Устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий (его варианты)

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)968746

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 080481 (2() 3270357/25-28

t331М. Ка.з

G 0i N 29/04 с присоединением заявки Мо—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открыт.ий (23) Приоритет—

Опубликовано 23.10,82. Бюллетень Мо 39 (53) УДК 620 . 1 79 . .16(088.8) Дата опубликования описания 231082

A.Â. Медведев, Г.И. Овсянников, В.У. Финенкс>

В.Е. Городков и В.В. Гончаров

1 (72) Авторы изобретения

1.

jj.% $ j, г. . т."! .Х и".-" "".:. .- ;- " i

t го машинострс!ения м! о.. : ii .! (71) Заявитель

Научно-производственное объединение атомн и котлостроения "Атомкотломаш"

I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (ЕГО BAPHAHTH) Изобретение относится к нераэрушающему контролю. и может быть использовано при ультразвуковом контроле цилиндрических изделий.

Известно устройство для ультразвукового контроля цилиндрических иэделий, содержащее приводную планшайбу с центральным отверстием.под контролируемое изделие, связанные с ней цилиндрические держатели с преобразователями ультразвуковых колебаний, механизм перемещения преобразователей ультразвуковых колебаний и узел для электрической связи преобразователей ультразвуковых колебаний с дефектоскопом. Механизм перемещения преобразователей ультразвуковых колебаний выполнен в виде шарнирно свя-. занных рычагов, конусных роликов, жестко соединенных с преобразователями ультразвуковых колебаний. Узел для электрической связи преобразователей ультразвуковых колебаний с дефектоскопом выполнен в виде токопроводов и связанных с ними коммутаторов Е1 .

Недостатком известного устройства является низкая надежность контро ля, обусловленная жестким соединением конусных роликов с преобразователями ультразвуковых колебаний.

Цель изобретения — повышение надежности контроля.

Эта цель достигается тем,.что устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий, содержащее приводную .планшайбу с центральным отверстием под контролируемое изделие, связанные с ней цилиндрические держатели с преобразователями ультразвуковых колебаний, механизм перемещения преобразователей ультразвуковых колебаний и узел для электрической связи преобраэователей ультразвуковых колебаний с дефекто-, скопом, снабжено диаметрально расположенными .на приводнбй планшайбе направляющигли и демпфирующими стаканами с хвостовиками, установленными в направляющих, каждый цилиндрический держатель выполнен с пальцем, перпендикулярным к его оси, и установлен в соответствующем демпфирующем стакане, .механизм перемецения выполнен в виде двуплечих рычагов, один конец которых упирается в процессе контроля в дно демпфирующих

1 стаканов, грузов, связанных с противоположными концами двуплечих рыча968746 гов, шарнирного дараллелограмма, биконических роликов, связанных с одной парой противоположно расположенных шарниров параллелограмма, связанных с другой парой шарниров параллелограмма полэушек с продольными пазами, в которых установлены с возможностью перемещения пальцы цилиндрических держателей, и тяг, соединяющих оси поворота двуплечих рычагов со звеньями параллелограмма, а узел для электрической связи выполнен в виде соединенного с приводной планшайбой плоского кольца с концентрическими пазами, сектора с пазами, расположенными напротив концентрических пазов, размещенных в пазах сектора и кольца электродов, образующих конденсатор, и диэлектрического элемента, расположенного между электродами.

По другому варианту выполнения устройство для ультразвукового контроля цилиндрических изделий, содержащее приводную нланшайбу с центральным отверстием по контролируемое иэделие, связанные с ней цилиндрические держатели с преобразователями ультразвуковых колебаний, механизм перемещения преобразователей ультразвуковых колебаний и узел для электрической связи преобразователей ультразвуковых колебаний с дефектоскопом, снабжено П-образными кронштейнами,и пружинами, каждый цилиндрический держатель выпслиен с пальцем, перпендикулярным к erо оси, подпружиненными штоками, расположенными диаметрально на приводной планшайбе и шарнирно связанными с цилиндрическими держателями, механизм перемещения выполнен в виде двуплечих рычагов, один конец которых упирается в процессе контроля в основание цилиндрического держателя„ грузов, связанных с противоположными концами двуплечих рычагов, шарнирного параллелограмма, биконических роликов, оси которых связаны с одной парой противоположно расположенных шарниров параллелограмма, связанных с другой парой шарниров параллелограмма ползушек с продольными пазами, в которых установлены с возможностью перемещения пальцы цилиндрических держателей, тяг, соединяющих оси поворота двупле чих рычагов со звеньями параллелограмма, П-образные кронштейны подвижно связаны со звеньями параллелограмма, оси биконических роликов расположены в П-образных кронштейнах, а пружины - на осях между биконическими роликами и концами П-образных кронштейнов, а узел для электрической связи выполнен в виде соединенного с приводной планшайбой плоского кольца с концентрическими пазами, сектора с пазами, расположе- ными напротив концентрических пазов, размещенных в пазах сектора и кольца электродов, образующих конденсатор, и диэлектрического элемента, рас5 положенного между электродами.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для ультразвукового контроля цилиндрических изделий; на фиг. 2 - то же, принципиальный вариант; на фиг. 3 — то же, вид сбоку; на фиг. 4 - разрез A A на фиг. 3; на фиг. 5 — принципиальная схема узла электрической связи преобразователей ультразвуковых . колебаний с дефектоскопом, узел 1 на фиг. 3:

