Следящий привод

Привод предназначен для неразрушающего контроля сварных швов на трубных заводах. Привод включает измерительный модуль, содержащий пьезоэлектрические преобразователи, механизм перемещения измерительного модуля относительно сварного шва трубы, механическую связь между измерительным модулем и механизмом его перемещения, датчик положения сварного шва относительно измерительного модуля, при этом измерительный модуль установлен на вал, соединенный с механизмом перемещения при помощи опор и являющийся центром и осью качания измерительного модуля, механизм перемещения установлен на две плиты, одна из которых, подвижная, соединена с измерительным модулем через опоры, механическая связь выполнена в виде рычагов, один из которых жестко закреплен на валу и при помощи тяги соединен с другим, подвижным рычагом, нижний конец которого соединен с подвижной плитой механизма перемещения при помощи одного кронштейна, а верхний конец соединен с неподвижной плитой механизма перемещения при помощи другого кронштейна с возможностью качания и перемещения на оси, установленной на кронштейне с возможностью изменения ее положения при помощи регулировочных винтов. Предлагаемый привод позволяет с требуемой точностью отслеживать смещение сварного шва на величину ±20 мм для труб ⊘500 мм. 2 ил.

 

Изобретение относится к области следящих приводов поступательного и вращательного движения, предназначенных для обеспечения синхронного перемещения силовых и исполнительных механизмов, и может быть использовано, в частности при неразрушающем ультразвуковом контроле сварных швов с помощью, например, пьезоэлектрических преобразователей на трубных заводах.

Известен привод вращательного движения с приводным валом, элементы которого связаны механизмом преобразования поступательного перемещения в круговое вращение приводного вала, содержащий блок команд в виде генератора электрических колебаний и датчик угла поворота приводного вала [1].

Недостатком известного привода является сложность системы управления приводом.

Известно устройство для синхронизации работы двух и более пневмоцилиндров, содержащее неподвижную опору с установленными на ней пневмоцилиндрами и механическую связь, соединяющую концы их штоков, и механическую связь, выполненную в виде прямоугольной рамы, валов, звездочек и цепей [2]. Недостатком известного устройства является его сложность и ненадежность в работе.

Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности работы следящего привода, предназначенного для синхронизации перемещений контролируемой трубы, датчика положения сварного шва и пьезоэлектрических преобразователей (далее ПЭП).

Это достигается тем, что в следящем приводе, включающем измерительный модуль, содержащий ПЭПы, механизм перемещения измерительного модуля относительно сварного шва трубы, механическую связь между измерительным модулем и механизмом его перемещения, датчик положения сварного шва относительно измерительного модуля, измерительный модуль установлен на вал, соединенный с механизмом перемещения при помощи опор и являющийся центром и осью качания измерительного модуля, механизм перемещения установлен на две плиты, одна из которых, подвижная, соединена с измерительным модулем через опоры, механическая связь выполнена в виде рычагов, один из которых жестко закреплен на валу и при помощи тяги соединен с другим, подвижным рычагом, нижний конец которого соединен с подвижной плитой механизма перемещения при помощи одного кронштейна, а верхний конец соединен с неподвижной плитой механизма перемещения при помощи другого кронштейна с возможностью качания и перемещения на оси, установленной на кронштейне с возможностью изменения ее положения при помощи регулировочных винтов.

На фиг.1 показан следящий привод в среднем (нормальном) положении, в котором ПЭПы расположены симметрично относительно сварного шва.

На фиг.2 показан следящий привод в смещенном и развернутом относительно центра трубы положении, при котором центр трубы, ось датчика сварного шва и центр качания измерительного модуля располагаются на одной прямой.

Следящий привод состоит из измерительного модуля 1, пьезоэлектрических преобразователей 2, настроечного механизма 3, датчика 4, вала 5, опоры 6, механизма перемещения 7 измерительного модуля 1. Механизм перемещения 7 имеет подвижную плиту 8, неподвижную плиту 9, привод 10 подвижной плиты 8. Механическая связь состоит из рычага 11, жестко закрепленного на валу 5, тяги 12, подвижного рычага 13, соединенного с рычагом 11 при помощи тяги 12. Нижний конец подвижного рычага 13 соединен шарнирно с тягой 12 и с кронштейном 14, жестко закрепленным на подвижной плите 8, а верхний конец подвижного рычага 13 соединен при помощи оси 15, являющейся осью качания рычага 13, с кронштейном 16, жестко закрепленным на неподвижной плите 9. Ось 15 установлена на кронштейне 16 с возможностью перемещения совместно с верхним концом рычага 13. Для фиксации положения оси 15 в зависимости от типоразмера труб предусмотрены регулировочные винты 17 и шкала настройки 18.

Во время контроля сварной шов контролируемой трубы может сместиться от оси симметрии установки ультразвукового контроля и симметрия расположения ПЭПов относительно оси сварного шва нарушится, что ухудшит качество его прозвучивания.

Чтобы этого не происходило, в предлагаемом следящем приводе при смещении сварного шва относительно оси симметрии установки измерительный модуль 1 поворачивается и наклоняется вслед за сварным швом на угол α, при котором ось симметрии измерительного модуля проходит через ось сварного шва и центр контролируемой трубы.

Следящий привод работает следующим образом.

При смещении сварного шва от номинального положения датчик 4 выдает сигнал на перемещение подвижной плиты 8. Вместе с плитой 8 перемещаются ось качания измерительного модуля 1 и ось качания рычага 13, верхний конец которого скользит по оси 15, при этом он отклоняется от вертикального положения.

Нижний конец рычага 13 через тягу 12 поворачивает рычаг 11 и с ним измерительный модуль 1.

Перемещение измерительного модуля 1 происходит до тех пор, пока датчик 4 сварного шва не окажется над осью сварного шва.

Изменяя положение оси 15 с помощью винтов 17 на кронштейне 16 (выше или ниже), можно изменять зависимость угла качания α от величины смещения подвижной плиты 8.

Это необходимо при перенастройке механизмов на разные типоразмеры контролируемых труб.

Для этой цели предназначены шкалы 18 и регулировочные винты 17, расположенные на кронштейне 16.

Предлагаемый следящий привод позволяет с требуемой точностью отслеживать смещение сварного шва на величину ±20 мм для труб ⊘500 мм.

Для труб большего диаметра допускается отслеживать с требуемой точностью смещение сварного шва на большую величину.

Источники информации

1. Патент РФ N2093714.

2. Патент РФ N2217628.

Следящий привод, включающий измерительный модуль, содержащий, например, пьезоэлектрические преобразователи, механизм перемещения измерительного модуля относительно сварного шва трубы, механическую связь между измерительным модулем и механизмом его перемещения, датчик положения сварного шва относительно измерительного модуля, отличающийся тем, что измерительный модуль установлен на вал, соединенный с механизмом перемещения при помощи опор и являющийся центром и осью качания измерительного модуля, механизм перемещения установлен на две плиты, одна из которых, подвижная, соединена с измерительным модулем через опоры, механическая связь выполнена в виде рычагов, один из которых жестко закреплен на валу и при помощи тяги соединен с другим, подвижным рычагом, нижний конец которого соединен с подвижной плитой механизма перемещения при помощи одного кронштейна, а верхний конец соединен с неподвижной плитой механизма перемещения при помощи другого кронштейна с возможностью качания и перемещения на оси, установленной на кронштейне с возможностью изменения ее положения при помощи регулировочных винтов.