Магнитные методы контроля

Магнитные методы контроля применяются для ферромагнитных материалов. Они основаны на измерении и анализе результатов взаимодействия электромагнитного поля с контролируемым объектом. При наличии в металле несплошностей, вследствие меньшей магнитной проницаемости дефекта, магнитный силовой поток будет огибать дефект, создавая магнитные потоки рассеяния (рис.1).

Рис.1. Схема магнитного контроля: 1 - магнитное поле; 2 - дефект; 3 - искажение магнитного поля; 4 - магнитный порошок; 5 - скопление порошка

Детали намагничивают постоянным или переменным или комбинированным магнитным полем. После контроля детали размагничивают нагревом выше точки Кюри или переменным магнитным полем с равномерно уменьшающейся амплитудой от максимума до нуля.

По приемам регистрации магнитных полей и их неоднородностей магнитные методы контроля подразделяют на магнитопорошковый, магнитографический, магнитоферрозондовый, индукционный, вихретоковый и др.

При магнитопорошковом методе на поверхность намагниченной детали наносят ферромагнитный порошок. Под действием магнитных полей частицы порошка скапливаются над дефектами. Возможно выявление тонких и мелких трещин больше 0,0025 мм.

Можно использовать порошки разного цвета. Для деталей с блестящей светлой поверхностью применяют черный порошок магнетита Fе₃О₄. При контроле деталей с черной поверхностью используют цветные либо люминисцентные порошки, светящиеся при ультрафиолетовом облучении. Часто для удобства нанесения используют магнитные, в том числе магнитолюминисцентные, суспензии на масляно-керосиновой или водной основе.

Преимущества магнито-порошкового метода: высокая чувствительность к тонким и мелким трещинам, простота, оперативность и наглядность, возможность применения для деталей практически любых форм и размеров.

При магнитографическом методе магнитные поля рассеяния записывают на магнитную ленту, наложенную на участок контроля. Могут использоваться многократно. Записи на ленте преобразуются в электрические сигналы и наблюдаются на экране дефектоскопа. Преимущества магнитографического метода контроля: высокая разрешающая способность (возможность выявления мелких дефектов), возможность регистрации дефектов на сложных поверхностях и в узких зазорах. Недостатки: необходимость вторичного преобразования информации, регистрируются только составляющие магнитных полей вдоль поверхности ленты, сложность размагничивания и хранения ленты - необходимо предотвращать воздействие внешних магнитных полей.

Магнитные методы контроля широко применяются для ферромагнитных материалов, преимущественно для обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов в стыковых швах. Достоинства магнитных методов: высокая производительность, безвредность, экономичность. Основные недостатки: Объемные включения выявляются хуже, чем плоские трещиноподобные.

Вихретоковые методы контроля (или электромагнитные) могут применяться для электропроводных материалов. При воздействии переменного электромагнитного поля, создаваемого генераторной катушкой, в металле контролируемой детали возникают вихревые токи, которые создают свое электромагнитное поле, противодействующее внешнему полю. Поле вихревых токов фиксируется измерительной катушкой. Нарушения сплошности контролируемого изделия увеличивают электрическое сопротивление поверхностного слоя металла, что приводит к ослаблению вихревых токов.

Метод вихревых токов можно использовать для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов, в том числе и в неферромагнитных материала, для контроля алюминиевых сплавов. Он применяется для измерения электропроводности металлов, изучения их структуры, физико-механических свойств, твердости, остаточных напряжений после деформации и др.

11. Механизмы периодического движения

Предназначены для преобразования непрерывного движения привода в периодическое движение захватных устройств.

Применяются следующие виды механизмов периодического движения: храповой механизм; фрикционная муфта обгона; механизм мальтийского креста; получервячный механизм; фрикционный дисковый механизм; электромагнитные муфты.

В храповом механизме (рис. 1, а),несмотря на возвратно-вращательное движение кольца 1 в направлениях А, поворот храпового колеса 2 происходит лишь в одном направлении — по стрелке Б. Применение храповых механизмов, однако, в средствах механизации и автоматизации весьма ограничено.

