[发明专利]一种基于感应磁化的齿轮裂纹快速检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮裂纹快速检测装置，属于磁性无损检测技术领域。

背景技术

齿轮是传递运动和动力的机械零件，广泛用于机械结构中。齿轮在制造及啮合传动过程中，会产生多种形式的损伤，如裂纹、点蚀、磨损、变形等，其中尤其以裂纹危害最大，在服役载荷作用下，裂纹扩展到一定程度，会导致齿轮的轮齿折断。通过无损检测方法及早发现裂纹对保证齿轮正常服役具有重要意义。

磁粉检测是无损检测五大常规方法之一，可检出铁磁材料表面和近表面微米级裂纹，直观显示裂纹位置、形状和大小，检测灵敏度高，操作简单，是工程领域检测齿轮裂纹的常用方法。目前工厂中普遍采用便携式磁轭法或固定式中心穿棒法进行齿轮磁粉探伤。磁轭法需要对齿轮局部逐一进行手工探伤检测，再将各个部分探伤检测结果进行综合分析，来实现整体检测。该方法劳动强度大、检测效率低。并且由于齿轮轮齿结构的复杂性，易产生裂纹漏检；穿棒法能够实现齿轮的整体磁化，但为获得充分的磁化效果，使齿轮表面达到一定的磁场值，磁化电流往往达到数千安培。磁化设备体积大，对电源功率要求高，并且磁痕观察范围受限。两种探伤方式均工序较多，效率较低，难以严格保证探伤质量。

发明内容

为了克服上述齿轮裂纹检测技术存在的不足，本发明提供一种基于感应磁化的齿轮裂纹快速检测装置及方法，具有装置体积小、功耗低，可实现单方向及复合磁化，检测速度快、效率高等优点。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于感应磁化的齿轮裂纹快速检测装置，其特征在于：包括箱式机架1，固定于箱式机架内上部的感应磁化装置2、固定于箱式机架左下侧的磁悬液喷洒回收系统3、聚液隔板4、固定于箱式机架右下侧的磁化电源控制系统5、固定于箱式机架中心的齿轮旋转机构6六部分；

所述的感应磁化装置2包括两对成90度角的交叉布置的周向和轴向磁轭电极对；第一对磁轭电极对包括左侧周向磁化电极7-1，右侧周向磁化电极7-2，磁化线圈7-3和硅钢片磁轭7-4；左侧周向磁化电极7-1和右侧周向磁化电极7-2间距离可通过电极调整旋钮9调整；磁化线圈7-3通电后可实现齿轮圆周方向的感应磁化；第二对磁轭电极对包括左侧轴向磁化电极8-1，右侧轴向磁化电极8-2、磁化线圈8-3和硅钢片磁轭8-4；左侧轴向磁化电极8-1和右侧轴向磁化电极8-2间距离可通过电极调整旋钮10调整；磁化线圈8-3通电后可实现齿轮轴向感应磁化；第一对磁轭电极和第二对磁轭电极对同时工作，可实现待测齿轮的复合磁化。

所述的聚液隔板4将感应磁化装置系统2、齿轮旋转机构6与磁悬液喷洒回收系统3、电源控制系统4分隔开来，使喷淋齿轮的磁悬液回流至储液箱11中；

所述的磁化电源控制系统5包括可编程控制器、电源控制器件、磁化控制电路、齿轮旋转控制电路、磁悬液搅拌喷洒控制电路、空气开关、电流电压指示系统、控制按钮面板；磁化控制电路可通过改变可控硅的导通角来调整主电路输出电流的大小，实现磁化电流连续可调，按照操作人员要求对待测齿轮进行圆周、轴向或复合磁化；齿轮旋转控制电路通过控制交流调速电机实现待测齿轮的旋转的启停及调速；磁悬液搅拌喷洒控制电路可控制抽液泵启停及磁悬液的喷洒；在电源控制系统5的作用下，齿轮能够按照设定磁化模式自动圆周磁化、轴向磁化或复合磁化；齿轮同时按照设定转速自动旋转；磁悬液同时自动喷洒。齿轮转动一周后磁化自动停止，齿轮自动静止，磁悬液自动停止喷洒。

所述的齿轮旋转机构6包括水平放置的交流调速电机17、电机输出轴18、与电机输出轴18相连的第一锥齿轮19、与第一锥齿轮19啮合的第二锥齿轮20、竖直放置的旋转轴21，第一轴承22和第二轴承23、齿轮工件托盘24；其中竖直旋转轴21安装在第一轴承22和第二轴承23中，并与第二锥齿轮20通过键连接，齿轮工件托盘24通过螺钉固定安装在竖直旋转轴21上端；

交流调速电机17通过电机输出轴18驱动第一锥齿轮19，第一锥齿轮19通过与第二锥齿轮20的啮合传动，驱动竖直旋转轴21旋转；旋转轴21依靠与之相配合的第一轴承22和第二轴承23带动安装在竖直旋转轴21上端的齿轮工件托盘24旋转。齿轮工件托配有不同内径的工装，可与相应内径尺寸的待测齿轮配合；