Устройство для ультразвуКового контроля цилиндрических изделий содержит приводную плайшайбу 1, свя занные с ней цилиндрйческие держатели 2 и 3 с преобразователями 4 и 5 ,ультразвуковых колебаний. Устройство снабжено диаметрально расположенными на приводной планшайбе 1 направляющими б и 7 и демпфирующими стаканами 8 и 9 с хвостовиками 10 и 11, пальцами 12 и 13 цилиндрических держателей 2 и 3, механизмом перемещения преобразователей ультразвуковых колебаний:, выполненным в виде двуплечих рычагов 14-17, грузов 18-21, связанных соответственно с. концами двуплечих рычагов. 14-17, шарнирного параллелограмма 22, биконических . роликов 23 и 24, связанных с шарни35. рами 25 и 26 шарнирного параллелограмма 22,. ползушек 27 и 28, связанных с шарнирами 29 и 30 шарнирного параллелограмма 22, и тяг 31-34, соединяющих, соответственно, оси

40 поворота двуплечих рычагов 14-17 со звеньями шарнирного параллелограмма

22, а узел для электрической связи преобразователей 4 и 5 ультразвуковых колебаний с дефектоскопом (не

45 показан) выполнен в виде соединенного с приводной планшайбой I плоского кольца 35с концентрическими пазами, сектора 36 с пазами, размещенных s пазах электродов 37 и 38, расположенного между ними диэлектрического элемента, состоящего из слоев

39 и 40 керамики и слоя 41 жидкости.

Устройство для ультразвукового контроля цилиндрический изделий по второму. варианту содержит привод-: ную планшайбу 1, связанные с ней цилиндрические держатели 2 и 3 с преобразователями 4 и 5 ультразвуко- вых колебаний, .П-образные кронштейны 42 и 43, пружины 44 и. 45, пальцы

60 12 и 13 цилиндрических держателей

2 и 3 и подпружиненные штоки 46 и 47,,шарнирно связанные с соответствующими цилиндрическими держателями

2 и 3, механизм .перемещения преобра65.эователей ультразвуковых колебаний

9687

50.выполнен в виде двуплечих рычагов

14-17, грузов 18-21, связанных соответственно с концами двуплечих рычагов 14-17, шарнирного параллелограмма 22,. биконических роликов 23 и 24, связаййых с шарнирами 48 и 49 шарнирного параллелограмма 22, ползушек 27 и 28, связанных с шарнирами 29 и

30 шарнирного параллелограмма 22, тяг 31-34, соединяющих, соответственно, оси поворота двуплечих рычагов 10

14-17 со звеньями шарнирного параллелограмма 22, П-образные кронштейны

42 и 43 подвижно связаны со звеньями шарнирного параллелограмма 22, пружины 44 и 45 расположены на осях 15 между биконическими роликами 23 и 24 и концами соответствующих П-образных кронштейнов 42 и 43, узел для электрической связи преобразователей

4 и"5 ультразвуковых колебаний с де фектоскопом (не показан) выполнен в виде соединенного с приводной планшайбой 1 плоского кольца 35 с концентрическими пазами, сектора 36 с пазами, размещенных в пазах электродов

37 и 38, расположенного между ними диэлектрического элемента., состоящего иэ слоев 39 и 40 керамики и слоя .41 жидкости. Кроме того, устройство для ультразвукового контроля цилиндрических иэделий содержит шаровые опоры 50 и 51, подвижно связанные с подпружиненными штоками 46 и 47, а

t также контролируемое иэделие 52.

Устройство для ультразвукового контроля ц линдрических изделий по 35 первому варианту работает следующим образом.

