CN1247980A - 磁粉探伤机的空中异形线圈 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磁粉探伤机的空中异形线圈。由铜排制成的异形线圈,其形状及大小与被检测工件的尺寸及形状相适应,其形状有别于普通形圆形线圈及开口线圈。本发明克服了圆形线圈对尺寸较大或不太规则的工件磁化效果不甚理想的缺点,使工件磁化效果理想,检测结果准确、可靠;克服了开口线圈接头易接触不良、使用寿命短的缺点,延长了线圈的使用寿命;提高了线圈抗干扰能力和控制精度,维修和保养简便、易行。
Description
本发明涉及一种磁粉探伤机的部件，特别是磁粉探伤机中的线圈。
磁粉探伤是利用磁现象来检测工件缺陷的方法，它是对铁磁材料表面或近表面缺陷的一种无损探伤方法，它是在工件缺陷处产生漏磁场，漏磁场的两极与磁粉的两极相互作用，磁粉就会被吸引并加速移到缺陷处。漏磁场的磁力作用在磁粉微粒上，其方向指向磁感应线最大密度区，即指向缺陷处，漏磁场的宽度要比缺陷的宽度大数倍至数十倍，所以磁痕能将缺陷放大，使之容易被检测出来。工件检测磁化时，磁场方向应尽可能与缺陷方向垂直，这样才能产生足够的漏磁场，缺陷显示才最清晰。为了发现所有的缺陷，发展了各种不同的磁化方法，根据在工件上建立的磁场的方向，通常采用周向磁化、纵向磁化和复合磁化方法。周向磁化是利用周向磁化变压器的次级产生的低电压大电流直接通过磁头流入工件中，在工件中产生一个环绕工件的并与工件轴向垂直的磁场，其主要用于检测与工件平行的缺陷；纵向磁化是利用纵向磁化变压器的次级产生的低电压大电流通过用串联的方式连接的线圈，由线圈产生与工件轴向平行的磁场，来检测与工件轴向垂直的缺陷；复合磁化则是利用纵向磁场和周向磁场在时间相位上错开一定的角度的交变磁场迭加于工件上，其矢量在工件表面形成一个转速和电流同步，峰值轨迹与幅值相关的椭圆形旋转磁场，该磁场对工件表面任意方向的缺陷都能扫描显示。
目前，国内外磁粉探伤机中所采用的线圈均为铜线绕制成弹簧状的普通型圆形线圈或由两个半圆组成的开口线圈。圆形线圈对尺寸较大或不太规则的工件进行检测时，其磁化效果不甚理想。如：对尺寸较长的工件进行磁化时，所采用的圆形线圈又不可能有足够的长度，这样线圈的外磁场随着距线圈端面距离的增加而迅速降低，工件在线圈之外较远的部位就得不到必要的磁化，若将线圈沿工件作移动检测，又会产生漏检等现象；对直径较大的工件进行磁化时，线圈的直径就必须随之做得足够大，这样线圈截面的磁场就不均匀，靠近线圈壁最强，越往外磁场越弱，其结果是工件磁化不均匀，检测效果不理想；同样，对于尺寸较大或不太规则的工件的检测，其周向、纵向及复合磁化也就不可能是均匀的，检测结果当然也就不理想。开口线圈由铜材浇注成的两个半圆形、截面呈矩形的线圈组成，两个半圆形线圈的一端用螺钉连接起来并可相对转动；其另一端在工件上、下料时可打开，磁化时也用螺钉连接起来。开口线圈主要用于检测曲轴类工件，但是，其接头易接触不良、使用寿命短。并且，圆形线圈及开口线圈的抗干扰能力差、控制精度低，维修、保养也不方便。
本发明的目的在于提供一种磁粉探伤机的空中异形线圈，以克服上述圆形线圈及开口线圈的不足之处。
本发明的技术解决方案是：由铜排制成的异形线圈，其形状及大小与被检测工件的尺寸及形状相适应，其形状有别于普通型圆形线圈及开口线圈。
本发明由于采用由铜排制成的其形状与被检测工件的尺寸及形状相适应的异形线圈，因而具有以下优点：
1.克服了圆形线圈对尺寸较大或不太规则的工件磁化效果不甚理想的缺点，使工件磁化效果理想，检测结果准确、可靠；
