диск 12 механизма корректинефтяного, машиностроения

Цель изобретения — расширение обла- ::. ровки угла ввода ультразвуковых колебасти примейения за счет обеспечения воз- ний; а на противоположном торце вала 9 в можностйконтроля разноориентированйых шарнире 13 закреплен двусторонний пантограф. 14, входящий в: механизм углового дефектов

На чертеже показано устройство для изменения положейия преобразователя 6, ультразвукового контроля изделий, общий,В горйзонтальных шарнирах пантографа 14 вид.: .. укреплены центробежные грузы 15, а осноУстройство содержит цилийдричесаий вание пантографа 14 шарниром 16.закрепкорпус 1 со штуцером 2 для подачи контактноГ жидкости 3 во внутреннюю полость 4 лено в шаровой опоре 17, установленной в шаровом гнезде 18, (21) 481 1950/28 (22) 09:.04.90 (46) 15.08.92. Бюл. tk 30 (71) Научно-производственное объединение

"Атомкотломаш". (72) А.B.Ìåäâåäåâ (56). Ганиев А.М., Халилов А.А. Техйический прогресс в производстве буровых замков.

M,: ЦИНГИХИМНЕФТЕМАШ, 1988 . с. 2527.

Авторское свидетельство СССР

Ь 135837; кл, 6 01 и 29/04, 1987.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1295326, кл. С 01 N 29/04, 1987.

; . Авторское свидетельство СССР

М 128161, кл. G 01 и 29/04, 1983, ... Авторское свидетельство СССР

Й 89743, кл. G 01 N 29/04, 1980. углами к поверхности изделия, — достигается тем, что устройСтво снабжено механизмом изменения углового положения преобразователя, выйолненным в -виде последовательно соединенных механизма подъема, механизма коррекции и соединенного с последним пантографа, на продолжении одного плеча которого установлен преобразователь в корпусе устройства, ниж няя по лость которо го заполнена контактной жидкостью, 1 з.п, ф-лы, 1 ил, 1755174 центробежный груз 15, на противополож- ном торце этого двуплечего рычага 21 за- 10 тробежный груз 15

30

40 проходит через консоль двуплечего рычага 50

21, шаровую опору 17 и закреплена в отверНа перегородке 19 внутренней полости корпуса 1 закреплено шаровое гнездо 18.

Основание пантографа 14 имеет одноплечий рычаг 20 и двуплечий рычаг 21 с общей осью вращения в шарнире 16, На 5 одном плече двуплечего рычага 21, соединенного с рычагом 22 пантографа 14 шарниро м .23, закреплен ук азанный креплен пьезопреобразователь 6. Рычаг 20 пантографа 14 оДйим из торцов соединен шарниром 24 с рычагом 25 пантографа 14, в этом же шарнире 24 закреплен второй ценРычаги 22 и 25 между собой и подпружиненнь;м валом 9 соединены шарниром 13.

Ыехайизм корректировки угла ввода ультразвуковых колебаний преобразователя выполнен в виде установленного на диске 12 копира 26 и контактирующего с ним на узле подъема 27 обкатывающего ролика 28

Механизм корректировки предназначен для поддержания заранее выбранного угла ввода ультразвуковых колебаний в изделие

29 независимо от изменения кривизны поверхности изделия в точке ввода этих колебаний. Это достигается различной кривизной поверхности копира, текущее значение которой рассчитывается теоретически или экспериментально.

Узел 27 подъема выполнен в виде штанги 30, на одном конце которой установлен обкатывающий ролик 28, а на противоположном закреплен шток 31 пневмоцилиндра 32, "соединен:ного с регулятором угла ввода, выполненного; например; в виде золотникового переключателя и рейки с делениями в градусах (не показаны). Для работы в раздельно-совмещенном режиме пьезопреобразователь 6 выполнен в виде двух nbeзоэлементов 33 и 34, которые разделены акустическим экраном 35, Акустический экран 35, установленный с возможностью перемещения относительно преобразователя 6, соединен с подпружиненной гибкой тягой 36, которая стии скобы 37, в которой с возможностью поступательно-возвратного перемещения навстречу друг к другу установлены центробежные грузы 15 пантографа 14. При этом пьезоэлементы 33 и 34 электрически соединены с дефектоскопической аппаратурой (не показана) с помощью высокочастотного разъема 38, закрепленного на свободном торце шлицевого подпружиненного вала 9.

