Способ автоматизированного ультразвукового контроля изделий типа дисков и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии изделий, в частности автоматизм ро ванн ому ультразвуковому контролю тел вращения типа дисков авиационных газотурбинных двигателей. Цель изобретения - повышение надежности контроля . При вращении диска 5 измеряют угловую скорость вращения вала электродвигателя 3 посредством тахогенератора. Сигнал с тахогенератора передают на регулятор скорости. Вследствие этого обеспечивается выдерживание скорости вращения ванны 1 с диском 5 в соответствии с программой, которая заложена в устройстве программного управления. Это обеспечивает согласование угловой скорости вращения диска 5 в зависимости от местоположения ультразвукового преобразователя 8 над поверхностью диска 5. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 29/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Мр

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4771539/28 (22) 25.12.89 (46) 23.12.92. Бюл. N. 47 (72) Б. И. Стожков, С. Ф. Сидорко и С. Н, Зайцев (56) Авторское свидетельство СССР

N 1018008, кл. G 01 и 29/04, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 1413517, кл. G 01 N 29/04, 1986. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ ТИПА ДИСКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии изделий, в частности автоматизированному ультразвуковому Ы«1783416 А1

2 контролю тел вращения типа дисков авиационных газотурбинных двигателей. Цель изобретения — повышение надежности контроля. При вращении диска 5 измеряют угловую .скорость. Вращения "" вала электродвигателя 3 посредством тахогенератора. Сигнал с тахогенератора передают на регулятор скорости, Вследствие этого обеспечивается выдерживание скорости вращения ванны 1 с диском 5 в соответствии с программой, которая заложена в устройстве программного управления. Это обеспечивает согласование угловой скорости вращения диска 5 в зависимости от местоположения ультразвукового преобразователя 8 над поверхностью диска 5, 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1783416

20

30

55 макс ш = 9О- смаке

Ф

Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии изделий, в частности автоматизированному ультразвуковому контролю тел вращения типа дисков авиационных газотурбинных двигателей, и касается способа автоматизированного ультразвукового контроля и уСтройства для его осуществления, Известен Способ сканирования дисков при неразрушающем контроле, заключающийся в том, что управляют приводом вращения планшайбы с диском, а также управляют приводом перемещения каретки с ультразвуковым преобразователем и отслеживают его положение, Известный способ реализуется посредством устройства для сканирования дисков при неразрушающем контроле, содержащем корпус, размещенные в нем планшайбу и каретку, привод планшайбы и блок управления приводом плэншайбы, причем устройство снабжено приводом каретки, последовательно соединенными коммутатором, делителем частоты и счетчиком импульсов, блоком сравнения, первый вход которого соединен со счетчиком импульсов, генератором и дополнительным коммутатором, первый вход которого соединен с выходом делителя частоты, второй — с выходом генератора, а третий — с выходом блока сравнения, первый вход основного коммутатора соединен с выходом блока сравнения, а выход делителя частоты соединен с приводом каретки, блок управления выполнен в виде последовательно соединенных дополнительного генератора и управляемого делителя частоты и дополнительного счетчика импульсов, выход которого соединен со вторым входом управляемого делителя частоты и вторым входом блока сравнения, а вход дополнительного счетчика импульсов — с выходом дополнительногоо коммутатора, выход управляемого делителя частоты соединен со вторым входом основного коммутатора и приводом планшайбы, а выход делителя частоты соединен с приводом каретки, Известен способ автоматизированного ультразвукового контроля дисков, заключающийся в выполнении запрограммирован ных операций перемещения ультразвукового преобразователя по заданной траектории по образующей диска, установленного в иммерсионной ванне, при одновременном вращении диска вместе с ванной с заданной скоростью, и определения текущих координат преобразователя.

Рассмотренный способ реализуется устройством для автоматизированного контроля, содержащим корпус, размещенные в нем планшайбу для размещения диска и каретку, привод и блок управления планшейбой, привод и блок управления кареткой, размещенный на.каретке преобразователь и соединенный с ним дефектоскоп, причем устройство снабжено приводом перемещения преобразователя относительно планшайбы, установленным на каретке, блоком его управления, блоком управления дефектоскопом и программным блоком, соединенным с входами и выходами всех блоков управления. Существенным недостатком известного способа-прототипа и устройства для его реализации является недостаточная надежность контроля вследствие отсутст- . вия возможности контроля угловой скоро-сти вращения диска и ее регулирования в соответствии с оптимальной зависимостью местоположения преобразователя над поверхностью диска и скорости его вращения.