Приводная планшайба 1 приводится во вращение вместе с цилиндрическими держателями 2 и 3, преобразователями 40

4 и 5 ультразвуковых колебаний,направляющими 6 и 7, демпфирующими стаканами 8 и 9 с хвостовиками 10 и 11.

В исходном состоянии при отсутствии контролируемого изделия 52 биконичес- 45 кие ролики 23 и 24 сближены к центру вращения приводной планшайбы 1 за счет того, что суммарная масса цилиндрических держателей 2 и 3 и преобразователей 4 и 5 ультразвуковых колебаний больше, чем масса биконических роликов 23 и 24. При подаче контролируемого изделия 52 в отверстие приводной гланшайбы 1 оно в начальный момент касается конусной

55 поверхности биконичеаких роликов 23 и 24. по наименьшему диаметру. Перемещаясь. дальше в отверстие приводной планшайбы 1, контролируемое изделие

52 раздвигает биконические ролики

23 и 24 до тех пор, пока последние не начнут катиться по контролируемому изделию 52 наибольшим диаметром. При этом срабатывает шарнирный параллелограмм 22, и преобразователи

4 и 5 ультразвуковых колебаний, 65

46 6 преодолевая центробежную силу, начинают скользить своими рабочими поверхностями по цилиндрической поверхности контролируемого изделия 52.

Тяги 31-34 воздействуют на двуплечие рычаги 14.-17 с грузами 18-21. Свободные концы двуплечих рычагов 14 и 15 упираются в дно демпфирующего стакана 8, а свободные концы двуплечих рычагов 16 и 17 упираются в дно демпфирующего стакана 9 и передают усилие через цилиндрические держате- ли .2 и 3, пальцы 12 и 13 которых имеют возможность. перемещаться в продольных пазах ползушек 27 и 28, на преобразователи 4 и 5 ультразвуковых колебаний..

Далее биконические ролики 23 и 24, связанные с шарнирами 25 и 26 шарнирного параллелограмма 22, начинают катиться по заднему торцу контролируемого изделия 52, двуплечие рычаги 14-17 выходят из контакта с доньями демпфирующих стаканов 8 и 9, а ползушки 27 и 28, связанные с шарнирами 29 и 30 шарнирного параллелограмма 22, приходят в исходное положение, Токосъем осуществляется за счет того, что вращается плоское кольцо

35 с электродами 37, соединенными с преобразователями 4 и 5 и .слоями

39 керамики, а сектор 36 остается неподвижным вместе с электродами

38, соединенными с дефектоскопом (не показан) и слоями 40 керамики.

Наличие слоя 41 жидкости повышает коэффициент передачи электрических сигналов.

Устройство для ультразвукового контроля цилиндрических иэделий по второму варианту работает следующим образом.

Приводная планшайба 1 приводится во вращение вместе с цилиндрическими держателями 2 и 3 и преобразователями 4 и 5 ультразвуковых колебаний.

При этом биконические ролики 23 и

24 под действием центробежных сил и пружин 44 и 45 сближаются к центру вращения приводной планшайбы 1, Двуплечие рычаги 14-17 с грузами 18-21 в этом случае не воздействуют на цилиндрические держатели 2 и 3 и, тем самым, обеспечивается жесткость шарнирного параллелограмма 22 относительно приводной планшайбы 1. При етом преобразователи 4 и 5 ультразвуковых колебаний перемещаются к периферии приводной планшайбы 1, так как их масса выбрана большей, чем масса биконических роликов 23 и 24, связанных с шарнирами 48 и 49.

При подаче в отверстие приводной планшайбы 1 контролируемого изделия

52 торец последнего касается конусной поверхности биконических роликов

23 и 24, которые при этом начинают

968746 вращаться, сжимая пружины 44 и 45, преобразователи 4 и 5 ультразвуковых колебаний зависают над контролируемыл изделием 52, а при попадании наибольшего раджуса биконических роликов на начало зоны контроля начинают скользить по поверхности контролируемого изделия 52. При этом биконические ролики 23 и 24 под действием пружин 44 и 45 возвращаются в исходное положение.. 10

В случае эллипсности контролируе мого изделия 52 шарнирный параллелограмм 22 приходит в движение. Усилие передается через тяги 31-34, П-образные кронштейны 42 и 43 на двупле- 15 чие рычаги 14-17, грузы 18-21 которых перемещаптся к периферии приводной планшайбы 1. Двуплечие рычаги 14-17 поворачиваются воздействуя на основания цилиндрических держателей 2 и 3, в результате чего преобразователи 4 и 5 ультразвуковых колебаний оказываются поджатыми .к поверхности контролируемого изделия