Устройство закреплено на сканирующем механизме (не показан), Преобразователь 6 и акустический экран 35 находятся над поверхностью изделия 29 на расстоянии, выбранном из условия свободного вращения над его поверхностью. Шлицевой подпружиненный вал 9 и рычаг 21 выполнены с осевыми отверстиями, которые служат магистралыю для электрического кабеля (не показан), соединяющего высокочастотный разъем 38 с пьезопреобразователем 6. Винтом 39 скреплены штанги 30 и шток 31, а на верхней части 5 закреплен на кронштейне корпус ц ил и ндра 32.

5 Устройство работает следующим образом.

На поверхность контролируемого изделия 29 устанавливают устройство в исходном положении, т,е, шток 31 полностью убран в корпус пневмоцилиндра 32, подпружиненный вал 9 находится в крайнем нижнем положении, грузы 15 пантографа 14 макси.".ально раздвинуты и упираются в торцы скобы 37. Обкатывающийся ролик 28

5 контактирует с копиром 26. Преобразователь 6 в этом случае отклонен на максимальный угол.

Устройство подключают высокочастотным разъемом 38 к дефектоскопической аппаратуре и подают контактную жидкость 3 через штуцер 2 во внутреннюю полость 4 корпуса 1, жидкость 3 заполняет эту полость

4 при установке устройства на поверхность контролируемого изделия 29. После такой

5 подготовительной работы включают привод вращения пьезопреобразователя 6. В результате включается электродвигатель 7 и через передачу приводит во вращение шлицевую шестерню 8, которая передает вращение ш 1йцевому подпружиненному валу 9 и через него всей системе — пантографу 14 с преобразователем 6, причем последний первоначально установлен на максимальный угол от вертикальной оси устройства, 5 например 50, а акустический экран 35 выдвинут на максимальнуа величину, Одновременно включают механизм углового положения преобразователя 6, которым устанавливают под вполне определенным углом к нормали плоскости изделия 29 преобразователь 6 или осуществляют непрерывное изменение угла ввода ультразвуковых колебаний в иэделие 29, Для этого первоначально переключателем

5 подают рабочее тело (сжатый воздух или жидкость под давлением) в нижнюю полость цилиндра 32, в результате чего шток 31 выдвигается из цилиндра 32 подъемного механизма 27. Это движение передается обкатывающему ролику 28 с помощью шп ан1755174 через копир 26 начинает перемещать диск

12, а вместе с ним шлицевой вал 9, преодоги 30 закоепленной винтом 39 под углом, например, 40 на штоке 31 цилиндра. Обкалевая натяжение пружины вала 9 или склатывающий ролик 28 через копир 26 и диск ны пьезоэлементы 33 и 34, и обеспечивает одновременно перемещение на ту же велишается yron между рычагом 20 и двуплечим рычагом 21, установленный на консоли почину акустического экрана 35; перемещейие которого осуществляется гибкой подпружиследнего преобразователь 6 также меняет свое угловое положение, Процесс завершается при достижении преобразователем 6 15 ненной тягой 36 при перемещении скобы 37 совместно с центробежными грузами 15 вверх (или вниз) в шарнирах 23 и 24 пантогнеобходимого углового положения для оптимального угла ввода в контролируембе израфа 14. Акустический экран 35 обеспечиваделив 29 ультразвуковых колебаний. Это контролируетСя по мерной рейке с нанесенными на ней метками углового положения 20 преобразователя 6.

После этого включают механизм сканирования (не показан) поступательного переровая опора 17 с шарниром 16, в котором мещения устройства вдоль изделий 29, что закреплены рычаги 20 и 21 пантографа 14, и шаровое гнездо 18, закрепленное на перев совокупности с вращением пьезопреобразователя 6 механизмом вращения обеспегородке 19 корпуса 1 устройства, B качестве фиксатора положения случивает сканирование по плоской спирали для выявления разноориентированных де30 ковых колебаний, Для контроля изделий при угле ввода по нормали (для выявления рас35 слоений) шток 31 выводят до конца из корпуса пневмоцилиндра 32, при этом угловые изменения происходят аналогично описанному: в этом случае центробежные грузы 15

40 сближаются на минимальное расстояние, рычаги 22, 25 и 20, 21 устанавливаются между собой под минимальными острыми углаТаким образом, при сканировании по спирали и фиксированном угле ввода ульт- ми, что приводит к установке развукбвых колебаний в изделии 29 выявля- пьезопреобраэователя 6 по нормали к поверхности изделия 29, причем акустический ются разноориентированные дефекты, но 45 экран 35 еще больше поднимается относирасположенные под одним и тем же углом к тельно пьезопреобразователя 6. нормали. Для выявления дефектов другой ориентации (c другим углом по отношению

