專利名稱：一種大齒圈工件磁粉探傷機的磁化裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種磁粉探傷機的部件，特別是一種適用于對大齒圈工件進行探傷的磁粉探傷機的磁化裝置。
背景技術：
磁粉探傷機包括工件支撐和轉動裝置、磁化裝置、磁懸液噴淋裝置和電氣控制裝置，磁化裝置是磁粉探傷機的重要部件之一，主要用于對被測工件進行磁化處理，通過吸附磁粉，來對被測工件表面進行探傷。磁粉探傷是利用磁現象檢測工件表面及近表面的缺陷，它是漏磁檢測方法中最常用的方法之一。當工件被磁化后，其金屬表面及近表面缺陷處的磁力線發生變形，逸出工件表面形成磁極并形成可檢測的漏磁場，此時，在工件表面上撒上磁粉或澆上磁懸液后，磁粉粒子便會吸附在缺陷區域，從而顯示出缺陷的位置、形狀和大小，這就是磁粉探傷的基本原理。當磁力線與缺陷垂直時，漏磁場最強，也最有利于缺陷的檢出；當磁力線與裂紋平行時，則無漏磁場產生，缺陷不可能被檢出。根據在工件上建立磁場的方向，一般可分為周向磁化、縱向磁化和多向磁化。周向磁化系指給工件直接通電，或者使電流流過貫穿工件中心孔的導體，旨在工件中建立一個環繞工件的、并與工件軸垂直的閉合磁場。周向磁化主要用于發現與工件軸向平行的缺陷，即與電流方向平行的缺陷。縱向磁化系指將電流通過環繞的線圈，使工件沿縱向方向磁化的方法，工件中的磁力線平行于線圈的軸心線。縱向磁化主要用于發現與工件軸向垂直的缺陷。多向磁化系指通過復合磁化使之在工件中產生一個大小及方向隨時間成圓形或螺旋形變化的磁場。因為磁場的方向在工件上不斷地變化著，所以可檢查出不同方向的缺陷。磁化電源通常由變壓器次級產生的低電壓大電流提供。在鐵路和風電行業的設備中，應用有大量的大齒圈工件，其大齒圈工件的內、外直徑和長度一般在1000/1400/170mm以上。由于工件尺寸大，對工件的探傷帶來了非常大的難度。特別是對大齒圈工件的周向和徑向不能同時進行磁化探傷，使工件的探傷率受到了限制和影響。目前，對于大齒圈工件的周向磁化，主要采用穿棒法或電纜纏繞法。穿棒法是將一通電導體穿過工件的內圈，根據左手定律，使工件產生周向磁化，主要用于檢測沿工件軸向的縱向缺陷，如工件內外表面的軸向缺陷以及工件兩端面的徑向缺陷。由于磁場強度與工件的直徑成反比，靠近內圈表面的磁場比外圈表面磁場強，磁場分布很不均勻，特別是內、外直徑之差較大的大齒圈工件，其磁場分布內強外弱的現象更加嚴重，如果工件外齒部要達到足夠大的磁場，其穿棒電流要很大，不但耗能，而且磁化精度難以控制。電纜纏繞法，是通過人工將軟電纜均勻地纏繞在大齒圈工件上，通過通電磁化的方法，使工件形成沿工件圓周方向的周向磁場，在檢測出與磁化電流平行的徑向缺陷的同時，可檢測出工件內外表面的軸向缺陷及兩側面的徑向缺陷。但它的缺點是，人工纏繞工作量大，人工纏繞的一致性差，工作效率低，不適用于批量檢測。目前對于大齒圈工件的縱向磁化，主要采用線圈法或極間磁軛法。這種方法主要用于發現與工件軸向垂直的缺陷。線圈法通常是將整個工件放在通有電流的螺管線圈內進行磁化，用于發現與線圈軸向垂直的缺陷。它的缺點是，在對大齒圈工件磁化時，工件兩端呈磁極，會產生退磁場，且對大齒圈工件的內孔不能磁化，存在磁化盲區。極間磁軛法是將工件作為磁路的一部分，利用電磁軛對工件進行磁化。該方法雖可發現與兩極連線垂直的缺陷，但只適用于對工件的局部磁化，而不適用對大齒圈工件的整體磁化。上述幾種方法，雖都可實現工件磁化，但都是單向磁化，特別是不能同時對大齒圈工件的周向、徑向和軸向進行全方位的多向磁化，工件存在有磁化盲區。電纜纏繞法雖可實現周向和徑向同時磁化，但卻不適用于批量檢測。