52. Ограничение перемещения преобразователей 4 и 5 ультразвуковых колебаний осуществляется с помощью пальцев 12 и 13, перемещающихся в пазах ползушек 27 и 28, При изменении скорости вращения приводной планшайбы 1 начинают разворачиваться шаровые опоры 50 и 51 с подпружиненными штоками 46 и 47, после чего начинает вращаться шарнирный параллелограмм 22. После набора необходимой скорости приводная планшайба 1 и шарнирный параллело-.:; грамм 22 начинают вращаться синхронно. Проконтролированное изделие отводится по отводящему рольгангу (не показан) и происходит отход преобра- 40 зователей 4 и 5 ультразвуковых коле. баний под действием центробежных сил. Токосъем осуществляется за счет того, что вращается плоское кольцо

35 с электродами 37, соединенными с 45 преобразователями 4 и 5 и слоями 39 керамики, а сектор 36 остается непод- вижным вместе с электродами 38, соединенными с дефектоскопом и слоями

40 керамики. Наличие слоя 41 жидкос- 50 ти повышает коэффициент передачи электрических сигналов.

Таким образом, за счет мягкого поджатия преобразователей ультразву ковых колебаний к контролируемому изделию и конструктивного выполнения узла для электрической связи, повыша,ется надежность контроля.

Формула изобретения

1. Устройство для ультразвуково60 го контроля цилиндрических иэделий, содержащее приводную планшайбу с ценьральным отверстием под контролиРуемое изделие, связанные с ней цилиндрические держатели с преобраэователями ультразвуковых колебаний, механизм перемещения преобразовате- лей ультразвуковых колебаний и узел для электрической связи преобразователей ультразвуковых колебаний с дефектоскопом, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено диатлетрально расположенными на приводной планшайбе направляющими и демпфирующими стаканами с хвостовиками, установленными в направляющих, каждый цилиндрических держатель выполнен с пальцем, перпендикулярным к его.оси, и установлен в соответствующем демпфирующем стакане,, механизм перемещения выполнен в виде двуплечих рычагов, один конец которых упирается в процессе контроля в дно демпфирующих стаканов, грузов, свя-. занных с противоположными концами двуплечих рычагов, шарнирного параллелограмма, биконических роликов, связанных с одной парой противоположно расположенных шарниров параллелограмма, связанных,с другой парой шарниров параллелограмма ползушек с продольными пазами, в которых установлены с возмохностью перемещения пальцы цилиндрических держателей, и тяг, соединяющих оси поворота двуплечих рычагов со звеньями параллелограмма, а узел для электрической связи выполнен в виде соединенного с приводной планшайбой плоского кольца с концентрическими пазами, сектора с пазами, расположенными напротив контцентрических пазов, размещенных в пазах сектора и кольца электродов, образующих конденсатор, и диэлектрического элемента, расположенного между электродами.

2. Устройство для ультразвукового . контроля цилиндрических изделий, содержащее приводную планшайбу с центральным отверстием под контролируемое изделие, связанные с ней цилиндрические держатели с преобразователями ультразвуковых колебаний, механизм перемещения преобразователей ультразвуковых колебаний и узел для электрической связи преобразователей ультразвуковых колебаний с дефектоскопом, о т л и ч а в щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено П-образными кронштейнами и пружинами, каждый цилиндрический держатель выполнен с пальцем, перпендикулярным к его оси, подпружиненными штоками, располохенными диаметрально на приводной планшайбе и шарнирно связанными с цилиндрическими держателями, механизм перемещения выполнен в виде двуплечих рычагов, один конец которых упирается в процессе контроля в основание цилиндрического держателя, грузов, сняэан968746

10 ных с противоположными концами двуплечих рычагов, шарнирного параллелограмма, биконических роликов, оси которых связаны с одной парой противоположно расположенных шарниров параллелограмма, связанных с другой 5 . парой шарниров параллелограмма ползушек с продольными пазами, в которых установлены с возможностью перемещения пальцы цилиндрических держателей, тяг, соединяющих оси поворота дву- 10 плечих рычагов со звеньями параллелограмма, П-образные кронштейны подвижно связаны со звеньями параллелограмма, оси биконических роликов расположены в П-образных кронштейнах,,а пружины - на осях между биконичес-! кими роликами и концами П-образных кронштейнов, а узел для электрической связи выполнен в виде соединенного с приводной планшайбой плоского кольца с концентрическими пазами, сектора с пазами, расположенными напротив концентрических пазов, размещенных в пазах сектора и кольца электродов, образующих конденсатор, и диэлектрического элемента, расположенного между электродами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 508730, кл. 6 01 М 27/82, 1972 (прототип).