Электромагнитный преобразователь для контроля глубины упрочненного слоя

 

l.

l (72) Автор изобретения

Б. В. Лаврентьев

1 -

С r

i

Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт "технологии машиностроения (7! ) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОИАТЕЛЬ ДЛЯ.

КОНТРОЛЯ ГЛУБИНЫ УПРОЧНЕННОГО СЛОЯ

Изобретение относится к неразрушаю щему контролю глубины упрочненного слоя стальных изделий, например; глубины пементированного слоя, глубины отбела „ отливок из серого чугуна и т.п. и может быть использовано на машиностроительных 5 предприятиях.

Известен электромагнитный преобразователь, содержащий П-образный магнитопровод, размещенные на стержнях мат нитопровода возбуждающую и измерител1 ную обмотки (1 ).

Недостатком преобразователя является малая чувствительность к неоднородностям контролируемого материала.

Наиболее близким к изобретению является электромагнитный преобразователь для контроля глубины упрочненного слоя, содержащий Ш-образный магнитопровод, размещенную на среднем стержне возбуждающую обмотку и две встречно-включенные измерительные обмотки, размещенные на крайних стержнях. Стержни магнитопровода имеют одинаковое сечение, а

2 крайние стержни одинаково .удалены от среднего стержня (2 ).

Недостатком преобразователя является низкая чувствительность к глубине поверхностного упрочненного слоя контролируемого ищелия.

Бень изобретения - повышение чувствительности преобразователя.

Указанная цель достигается за счет того, что в электромагнитном преобразователе для контроля глубины упрочненного слоя, содержащем Ш-образный магнитопровод, размещенную на среднем стержне возбуждаюшую обмотку и две встречновключенные измерительные обмотки, размещенные на крайних стержнях, сечение ъ одного из крайних стержней выбрано из соотношения 21S h„,„,, сечение S< среднего и второго крайнего стержня выбрано из соотношения 2 VSg > ,„„, расстояние между средним и мень шим крайним стержнем выбирается из соотношения 2Л„, а между большим

3 970206 крайним стержнем и средним стержнем д иэ соотношения 2 Б т

55 где Я„,„,„- минимальная глубина упрочненного слоя;

5 И„„с„, - максимальная глубина упрочненного слоя.

На чертеже показана конструкция преобразователя.

Преобразователь содержит возбуждаю- 10 щую обмотку 1, размещенную на среднем стержне 2 П-образного магнитопровода и две измерительные обмотки 3 и 4, включенные встречно, размещенные на крайних стержнях 5 и 6 магнитопровода.

Стержень 5 имеет меньшее сечение, чем стержень 6, и расположен}на меньшем расстоянии от стержня 2, чем стержень 6. Сечение стержня 6 равно сечению стержня 2. Сечение б„стержня 5 выбра20 но из соотношения 2 5„=Ú„,„, е

- минимальная глубина поверхност ного упрочненного слоя 7 контролируемого иэделия 8. Сечение 52 стержня 6 вы-25 брано иэ соотношения 2 Й a„, где прад, - максимальная глубина поверхност:ного упрочненного слея 7. Расстояние

АВ между стержнями 2 и 5 равно 2"Е..

Расстояние СД, между стержнями 2 и 6 30 равно 2 Б . Число витков измерительной обмотки 3 больше числа витков обмотки 4. Числа витков обмоток 3 и 4 выбраны иэ условия равенства ЭДС обмоток при установке преобразователя на иэделие с максимальным по глубине упрочненным слоем 7. Выводы обмотки

1 возбуждения соединены с зажимами 9, выводы измерительных обмоток 3 и 4 сое динены с зажимами 10. 40

Преобразователь работает следующим образоы.

При подключении зажимов 9 к источнику переменного тока (не показан) по обмотке 1 возбуждения потечет переменный ток, создающий два магнитных потока, которые (оба} проходят по среднему стержню 2, образуя общий Mar нитный поток возбуждения, а затем раз:= ветвляются и проходят по крайним стержням 5 и 6 и участкам контролируемого изделия. Так как глубина проникновения магнитного поля в первом приближении равна 2Ю, где 5 - сечение стержня (площадь полюс), то при условии 2 Б„

Ь„, „магнитный потЬк стержня 3 всегда замыкается лишь в поверхностном упрочненном слое 7, и его величина опрееляется только свойствами слоя (струкурой, твердостью, концентрацией диффундирующих элементов и т.п.), и не зависит от глубины слоя. Магнитный поток стержня 6 при условии 2 S> М „,„всег да замыкается лишь частично в поверхностном слое 7, часть его проходит по материалу изделия 8. При этом величина потока определяется и свойствами слоя 7, и его глубиной. Магнитные потоки в крайних стержнях наводят ЭДС в обмотках 3 и 4. При этом ЭДС обмотки

3 зависит только от свойств слоя 7, а ЭДС обмотки 4 — и от. свойств слоя 7, и or его глубины. Т.е. магнитное сопротивление уча стка разветвленной магнитной цепи, прохопящего через стержень 5, меньше, чем учас . тка, проходящего через стержень 6, вследсствне меньшего сечения стержня 5 при равных магнитных проницаемостях стержней

5 и 6, магнитный поток стержня 5 меньше, чем стержня 6 (согласно закону Ома для магнитных цепей) . Поэтому ЭДС, наводимая в одном витке обмотки 3, больше ЭДС витка обмотки 4. Поэтому для выполнения услс вия равенства ЭДС обмоток при установке преобразователя на изделие с максимальным по глубине слоем число витков, обмотки 3 выбрано большим, чем число витков обмотки 4. В этом случае резуль тирующая ЭДС, действующая на зажимах

10, равна нулю. При уменьшении глубины слоя 7 на зажимах 10 лоявится разностная ЭДС, значение которой определяется глубиной упрочненного слоя 7 и не зависит от свойств слоя.

Преобразователь позволяет повысить качество упрочнения и, в конечном счете, получить экономический эффект вследствие увеличения срока службы контролируемых изделий и сокрашения числа их поломок.

Формула изобретения

Электромагнитный преобразователь для контроля глубины упрочненного слоя, содержащий Ш-образный магнитопровод, размещенную на.среднем стержне возбужда ющую обмотку и две встречго-включенные измерительные обмотки, размещенные на крайних стержнях, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности преобразователя, сечение 5< одного из крайних стержней выбрано.из соотношения 215 .-- Ищ„п, сечение á среднего и второго крайнего стержня выбрано из соотношения 2 5 ъ !

Зй дх, расстояние между срадним и

Источники информапии, принятые во вне@ание при эксиертюе

1. Герасимов В.Г. и др. Неразрушазв щий контроль качества юделий электроS магнитными методами. M., "Энергия, 1978, с. 21, рис. 1-4.

2. Авторское свидетельство СССР

% 622GOO, кл. С 01N 27/90, 1978 (прототип) .

5 970206 меньшим крайним стержнем яабирается кз соотношения 2 3, а между большим крайним стержнем и средним стержнемкз соотношения 2 Й, где Ф „„;„- минимальная глубина упрочненного слоя;

> чих - максимальная глубина упрочненного слоя;

Составитель A. Бодров

Редактор N. Янович Техред И.Гайду Корректор Г Огар

Заказ 8377/52 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент», г. Ужгород," ул. Проектная, 4