發明內容
本發明所要解決的技術難題是，克服上述現有技術的不足，提供一種大齒圈磁粉探傷機的磁化裝置，根據大齒圈工件的形狀特征，設計可開合的閉路磁軛和環形線圈，環繞式地設于大齒圈工件的單邊齒圈周圍，通過工件的轉動在閉路磁軛和環形線圈中的穿行轉動，使大齒圈工件的周向、徑向和軸向同時形成多向磁化的磁場，從而對大齒圈工件進行全方位的磁粉探傷。本發明的技術解決方案是，包括閉路磁軛和矩形線圈，其特征在于:所述的閉路磁軛和矩形線圈均為開合式，其開合式閉路磁軛與開合式矩形線圈之間傾斜設置；開合式閉路磁軛由上、下設置的“ 一 ”形磁軛6和“ u ”形磁軛4構成，“ u ”形磁軛4的兩側磁柱上分別繞有匝數相同的激勵線圈3，“U”形磁軛4固定在機架底座5上；“一”形磁軛6的一端支撐于機架13上，并與機架13之間設有可相對運動的滑塊11和導軌8，“一”形磁軛6的端部還設有可驅動其相對“U”形磁軛4作開合運動的氣缸12 ；開合式矩形線圈由左右設置的“一”形導體2和“U”形導體7構成，兩者之間的結合處通過錐形觸頭14相嚙合；“一”形導體2由上下接線座16、軟導線17以及設于接線座16上的錐形觸頭14構成，上下接線座16之間通過軟導線17相連，接線座16上設有錐形觸頭14和輔助小氣缸15 ;“一”形導體2通過接線座16和支撐板I固定在機架底座5上；“U”形導體7固定在“一”形磁軛6上，并可隨“一”形磁軛6相對“一”形導體2作開合運動。所述錐形觸頭14，由一對相互嚙合的凹、凸錐頭19、20組成，其凹錐頭19固定在“一”形導體2兩端的接線座16上，凸錐頭2固定在“U”形導體7的兩結合端處；每個凹錐頭19均聯接有驅動其嚙合鎖緊的輔助小氣缸15。開合式矩形線圈中的“U”形導體7由三排“U”形銅管組成，“一”形導體2的上下接線座16上分別設有三組錐形觸頭14和輔助小氣缸15。“一”形導體2上還設有連接磁化電源的接線端子18。“U”形磁軛4兩側磁柱上的激勵線圈3頭頭或尾尾相連接，另兩個接線端子連接磁化電源。所使用的磁化電源為具有A、B、C三相的交流電源，開合式矩形線圈的兩個端子連接A、B兩相，開合式閉路磁軛的初級激勵線圈兩個端子連接B、C兩相或A、C兩相。本發明的有益效果是:一是設計二組閉路線圈和閉路磁軛，環繞在大齒圈工件的單邊齒圈周圍，當大齒圈工件轉動時，工件單邊齒圈從閉路線圈和閉路磁軛中穿過，使齒圈同時產生周向、徑向和軸向等多方向的磁場效應，因而磁化效果更好、更均勻，無盲區，磁場分布均勻，檢測精度高；二是，采用開合式結構，工件的裝卸更方便、更靈活性，對批量生產提供了可靠保證；三是矩形線圈的錐形觸頭嚙合以及輔助小氣缸的驅動嚙合鎖緊，確保了矩形線圈閉合回路的可靠性；四是閉路磁軛設計，巧妙地將環形工件作為閉路磁軛的次級繞組，可對工件實現整體磁化。


圖1為本發明的結構示意圖；圖2圖1的A-A剖視圖；圖3圖1的B-B剖視圖；圖4為錐形觸頭14的凹凸錐頭19、20的嚙合示意圖。圖中標號:I —支撐板，2 —“一”形導體，，3 —激勵線圈，4 一“U”形磁軛，5 —機架底座，6 —“一”形磁軛，7 —“U”形導體，8 —導軌，9 一聯接件，10 —橫梁，11 一滑塊，12 —氣缸，13 —機架，14 一錐形觸頭，15 一輔助小氣缸，16 一接線座，17 一軟導線，18 一接線端子，19 一凹錐頭，20 —凸錐頭，21-開合式閉路磁軛，22-開合式矩形線圈。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明作進一步的詳細描述:本發明主要由開合式閉路磁軛和開合式矩形線圈組成，且兩者之間傾斜設置。