2.克服了开口线圈接头易接触不良、使用寿命短的缺点，延长了线圈的使用寿命；
3.提高了线圈抗干扰能力和控制精度，维修和保养简便、易行。
附图说明：
图1为本发明实施例1的线圈结构及使用情况示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为本发明实施例2的线圈结构及使用情况示意图；
图4为本发明实施例3的线圈结构及使用情况示意图。
下面结合附图对本发明及其实施例作进一步详述：
本发明所述的空中异形线圈其形状依据于被检测工件的形状及尺寸而确定。
实施例1，用于检测长度为3800-4200mm、直径为550-650mm左右的工件，如光轴和机车曲轴等工件。四只由规格为8×80mm的铜排制成的长方形框架状的、其侧面为L形的空中异形线圈3-1，该线圈3-1为三匝，在每匝间的螺栓连接处用4mm厚的环氧树脂相隔离；上述长方形边框的长和宽分别为1380和800mm，其中长方形边框的两长边折成L形，L形两边的长度分别为820和560mm，L形的夹角为120度。在使用时，两磁头2与周向磁化变压器T1通过电缆1相连；工件4通过夹具置于两磁头2之间；四只L形异形线圈3-1分两组呈对称设置于两磁头2之同，并使异形线圈3-1套置于工件4及磁头2之外，每组的两只异形线圈3-1通过电缆5并联后分别与纵向磁化变压器T2、T3相连；检测时，周向磁化变压器T1及磁头2产生的一个环绕工件4的并与工件4垂直的纵向磁场，该磁场可检测出与工件4平行的缺陷；纵向磁化变压器T2、T3及四只L形异形线圈3-1产生的与工件4轴向平行的周向磁场，检测出与工件4轴向垂直的缺陷；纵向磁场和周向磁场在时间相位上错开一定的角度的交变磁场迭加于工件4上，其矢量在工件4表面形成一个转速和电流同步，峰值轨迹与幅值相关的椭圆形旋转磁场，对工件4进行复合磁化，该磁场可对工件4表面任意方向的缺陷都能扫描显示。
实施例2，用于检测长度为500-1200mm左右的工件，如：光轴以及机车连杆、汽车摇枕吊轴等工件。两只分别由规格为6×60mm铜排制成的长方形框架形状的异形线圈3-3和长方形框架状的、其侧面为L形的异形线圈3-2；上述异形线圈3-2、3-3均为三匝，在每匝间的螺栓连接处用4mm厚的环氧树脂相隔离；长方形框架状的异形线圈3-3其宽和高分别为350和310mm；上述L形异形线圈3-2的长方形边框的长和宽分别为2600和350mm，其中长方形边框的两长边折成L形，L形两边的长度分别为1900和700mm，L形的夹角为105度。在使用时，两磁头2与周向磁化变压器T1通过电缆1相连；工件4通过夹具置于两磁头2之间；两只分别呈L形异形线线圈3-2和长方形框架状的异形线圈3-3分别设置于两磁头2处，并使异形线圈3-2、3-3套置于工件4及磁头2之外，两只异形线圈3-2、3-3通过电缆5与纵向磁化变压器T2相连；检测时，周向磁化变压器T1及磁头2产生的一个环绕工件4的并与工件4垂直的纵向磁场，该磁场可检测出与工件4平行的缺陷；纵向磁化变压器T2及两只异形线圈3-2、3-3产生的与工件4轴向平行的周向磁场，检测出与工件4轴向垂直的缺陷；纵向磁场和周向磁场在时同相位上错开一定的角度的交变磁场迭加于工件4上，其矢量在工件4表面形成一个转速和电流同步，峰值轨迹与幅值相关的椭圆形旋转磁场，对工件4进行复合磁化，该磁场可对工件4表面任意方向的缺陷都能扫描显示。
