Ультразвуковой катящийся искатель
Сфеез Сеаамммк
Социалистичесиик
Республик
О П И A !ii!978()36
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ,ПЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 1 9.05.81 (2 I ) 3287403/25-28 (51 ) Щ. К,п з
G01 29/04 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет
3ЬсударстмнныИ кюмнтет
СССР ав делам кзобретеикв к втсрыткй
Опубликовано 30.11.82. Бюллетень М 44 (53) удК620.179. .16 (088.8) Дата опубликования описания 02.12.82
В. В.Гребенников, N В..Григорьев и Г. С. Потапов (72) Авторы изобретения (Vl) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КАТЯШИЙСЯ ИСКАТЕЛЬ
Изобретение относится к неразрушающим средствам и методам контроля и может быть использовано для ультразвукового контроля сварных соединений.
Известен катящийся искатель, содержащий колесо с эластичным протектором
5 в виде многогранной призмы, на боковых поверхностях которой расположены пьезоэлементы (1 l.
Недостатком данного устройства явля- « ется незначительная надежность контроля из-эа возможного пропуска дефектов.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ультразвуковой катящийся искатель, содержащий. 15 корпус, жестко закрепленную в нем ось и монолитное колесо с эластичным протектором, установленное на оси с возможностью вращения, и пьезоэлемент с демпфером (2). 2о
Недостатком такого устройства является низкая надежность ультразвукового контроля из-за наличия реверберационных шумов в колесе.
11ель изобретения - повышение надежности контроля катящегося искателя.
Указанная цель достигается тем, что в катящемся искателе, содержащем кор пус, жестко закрепленную в нем ось и мо нолитное колесо с эластичным протекто» ром, установленное на оси с возможностью вращения, и пьезоэлемент с демпфером, колесо выполнено с гнездом на одном иэ торцов, а искатель снабжен вкладышем, выполненным в виде тела вращения и установленным в гнезде колеса таким образом, что боковые поверхности гнезда и вкладыша имеют сопряженную поверхность вращения,!ocb которой совпадает о осью вращения колеса, вкладыш жестко закреплен на корпусе и установлен с зазором от носительно дна гнезда, образующим с боковой поверхностью гнезда полость, которая заполнена контактной жидкостью, а пьезоэлемент с демпфером установлен во вкладыше.
Сопряженные поверхности гнезда колесе и вкладыша имеют форму усеченного кону3 9 7803 са, геометрические размеры которого Йлбраны из соотношений
9. cl
$),,gд; с„y 1 2324О51п f5)
СОЯ (Ъ где 2а — диаметр пьезоэлемента;
Ь - длина образующей усеченно о конуса
e - ширина колеса;
2 d диаметр колеса; р угол падения ультразвукового la луча, В колесе со стороны другого торца может быть выполнено симметрично первому аналогичное гнездо, а искатель снабжен
15 вкладышем, аналогичным первому вкладышу и установленным подобно ему, а стенка, разделяющая гнезда, представляет собой акустический экран.
Сопряженные поверхности гнезда колеса и вкладыша имеют сферическую форN му, геометрические размеры которой выбраны из соотношений а оси
В ) — c > — 23 >4 a5inp, con p cos p где В - радиус сферы.
На фиг. 1 изображен катящийся искатель, сопряженные поверхности гнезда колеса и вкладыша которого имеют форму усеченного конуса; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 — ультразвуковой катящийся искатель„сопряже1иные поверхности гнезда, колеса и вкладыша которого имеют сферическую форму; на фиг.4катящийся искатель с двумя вкладышами; на фиг. 5 - Вкладыш конической формы:
Ультразвуковой катящийся искатель содержит колесо 1 с эластичным протектором 2, установленное на оси 3, закрепленное на корпусе 4 искателя, пьезо4О элемент 5 с демпфером 6, подключенный к токопроводу 7, вкладыш 8, установленный в гнезде 9 колеса 1, боковые поверхности гнезда 9 колеса 1 и вкладыша
8 имеют сопряженную поверхность враще45 ния, ось которой совпадает с осью вращения колеса 1. Вкладыш 8 жестко закреплен на корпусе 4 с постоянным контактом с гнездом 9 колеса 1. Пьезоэлемент 5 с демпфером 6 установлены во вкладыше
8; вкладыш 8 имеет форму усеченного конуса, вкладыш 10 - сферической формы, сопряженные поверхности гнезда 9 колеса 1 и вкладышей 8 и 10 в центральной области образуют полость 11 для контактной смазки 12, причем на одной
Qa сопряженных поверхностей выполнены канавки 13, соединенные с полостью 11.
В искатель введен дополнительный вклай @ дыш 14 с пьезоэлементом 15, демпфером
16 и дополнительной попостыс 17 дпя контактной смазки l 2, доп,.пиит:,лзHbi>", c l; копрОВОд 1 8, долопнитепь1ия Ос:ь 1 9 р ак,, —.стический экран 20 Вкладыши 8 и 10 прикреплены к корпусу 4 через регупчру :;:мые шариковые опоры 21 и 22.