В процессе работы устройства шлицек нормали) необходимо изменить угловое положение преобразователя 6, например, 50 вая шестерня 8 постоянно находится в шлидо ЗОО, Для этого включают механизм 27 цевом зацеплении со шлицами шлицевого подпружиненного вала 9, который проходит подъема, шток 31 с помощью золотникового переключателя (не показан) выдвигают или через отверстие 10 в верхней крышке 11, В процессе перемещения устройства по по55 верхности контролируемого изделия 29 конвдвигают относительно корпуса пневмОцилиндра 32 на необходимую величину (растактная жидкость 3, находящаяся в полости стояние передвижения штока

12 в этом случае выдвигает подпружиненный шлицевой вал 9. Это приводит к сближению центробежных грузов 15 по скобе 37; при этом последняя поднимается в направлении подъема подпружиненного вала 9, имеющего общий шарнир 13 с рычагами 22 и 25 пантографа 14. Одновременно уменьфектов в изделии 29, при этом с помощью копира 26, по которому обкатывается ролик

28, компенсируется изменение угла ввода ультразвуковых колебаний пьезопреобразователя 6 при контроле изделия с криволин ейной поверхностью, например цилиндрической (труба), так как седловина на копире 26 соответствует углу ввода кблебаний вдоль образующей изделия 29. а выступы — тому же углу ввода колебаний, но поперек образующей {плоская спираль для цилиндрических изделий трансформируется в седловидную). предварительно проградуировано на рейке в угловых единицах положения преобразо- вателя 6), Перемещение штока 31 передается на обкатывающий ролик 28, который

10 дывая с ней ее усилие. Это, в свою очередь, приводит к изменению расстояния между центробежными грузами 15, так как рычаги

22 и 25 закреплены на шлицевом валу 9, они начинают изменять свое угловое положение, которое передается на рйчаги 20 и 21 с преобразователем 6, в котором установлеет защиту приемного пьезоэлемента (например, 33) от излучающего йьезоэлемента (например, 34).

Б изменении углового положения при вращении преобразователя участвуют шажит золотниковый переключатель подъемного . механизма 27, Привод поступательного перемещения устройства включают на реверс и сканируют зону контроля при другом (ЗОО) угле ввода ультразву- .

4 корпуса 1, частично вытекает иэ этой полости, при этом ее пополнение осуществляется через штуцер 2, Конструкция высокочастотного разъема 38 выполнена та1755174 кой, что передает сигналы при вращении преобразователя 6.

Такое выполнение устройства обеспечивает выявление разноориейтированных дефектов в процессе перемещения устрой- ства по поверхности контролируемого изделия при сравнительно простой конструкции и удобстве ее использования.

Ультразвуковой луч автоматически качается в различных направлениях одним пьезоэлементом. Возможность раздельной и совместной работы механизмов вращения и подъема обеспечивает различные варианты качания луча.

Вращение пьезоэлемента относительно поверхности изделия и внутренней полости корпуса не позволяет скапливаться газовым пузырькам на поверхности пьезоэлемента в процессе дегазации контактной жидкости, что повышает качество контроля.

Формула изобретения

1. Устройство для ультразвукового контроля изделий, содержащее корпус с перегородкой, размещенный в нем вал, механически связанный с ним преобразователь, механизм углового перемещения преобразователя со штангой и обкатывающим роликом; привод вращения преобразователя, отл и ча ю щ ее ся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности обнаружения раэноориентированных дефектов, механизм углового перемещения преобразователя выполнен в виде. двустороннего пантографа, кинематически связанных между собой диска с копиром, закрепленного на первом конце вала, подпружиненного относительно корпуса, обкатывающего ролика, контактирующего с копиром, и угла подъема обкатывающего ролика, первая па1р ра рйчагов двустороннего пантографа закреплена на втором конце вала, вторая пара рычагов йантографа через шаровую опору связаны с преобразователем, в центре перегородки корпуса выполнено шаровое

15 гнездо для размещения шаровой опоры, шарниры соединения первой и второй пар рычагов пантографа установлены в скобе с возможностью перемещения перпендикулярно оси Симметрии устройства, один из рычагов второй пары выполнен двуплечим, на втором его конце закреплен преобразователь, а привод вращения преобразователя выполнен в виде установленной на валу корпуса шестерни и кинематически связанного с ней электродвигателя.

2. Устройство по и. 1, отл и ча ю щеес я тем, что преобразователь выполнен раздельно совмещенным, а его экран через второй конец двуплечего рычага жестко

gp закреплен в скобе и установлен с возможностью перемещения вдоль пьезоэлементов преобразователя, 1755174

Составитель B. Прянишникова

Техред M.Ìîðãåíòàë - Корректор С..Лисина

Редактор А. Огар

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

Заказ Z889 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5