開合式閉路磁軛呈矩形，由“一”形磁軛6和“U”形磁軛4 二部分組成，“一”形磁軛6設于“U”形磁軛4的上部。“U”形磁軛4的兩側磁柱上分別繞有匝數相同的激勵線圈3, “U”形磁軛4固定在機架底座5上。“一”形磁軛6的一端設有橫梁10,橫梁10上設有滑塊11，機架13上設有導軌8，“一”形磁軛6通過滑塊11和導軌8支撐于機架13上，并可在導軌8上運動；“一”形磁軛6的端部還設有氣缸12，可驅動“一”形磁軛6相對“U”形磁軛4作開合運動。開合式矩形線圈由左右設置的“一”形導體2和“ U ”形導體7構成，兩者之間的結合處通過錐形觸頭14相嚙合；所述的“一”形導體2由上下接線座16、軟導線17以及設于接線座16上的錐形觸頭14構成，上下二個接線座16之間通過軟導線17相連。接線座16上設有錐形觸頭14和輔助小氣缸15 ;“一”形導體2通過接線座16和支撐板I垂直固定在機架底座5上；“U”形導體7通過連接件9固定在“一”形磁軛6上，并可隨“一”形磁軛6 —起相對“一”形導體2作開合運動。所述的錐形觸頭14，包括一對相互嚙合的凹、凸錐頭19、20。其凹錐頭19固定在“一”形導體2兩端的接線座16上，凸錐頭20固定在“U”形導體7的兩結合端處；每個凹錐頭19均聯接有一個輔助小氣缸15，通過輔助小氣缸15的驅動，使錐形觸頭14的凹凸錐頭19、2更好的嚙合鎖緊。開合式矩形線圈中的“ U ”形導體7由四排“ U ”形銅管聯接而成，每個“ U ”形銅管導體的端部都有一個錐形觸頭14的凹錐頭19，一端4個，二端共8個。“一”形導體2的上下接線座16上也分別設有相同數量的凸錐頭20和輔助小氣缸15。“一”形導體2上還設有連接磁化電源的接線端子。“U”形磁軛4兩側磁柱上的激勵線圈3頭頭或尾尾相連接，另兩個接線端子連接磁化電源。所使用的磁化電源為具有A、B、C三相的交流電源，開合式矩形線圈的兩個端子連接A、B兩相，開合式閉路磁軛的初級激勵線圈兩個端子連接B、C兩相或A、C兩相。 為了使被測大齒圈工件從閉路線圈和閉路磁軛中穿過，將矩形線圈和閉路磁軛設計為開合式。被測大齒圈工件懸吊在機架13上，并由驅動軸驅動轉動。大齒圈工件的單邊齒圈置放在開合式矩形線圈和開合式閉路磁軛的中間，使大齒圈工件的齒圈穿過開合式矩形線圈和開合式閉路磁軛的中心，從獲得全方位的磁化。在檢測時，開合式矩形線圈的接線端子分別與磁化電源的A、B相相連；則開合式閉路磁軛的初級激勵線圈端子接磁化電源B、C兩相或A、C兩相。當開合式矩形線圈通入周向磁化電流時，根據電磁感應原理，該磁化電流在工件上產生沿圓周方向的磁力線(周向磁場)，可發現與工件軸向一致的缺陷；當開合式閉路磁軛的初級激勵線圈通入縱向磁化電流時，根據電磁感應原理，在次級繞組(即大齒圈工件)上產生沿圓周方向的感應電流，該感應電流在工件上產生與工件軸向一致的磁力線(縱向磁場)，可發現與工件圓周方向一致的缺陷；當開合式矩形線圈與開合式閉路磁軛的初級激勵線圈同時通相位差120°交流電時，縱向磁場和周向磁場在時間相位上錯開一定角度的交變磁場迭加于大齒圈工件上，其矢量在工件表面形成轉速和電流同步，峰值軌跡與幅值相關的橢圓形旋轉磁場，對工件進行復合磁化，該磁場可檢測工件表面任意方向的缺陷。由于矩形線圈均勻地圍繞在單邊齒圈的外側，因而周向磁場分布均勻，克服了傳統的穿棒法磁化大型環形工件時磁場分布內強外弱的現象。由于縱向磁化采用開合式閉路磁軛，巧妙地將大齒圈工件作為閉路磁軛的次級繞組，可對工件整體磁化，因此縱向磁場分布均勻，克服了線圈法磁化時，工件兩端呈磁極，會產生退磁場，工件內孔不能磁化，存在肓區的缺點；克服了極間磁軛法不能對工件整體磁化的缺點。