实施例3，用于检测长度为2000mm、最大直径为1200mm的形状不规则的机车轮对齿轮工件。两只由规格为8×80mm铜排制成的长方形框架状的、其侧面为几字形的异形线圈3-4、3-5，上述线圈3-4、3-5均为三匝，在每匝间的螺栓连接处4mm厚的环氧树脂相隔离；其中长方形边框的两长边折成几字形，几字形的撇笔画实为沿工件4凸轮径向的竖笔画、沿工件4轴向的横笔画和处于工件4末端向外倾斜的撇笔画组成，其中向外倾斜的撇笔画与工件的径向成15度夹角；几字形的顶部横笔画长度应大于工件4凸轮的宽度；几字形的竖折笔画沿工件4凸轮的径向和工件4的轴向外侧，且几字形竖折笔画的末端呈一凸起的边缘。在使用时，两只形状相同的几字形异形线圈3-4、3-5的长方形边框的长和宽分别为2200和500mm、2450和500mm，几字形的撇笔画的三段长度均分别为450、300和350mm；字形的顶部横笔画长度分别为300和500m，几字形的竖折笔画的二段均分别为450和250mm，几字形笔画的末端呈一凸起的边缘的凸起高度均为100mm。两磁头2与周向磁化变压器T1通过电缆1相连；工件4通过夹具置于两磁头2之间，两只几字形异线线圈3-4、3-5对称地设置于两磁头2之间，异形线圈3-4、3-5套置于工件4及磁头2之外，且几字形异形线圈3-4、3-5的上部形套量于工件4的凸轮***，两只几字形异形线圈3-4、3-5通过电缆5与纵向磁化变压器T2相连。检测时，周向磁化变压器T1及磁头2产生的一个环绕工件4的并与工件4垂直的纵向磁场，该磁场可检测出与工件4平行的缺陷；纵向磁化变压器T2及两只几字形异形线圈3-4、3-5产生的与工件4轴向平行的周向磁场，检测出与工件4轴向垂直的缺陷；纵向磁场和周向磁场在时间相位上错开一定的角度的交变磁场迭加于工件4上，其矢量在工件4表面形成一个转速和电流同步，峰值轨迹与幅值相关的椭圆形旋转磁场，对工件4进行复合磁化，该磁场可对工件4表面任意方向的缺陷都能扫描显示。两只几字形异形线圈3-4、3-5的撇笔画的末端向外倾斜，便于工件4上、下料，虽然工件4两端的磁场相对较弱，对磁化效果稍有影响，但由于工件4的两端靠近磁头2弥补了这一不足，且几字形竖折笔画的末端呈一凸起的边缘，使磁场分布更为均匀。
Claims (4)
1.磁粉探伤机的空中异形线圈，其特征在于由铜排制成的异形线圈，其形状及大小与被检测工件的尺寸及形状相适应，其形状有别于普通形圆形线圈及开口线圈。
2.根据权利要求1所述的磁粉探伤机的空中异形线圈，其特征在于用于检测长度为3800-4200mm的工件时，四只由规格的铜排制成的长方形框架状的、其侧面为L形的异形线圈，上述长方形边框的长边折成L形，L形的夹角为120度。
3.根据权利要求1所述的磁粉探伤机的空中异形线圈，其特征在于用于检测长度为550-1200mm的工件，两只分别由铜排制成的长方形框架形状的异形线圈和长方形框架状的、其侧面为L形的异形线圈；上述L形异形线圈的长方形边框的两长边折成L形，L形的夹角为105度。
4.根据权利要求1所述的磁粉探伤机的空中异形线圈，其特征在于用于检测长度为2000mm、最大直径为1200mm的形状不规则机车轮对齿轮工件，两只形状相同的由铜排制成的长方形框架状的、其侧面为几字形的异形线圈，其中长方形边框的两长边折成几字形，几字形的撇笔画实为沿工件凸轮径向的竖笔画、沿工件轴向的横笔画和处于工件末端向外倾斜的撇笔画组成，其中向外倾斜的撇笔画与工件的径向成15度夹角；几字形的顶部横笔画长度应大于工件凸轮的宽度；几字形的竖折笔画沿工件凸轮的径向和工件的轴向外侧，且几字形竖折笔画的末端呈一凸起的边缘。
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