Цель изобретения — повышение надежности контроля за счет согласования угло-. вой скорости вращения диска и местоположения ультразвукового преобразователя путем контроля угловой скорости .вращения диска и ее регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в способе автоматизированного ультразвукового контроля изделий типа дисков, заключающемся в том, что перемещают ультразвуковой преобразователь по заданной траектории по образующей диска, установленного в иммерсионной ванне, при, одновременном вращении диска вместе с ванной с заданной скоростью, определяют текущие координаты преобразователя и координаты аффекта, согласно изобретению, при вращении диска с ванной измеряют его угловую скорость вращения по угловой скорости вращения вала электродвигателя ванны, величину которой передают на регулятор скорости электродвигателя, а ультразвуковой преобразователь перемещают от периферии диска к его центру, учитывая при этом угловую скорость вращения диска в соответствии с зависимостью: где в — угловая скорость вращения диска при расположении преобразователя на расстоянии R от оси вращения;

R — расстояние от оси вращения диска до ультразвукового преобразователя по радиусу диска; плакс максимальное допустимое число оборотов диска при выполнении ультразвукового контроля;

1783416

R awc — максимальный радиус диска.

Кроме этого, поставленная цель достигается также тем, что в устройстве автоматизированного ультразвукового контроля, содержащем ванну, в которую устанавливают диск, электродвигатель ее вращения, ультразвуковой преобразователь с механизмом его перемещенйя и системуавтоматизированного управления ультразвуковым контролем, включающую устройство про граммного управления, устройство управления механизмом перемещения ультразвукового преобразователя и устройство управления электродвигателем вращения ванны, согласно изобретению, устройство снабжено тахогенератором и регулятором скорости, причем первый выход устройства программного управления соединен со входом устройства управления механизма перемещения преобразователя, выход которого соединен со входом механизма перемещения преобразователя, второй выход устройства программного управления соединен со входом устройства управления электродвигателем вращения ванны, выход которого соединен с первым входом регулятора скорости соединен с тахогенератором, выход регулятора скорости соединен с электродвигателем вращения ванны, выход которого соединен с тахогенератором.

На фиг, 1 представлена механическая часть устройства для автоматизированного ультразвукового контроля; на фиг. 2 — блоксхема системы автоматизированного управления ультразвуковым контролем, Устройство. дпя автоматизированного ультразвукового контроля содержит ванну 1 под жидкую связывающую среду, через которую передается пучок ультразвуковых волн. Ванна 1 установлена на корпусе 2 с возможностью вращения посредством электродвигателя 3 относительно основания 4, В полости ванны 1 неподвижно закреплен диск 5 при помощи приспособления фиксации 6, На основании

4 установлен механизм перемещения 7 ультразвукового преобразователя 8. Механизм перемещения 7 выполнен в виде сочлененных шарнирных рычагов, каждый с соответствующим рычагу приводом его поворота, которые выполнены в виде электродвигателей (на чертеже не показаны). Управление ультразвуковым контролем осуществляется автоматизированной системой, включающей устройство программного управления

9, устройство управления 10 механизмом перемещения ультразвукового преобразователя, устройство управления 11 электродвигателем вращения ванны. Выходной вал вращения ванны 1, а выходы устройств уп10 равления 10 и 11 подключены к соответствующим входам устройства программного

30 следующие: траектории перемещения ульт35 развукового преобразователя эквидистантно профиля диска, с постоянной

10 передает в устройство программного уп55 равпения 9 информацию о текущих коорди45

50 электродвигателя 3 вращения ванны соединен с тахогенератором 12 и снабжен регулятором скорости 13, К устройству программного управления 9 через его выходы подключены входы устройства управления 10 механизма перемещения 7 ультразвукового преобразователя 8 и устройства управления 11 электродвигателя 3 управления 9. Второй выход устройства управления 10 механизма перемещения ультразвукового преобразователя соединен с входами приводов механизма перемещения

7 ультразвукового.преобразователя, выходы которых связаны со вторым входом устройства управления 10 механизма перемещения ультразвукового преобразователя. А второй выход устройства управления 11 электродвигателем вращения ванны подключен к входу электродвигателя 3. Выходной вал электродвигателя 3 соединен с тахогенератором 12, выход которого связан со вторым входом регулятора скорости 13, Способ автоматизированного ультразвукового контроля иэделий типа дисков осуществляется следующим образом.