Устройство содержит резиновую тО;, -, ку 23, крепежные Винты 24 и )с. ил контролируемое изделие 26,дефектоск: :. 27.
Ультразвуковой катящийся и::. ..-. " -пь работает спедуюппа Образол;:, При контроле колесо 1 с лом.:1ь;О н:.1 :.: пуси 4 искателя поджимают к лов:: Óê;- ri=ти контролируемого изделия 26 и с определенной скоростью перемещают по поверхности. При этом через токопровод 7 от дейектоскопа 27 подают Высокочастот- ные колебания. Под действием этих сиг= напов пьезоэлемент 5 излучает ультразвуковые упругие колебания. Последние распространяются из вкладыша 8 через слой контактной смазки 12 между сопря женными поверхностями колеса 1 и вкладыша 8 в колесо 1, причем контактная смазка 12 из полости ll подается к сопряженньм поверхностям по канавкам 13.
На поверхности контролируемого изделия
26 ультразвуковые колебания подают под углом p . Через эластичный протектор 2, имеющий хороший акустический контактс колесом 1, и слой жидкости, поступающей по трубке 23 к колесу l с протектором 2, ультразвуковые колебания Вводятся в металл, распространяются в изделии 26 отражаются от дефектов, возвращаются по тому же пути на пьезоэлемент 5 и преобразуются из механических колебаний в электрические. Последние через токопровод 7 подаются на дефектоскоп 27.
Вкладыш 8, выполненный в виде усеченного конуса (фиг.l), имеет угол наклона между образующими конуса и гнезда 9 колеса 1, равный углу падения ультразвукового луча p) . Зто обстоятельство увеличивает чувствительность контроля.
Сила поджатия вкладыша 8 к колесу l регулируется осью 3 и регулируемой шариковой опорой 21. Перекос вкладыша 8 относитеньно колеса 1 устраняется винтами 24. В случае выполнения вкладыша
10 сферической формы (фиг.3) угол падения f3 ультразвукового луча можно рег пировать с помощью регулируемой шариковой опоры 22 и оси 3.
Искатель с дополнительным вкладышем
14 и пьезоэлементом 15 (фиг.4) работает аналогично описанному выше. Отли5 9780 чие состоит в том, что отраженные ультразвуковые колебания излучаются пьезоэлементом 5, а прием осуществляется пьезоэлементом 1 5.
При контроле иэделий раэличнрй формы устойчивость искателя на поверхности, а следовательно, и стабильность акустичеокого контакта обеспечивает рвгулирув»мыми шариковыми опорами 22, установленными на корпусе 4. 30
Таким образом, искатель позволяет повысить надежность контроля и расширить функциональные возможности ультразвуковых искателей при контроле сварных соединений. И
- opêула изобретения
1 . Ультразвчхо ой катящийся искатель,яя содержацшй корп,—:с, жестко закрепленную в нем ось и монолитное колесо с эластич ным протектором, установленное на оси с возможностью вращения, и цьеэоэлемент с демпфером, отличающийся 2$ теь, что, с целью цовышения надежности контроля, колесо выполнено с гнездом на одном из торцов, а искатель снабжен вкладышем, выполненным в виде тела (вращения и установленным в гнезде коле-зв са таким образом, что боковые поверх-! ности гнезда и вкладыша имеют сопряженную ..поверхность вращения, ось которой совпадает с осью вращения колеса, вкладыш жестко закреплен на корпусе и установлен с зазором относительно дна гнезда, образующим с боковой поверхностью гнезда полость, которяя заполнена контактной жидкостью, а пьезоэлемент с демпфером установлен во вклады-, ше.
М 6
2. Искатель по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что. сопряженные поверхности гнезда колеса и вкладыша имеют форму усеченного конуса, геометрические размеры которого выбраны из соотношений .
2а
v r2a, c w i 2d)%apical р, где 2ц - диаметр пьезоэлемента;
Ь - длина образующей усеченного конуса; е ширина колеса;
2d диаметр колеса; угол падения ультразвукового луча
3. Искатель по пп.1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что в колесе со стороны другого торпа выполнено симмвърично первому аналогичное гнездо, а иокатвль снабжен вкладышем, аналогичным первому вкладышу и установленным подобно ему, а стенка, разделяющая гнезда, представляет собой акустический экран.
4. Искатель по п. 1, о т л и ч а юm и и с я тем, что, сопряженныв поверхности гнезда колеса и вкладыша имеют сферическую форму, геометрические размеры которой выбраны иэ соотношв» ний с 2а со р с т со8ф 2 1 >+ав1цр, где К - радиус сферы.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Ультразвуковые искатели типа
ИБ-1 1А. Информационный листок UHHHTNam, 1972.
2. КгсюС3сгйтет 3-, кга fcrctrner Н. eras oaf prOyung Ч uStrascS Ce.
I pri 978036 /7 f2 22 3 Й Составитель Н. Слюсаренко Редактор Н. Стащишина Техред Е.Харитончик Корректор Г. Огар Заказ 9206/59 Тираж 887 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, r..Óæãîðoä, ул. Проектная, 4
