Намагничивающее устройство для дефектоскопии цилиндрических изделий

 

Использование: для магнитной дефектоскопии в металлургической и машиностроительной промышленности. Цель - повышение надежности контроля износоустойчивости полюсов и упрощение изготовления намагничивающего устройства. Сущность в устройстве, содержащем П - образный магнитопровод с обмоткой, полюса скошены под углом α к основанию и снабжены пластинами из износоустойчивого материала. Это упрощает изготовление и уменьшает износ полюсов, позволяет увеличить надежность контроля изделий за счет лучшего центрирования их внутри намагничивающего устройства, а также обеспечивает оптимальное намагничивание изделий путем выбора определенного угла a скоса полюсов, который определяется размерами конкретных изделий, подлежащих контролю, межполюсным расстоянием и толщиной полюсов. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области дефектоскопии, а именно к дефектоскопии цилиндрических изделий (труб, прутков и т.д.).

Известны намагничивающие устройства для дефектоскопии цилиндрических изделий различного диаметра со сменными полюсами, выполненными по форме контролируемого изделия [1, 2] Данные намагничивающие устройства обладают существенным недостатком, связанным с тем, что при смене диаметра контролируемого изделия необходима замена полюсных наконечников, что уменьшает производительность контроля и делает неприемлемым использование подобных устройств в технологических линиях непрерывного производства проката.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является намагничивающее устройство для контроля цилиндрических объектов [3] взятое за прототип. Это устройство содержит П-образный магнитопровод с обмоткой. Торцы магнитопровода выполнены в виде выпуклых цилиндрических поверхностей.

Данное устройство обеспечивает расширение диапазона контролируемых изделий, т.к. позволяет контролировать изделия различных диаметров, но поскольку торцы магнитопровода выполнены в виде цилиндрических выпуклых поверхностей, то это значительно усложняет процесс их изготовления. Существенным недостатком является также то, что при автоматическом контроле цилиндрических изделий в производственных линиях данная форма полюсных наконечников не обеспечивает надежного центрирования изделия внутри намагничивающего устройства, в результате чего снижается надежность контроля. Поскольку для стабильного намагничивания контролируемого изделия необходимо обеспечить касание цилиндрическим изделием полюсов, то при сканировании поверхности изделия наблюдается повышенный износ полюсов.

Цель изобретения повышение надежности контроля, износоустойчивости полюсов и упрощение изготовления намагничивающего устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в намагничивающем устройстве для дефектоскопии цилиндрических изделий, содержащем П-образный магнитопровод с обмоткой, полюса магнитопровода скошены под углом α к основанию и снабжены пластинами из износоустойчивого материала. Угол скоса полюсов, расстояние между ними и их толщина выбираются из следующих условий: a/(a+2d)=R₁/R₂, sinαa/2R₁= (a+ 2d)/2R₂ где R₁ и R₂ предельные радиусы диапазона контролируемых изделий, α и d угол скоса и толщина полюсов, а межполюсное расстояние, причем а < 2 R₁.

Именно такая форма полюсов магнитопровода намагничивающего устройства обеспечивает за счет оптимального распределения механических моментов надежное центрирование контролируемого изделия цилиндрической формы внутри намагничивающего устройства, что повышает степень намагничивания и надежность контроля.

На фиг. 1 изображено намагничивающее устройство; на фиг. 2 то же, в процессе контроля; на фиг. 3 намагничивающее устройство-прототип в процессе контроля.

Намагничивающее устройство (фиг. 1) содержит магнитопровод 1, пластины 2 из износоустойчивого материала и обмотку 3.

В реальных производственных условиях в каждом конкретном случае необходим контроль цилиндрических изделий определенного диапазона размеров (например от R₁ до R₂), который определяется техническими данными производственной линии. С целью контроля всего диапазона цилиндрических изделий (от R₁ до R₂) полюса магнитопровода выполнены скошенными под некоторым углом α который определяется, исходя из вышезаданных условий. При этом, как и у прототипа, сохраняется касание цилиндрических изделий в двух противоположных точках полюсов (для изделий с R₁ это А' и С', для R₂ А и С), что обеспечивает намагниченность изделий, необходимую для их дефектоскопирования. Изделия с R₁ < R < R₂ будут касаться в промежуточных точках полюсов и, таким образом, также будут находиться в благоприятных условиях в смысле их намагничивания.

В то же время поскольку точки касания А и А' определяются диапазоном диаметров контролируемых изделий, то по сравнению с прототипом имеется возможность уменьшить толщину магнитопровода, а, значит, мощность и вес намагничивающего устройства при сохранении аналогичных параметров намагничивания.

Основные параметры намагничивающего устройства можно определить из фиг. 1, используя подобие треугольников АОВ и А'О'В' a/(a+2d)=R₁/R₂, sinα a/2R₁= (a+ 2d)/2R₂.

Намагничивающее устройство работает следующим образом (фиг. 2).

При подходе цилиндрического изделия 4 к намагничивающему устройству невозможно обеспечить точное одновременное попадание изделия в центр между полюсами магнитопровода 1. В первый момент времени осуществляется касание одного из полюсов магнитопровода 1. Силу, приложенную к изделию, можно разложить на две составляющиe: перпендикулярно к плоскости полюсов F_н и параллельно ей F_т. Сила F_т обеспечивает центрирование изделия 4 относительно полюсов магнитопровода 1.

Эта сила для цилиндрических полюсов в разных точках полюса будет различна. Она будет иметь минимальное значение у наружного края полюса (фиг. 3) и максимальное у внутреннего. Вследствие этого при автоматическом контроле в производственных линиях при попадании изделия на внешний край полюса центрирование изделия будет затруднено, и оно может выйти из зоны контроля.

Эта сила остается постоянной как у внутреннего, так и у наружного края при выполнении полюсов скошенными под углом α к основанию. Вследствие этого улучшаются условия для центрирования изделия относительно полюсов, а, значит, и возрастает надежность контроля.

Таким образом, устройство благодаря своим новым признакам по сравнению с прототипом обеспечивает надежное центрирование контролируемых изделий, за счет того, что особая форма полюсов создает условия для возникновения центробежной силы, обеспечивающей 100-процентный захват контролируемых цилиндрических изделий намагничивающим устройством, что обеспечивает существенное повышение надежности контроля. Устройство, таким образом, может с успехом применяться в линиях непрерывного контроля в условиях реального производства, в технологических линиях проката и т.п. вплоть до использования в автоматизированных линиях при решении актуальных задач дефектоскопии в условиях крупномасштабного производства цилиндрических изделий различного типа (труб, прутков и т.д.).

Формула изобретения

1. НАМАГНИЧИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕФЕКТОСКОПИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, содержащее П-образный магнитопровод с обмоткой, отличающееся тем, что полюса магнитопровода скошены под углом α к основанию, причем угол скоса полюсов, расстояние между ними и их толщина выбираются из следующих условий: где R₁ и R₂ - предельные радиусы диапазона контролируемых изделий; a - межполюсное расстояние; d - толщина полюсов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено двумя пластинами из износоустойчивого материала, установленными на торцах полюсов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3