權利要求
1.一種大齒圈工件磁粉探傷機的磁化裝置，包括閉路磁軛和矩形線圈，其特征在于:所述的閉路磁軛和矩形線圈均為開合式，其開合式閉路磁軛與開合式矩形線圈之間傾斜設置；開合式閉路磁軛由上、下設置的“一”形磁軛(6)和“u”形磁軛(4)構成，“ u”形磁軛(4)的兩側磁柱上分別繞有匝數相同的激勵線圈(3)，“U”形磁軛(4)固定在機架底座(5)上；“一”形磁軛(6)的一端支撐于機架(13)上，并與機架(13)之間設有可相對運動的滑塊11)和導軌(8 )，“一”形磁軛(6 )的端部還設有可驅動其相對“ U ”形磁軛(4 )作開合運動的氣缸(12);開合式矩形線圈由左右設置的“一”形導體(2)和“U”形導體(7)構成，兩者之間的結合處通過錐形觸頭(14)相嚙合；“一”形導體(2)由上下接線座(16)、軟導線(17)以及設于接線座(16)上的錐形觸頭(14)構成，上下接線座(16)之間通過軟導線(17)相連，接線座(16)上設有錐形觸頭(14)和輔助小氣缸(15);“一”形導體(2)通過接線座(16)和支撐板(I)固定在機架底座(5上);“U”形導體(7)固定在“一”形磁軛(6)上，并可隨“一”形磁軛(6)相對“一”形導體(2)作開合運動。
2.如權利要求1所述的一種大齒圈工件磁粉探傷機的磁化裝置，其特征在于:所述錐形觸頭(14)，由一對相互嚙合的凹、凸錐頭(19、20)組成，其凹錐頭(19)固定在“一”形導體(2)兩端的接線座(16)上，凸錐頭(2)固定在“U”形導體(7)的兩結合端處；每個凹錐頭(19)均聯接有驅動其嚙合鎖緊的輔助小氣缸(15)。
3.如權利要求1或2所述的一種大齒圈工件磁粉探傷機的磁化裝置，其特征在于:開合式矩形線圈中的“U”形導體(7)由三排“U”形銅管組成，“一”形導體(2)的上下接線座(16)上分別設有三組錐形觸頭(14)和輔助小氣缸(15)。
4.如權利要求1所述的一種大齒圈工件磁粉探傷機的磁化裝置，其特征在于:“一”形導體(2)上還設有連接磁化電源的接線端子(18)。
5.如權利要求1所述的一種大齒圈工件磁粉探傷機的磁化裝置，其特征在于:“U”形磁軛(4)兩側磁柱上的激勵線圈(3)頭頭或尾尾相連接，另兩個接線端子連接磁化電源。
6.根據權利要求4或5所述的一種大齒圈磁粉探傷機的磁化裝置，其特征在于:所使用的磁化電源為具有A、B、C三相的交流電源，開合式矩形線圈的兩個端子連接A、B兩相，開合式閉路磁軛的初級激勵線圈兩個端子連接B、C兩相或A、C兩相。
全文摘要
本發明涉及一種適用于大齒圈工件磁粉探傷機的磁化裝置，主要由開合式閉路磁軛和開合式矩形線圈組成。開合式閉路磁軛由“一”形磁軛和“凵”形磁軛組成，“凵”形磁軛上設有激勵線圈；“一”形磁軛通過滑塊和導軌支撐于機架上，并由氣缸驅動，實現與“凵”形磁軛的開合。開合式矩形線圈由“一”形導體和“凵”形導體構成，兩者之間通過錐形觸頭相嚙合。“凵”形導體固定在“一”形磁軛上，并可隨“一”形磁軛一起運動，實現與“一”形導體的開合。其優點是，將開合式閉路磁軛和開合式矩形線圈圍繞在大齒圈工件單邊齒圈的周圍，使大齒圈同時產生周向、徑向和軸向等多方向的磁場，因而磁化效果更好、更均勻，無盲區，磁場分布均勻，檢測精度高。
文檔編號G01N27/84GK103207233SQ20131011217
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月2日 優先權日2013年4月2日
發明者沈育輝, 楊曉春, 董金林 申請人:鹽城東車科技有限公司