Достоинства:

- прост в изготовлении

Недостатки:

- большой шум и интенсивное изнашивание элементов механизма при больших скоростях перемещения материала.

- невозможность плавного регулирования шага подачи (можно регулировать только кратность подачи ~ расстоянию между зубьями)

- работает с ударами, и потому для повышения точности позиционирования необходимо предусматривать дополнительные устройства для фиксации и торможения диска.

Рис.1. Храповой с одним храповиком

Рис.2 Роликовая (в, г) муфта обгона

В роликовой муфте обгона (рис. 2, в, г) при вращении внешней обоймы 1 в направлении стрелки А ролики 2 силами трения затягиваются в клиновой паз между обоймой 1 и диском 3, заклиниваются в нём, что приводит в движение внутренний диск 3. Для обеспечения надёжного заклинивания ролик 2 постоянно поджимается к контактным поверхностям пружиной 4 через штифт 5. При повороте обоймы в обратном направлении происходит расклинивание ролика, который силами трения вытягивается из клинового паза. При этом нарушается силовое замыкание между обоймой 1 и диском 3. Обойма 1 поворачивается, а диск 3, с которым связаны валки валковой подачи, остаётся на месте. Таким образом, при возвратно-вращательном движении обоймы 1 диск 3 получает прерывистое вращение и всегда в одну и ту же сторону (в направлении стрелки А). Угол заклинивания роликов в таких муфтах равен 6-10°.

Достоинства:

- регулируемый шаг подачи

- плавность работы

- обеспечивает высокую точность позиционирования (0,1-0,3 мм) при достаточно большом числе ходов технологического оборудования (до 60-80 ходов в 1 мин),

Недостатки:

- быстрое изнашивание контактных площадок обоймы и диска, и роликов. Для увеличения срока службы таких муфт устанавливают вставки из твёрдого сплава.

Вращение наружной обоймы муфты обгона осуществляется либо от рычажного механизма, либо от кривошипно-реечного механизма. Последний имеет наибольшее распространение (привод от главного вала пресса).

Механизм мальтийского креста приведен на рис.3:

Рис.3. Механизм мальтийского креста

Палец входит в паз ведомого звена 1, проворачивая его на угол ψ и выходит из паза, а в круговой вырез входит выступ -цевка 2, не давая ведомому звену проворачиваться. В итоге при непрерывном вращении ведущего звена, ведомый диск за пол-оборота проворачивается на угол ψ, а затем в следующие пол-оборота ведомое звено выдерживается неподвижным.

Достоинства: обеспечивает точный поворот и надежную фиксацию, плавность поворота диска, механизм компактен, простота конструкции, высокий КПД.

Недостатки: большой угол поворота поводка ведущего звена, особенно при большом числе пазов креста, большая трудоемкость изготовления.

Широко применяются в прессах-автоматах для периодического поворота поворотных (револьверных) столов.

Получервячный механизм приведен на рис.4:

Рис.4. Получервячный механизм: 1-червяк, 2- зубчатое колесо, 3 - зубчатый выступ

Обеспечивает преобразование непрерывного вращения ведущего звена (червяка) 1 в периодическое вращение ведомого звена (зубчатого колеса) 2 и представляет собой червячную передачу, у которой выполнен на червяке только один выступ 3 вместо двух.

В пол-оборота червяка 1 зубчатый выступ 3 входит в зацепление с зубчатым колесом 2 и поворачивает зубчатое колесо на шаг t_k, а затем выходит из зацепления и в следующие пол-оборота червяка 1 зубчатое колесо 2 неподвижно.

Получервячный механизм обеспечивает достаточно высокую точность (0,1-0,3 мм) и надёжность фиксации диска. Но он сложен в изготовлении и недостаточно долговечен, особенно при транспортировании заготовок массой свыше 0,5 кг.

Дата добавления: 2015-07-02