В устройстве программного управления

9 по заданной программе формируются и передаются управляющие сигналы в устройсТВо управления 10 и 11. При этом программируемыми операциями являются ориентацией продольной оси перпендикулярно к касательной линии образующей профиля; скорости и угла поворота ванны с диском; связи текущих координат ультразвукового преобразователя со стойкой управления автоматизированной системы неразрушающего контроля (на чертежах не представлена), Устройство управления 10 механизма перемещения ультразвукового преобразователя управляет его приводами в соответствии с поступающими от устройства программного управления 9 сигналами и сигналами обратной связи от каждого привода механизма перемещения 7, осуществпяя перемещение ультразвукового преобразователя 8 от периферии диска 5 к

его центру, При этом устройство управления натах Х;; Y„Z; преобразователя 8 в системе координат Х, Y; Z, т.е. в устройстве праграммного управления 9 определено местопопожение ультразвукового преобразователя 8 относительно диска 5. Устройство управпе1783416

= к Вмакс

® = 9у Пмакс

20 ж RMavc

О = ру Пмакс

35

45

50 ния 11 управляет электродвигателем 3 в соответствии с поступающими сигналами от устройства программного управления 9, подавая сигнал на него через регулятор скорости 13. При вращении вала электродвигателя 3 посредством тахогенерэтора 12 осуществляется измерение угловой. скорости вала электродвигателя 3, выходной сигнал с которого поступает на регулятор скорости 13. Таким образом в соответствии с заданной программой в устройстве программного управления.9 поддерживается соответствующая величи на угловой скорости вала электродвигателя

3. При этом устройство программного управления 9 по определенным координатам местоположения ультразвукового преобразователя 8 обеспечивает согласование угловой скорости вращения ванны 1 в соответствии с зависимостью где а-угловая скорость вращения диска при расположении преобразователя нэ расстоянии R от оси вращения;

R — расстояние от оси вращения диска до ультразвукового преобразователя по радиусу диска; пмакс — максимальное допустимое число оборотов диска при выполнении ультразвукового контроля;

Вмакс — максимальный радиус диска.

Использование разработанного способа и устройства для его осуществления обеспечивает возможность согласования угловой скорости вращения ванны в зависимости от местоположения ультразвукового преобразователя за счет обеспечения контроля скорости вращения ванны с диком и ее регулирования, в целом повышает надежность осуществляемого контроля, Формула изобретения

1, Способ автоматизированного ультразвукового контроля изделий типа дисков, заключающийся в том, что перемещают ультразвуковой преобразователь по заданной траектории по образующей диска, установленного в иммерсионной ванне, при одновременном вращении диска вместе с ванной с заданной скоростью, определяют текущие координаты преобразователя и координаты дефекта, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, при вращении диска с ванной измеряют его угловую скорость вращения по угловой скорости вращения электродвигателя ванны, величину которой передают нэ регулятор скорости электродвигателя, а ультразвуковой преобразователь перемещают от периферии диска к его центру, учитывэ при этом угловую скорость в вращения диска в соответствии с зависимостью где N — угловая скорость вращения диске при расположении преобразователя íà расстоянии R от оси вращения диска;

R — расстояние от оси вращения диска до ультразвукового преобразователя по радиусу диска; пмакс — максимальное допустимое число оборотов диска при выполнении ультразвукового контроля;

R»« — максимальный радиус диска, 2, Устройство для автоматизированного ультразвукового контроля изделий типа дисков, содержащее ванну, в которую устанавливают диск, электродвигатель ее вращения, ультразвуковой преобразователь с механизмом его перемещения и систему автоматизированного управления ультразвуковым контролем, включающую . устройство программного управления, устройство управления механизмом перемещения ультразвукового преобразователя и устройство управления электродвигателем вращения ванны, отл и ча ю щеес ятем, что оно снабжено тахогенератором и регулятором скорости, причем первых выход устройства программного управления соединен с входом устройства управления механизма перемещения преобразователя, выход которого соединен с входом механизма перемещения преобразователя, второй выход устройства программного управления соединен с — входом устройства управления электродвигателем вращения ванны, выход которого соединен с первым входом регулятора скорости, второй вход регулятора скорости соединен с тахогенератором, выход регулятора скорости соединен с электродвигателем вращения ванны, выход которого соединен с тахогенератором.

1783416

ФИГ 2

Заказ 4511 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Редактор Т.Шагова

Составитель Б. Стожков

Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий