Устройство для автоматического слежения за сварным швом

Номер патента: 1758548

Авторы: Розуменко, Мостовой, Парадеженко

Скачать ZIP файл.

Текст

Смотреть

(51) 5 0 Н ое обьединен Мостово ство СССР(54) УСТРО ГО СЛЕЖ (57) Изобр разрушаю пол ьзова народного роении дл тройствэ ля, уюГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ%1280530, кл,601 И 29Авторское свидетельГч. 170979, кл, 6 01 й 29/ ЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОНИЯ ЗА СВАРНЫМ ШВОМ етение относится к средствам не- щего контроля, может быть исно в различных отраслях хозяйства, в частности в котлостя направления сканирующего усс дефектоскопической аппаратуИзобретение относится к средствам не- разрушающего контроля и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. в частности в котлостроении, для направления сканирующего устройства с дефектоскопической аппаратурой по сварному шву в процессе его контроля,В настоящее время актуальной задачей является обеспечение высокой достоверности результатов неразрушэющего контроля сварных соеДинений, в связи с чем при проведении дефектоскопии качества сварного шва с валиком усиления существует проблема поддержания симметричного расположения преобразователей относительно рой по свар ля. Цель иэ сти слежени датчик лине с исполните нейных пер нетоэласт механиэмо датчика отн ненным в в ленного нэ воэможност скости. на к установлен вместе с пр на коромыс ный магнитстика закре на рычаге и магнитами.3 ному шву в процессе его контрообретения - повышение точноя, Устройство содержит корпус, йных перемещений, связанный льным механизмом, датчик лиемещений выполнен на базе сегиков и снабжен балансным м для регулировки положения осительно сварного шва, выполиде рычага, шарнирно эакрепползушке и установленного с ью качания в вертикальной плоотором закреплено коромысло, ное с возможностью качания одольной осью рычага, при этом ле расположен общий постоян датчика, а элементы сегнетоэла плены с двух сторон от магнита снабжены также постоянными сварного шва, так как в противном случае (при изменении расстояния) валик усиления или зона перехода его в основной металл фиксируется как дефект. Это становится причиной перебраковки сварного шва в процессе автоматизированного контроля.Известно устройство слежения за сварным швом в процессе его контроля, Так, например, известен узел автоматического слежения зэ сварным швом в устройстве для ультразвукового контроля, имеющий датчик линейных перемещений, выполненный в виде электроиндуктивного датчика, расположенного между ультразвуковыми преобразователями устройства контра которые закреплены на каретке скэнирщего механизма, перемещающегося при контроле вдоль сварного шва. Злектроиндуктивный датчик электрически соединен с электродвигателем через систему обработки выходного сигнала, при этом узел слежения имеет исполнительный механизм в виде ходового винта и сидящей на нем ходовой гайки, ходовой винт соединен с валом электродвигателя.Недостаток устройства состоит в том, что команды управления на исполнительный механизм поступают не от датчика непосредственно, а через блок обработки данных., обычно содержащий логические элементы, реле, при этом обьективно существующие погрешности таких блоков снижают точность работы узла слежения. Кроме того, электроиндуктивный датчик также чувствителен к случайным неоднородностям сварных швов, что является причиной срабатывания на ложные изменения направления сварного шва.Наиболее близкой к предлагаемой является оптическая следящая система в устройстве для автоматического ультразвукового контроля, которая содержит расположенный в корпусе источник питания, датчик линейных перемещений на фотодатчиках, представляющий собой сбалансированный мост, в два плеча которого включены фото- сопротивления. Опорной линией для следящей системы является валик усиления, имеющий отличные от свариваемого материала светотехнические показатели. Увеличение или уменьшение освещенности одного из фотосопротивлений при смещении устройства относительно шва вызывает разбаланс моста. Усиленный сигнал от фотодатчика управляет работой реверсивного двигателя исполнительного механизма, который смещает фотооптический датчик относительно осевой линии сварного шва в сторону уменьшения ошибки, Устройство содержит контрольную аппаратуру, размещенную на самоходной тележке,Недостатком устройства является то, что датчик указанной конструкции выдает управляющий сигнал от косвенных признаков характеристик сварного шва, а не по его геометрии (конфигурации), Таким образом, он реагирует на наличие случайных наплывов, шероховатостей, масляные пятна и другие производственные объекты сварных швов, что снижает точность слежения и, соответственно, достоверность контроля изделия.Цель изобретения - повышение точности слежения,Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического слежения10 за сварным швом, содержащее корпус и датчик линейных перемещений, связанный сисполнительным механизмом, имеющимреверсивный привод, снабжено балансным механизмом, выполненным в виде рычага скоромыслом, установленным с возможностью качания на оси, проходящей через рычаг, который шарнирно соединен с ползушкой, установленной с возможностью смещения относительно вертикальной осисимметрии корпуса посредством регулировочных винтов, при этом датчик линейных перемещений выполнен в виде двух элементов из сегнетоэластичного материала, одинконец каждого из которых жестко связан с рычагом, а на других концах установленыпостоянные магниты, ориентированные между собой разноименными полюсами.,причем установленный между ними общий постоянный магнит закреплен на коромысле и ориентирован одноименным полюссмк каждому из магнитов.На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - то же. сечение по вертикальной оси симметрии; на фиг.3 - то же, вид сверху.Устройство для автоматического слежения за сварным швам содержит корпус 1 с закрепленными на нем планками 2, с которыми с помощью регулировочных винтов 3связан ползун 4,С ползуном 4 связан балансовый механизм, выполненный в видс рычага 5 и коромысла б с опорным роликом 7, которое установлено с возможностью качания на оси 8 в подшипниках 9, проходящий черезрычаг 5 ползун 4 с регулировочными винтами 3 шарнирно соединен с рычагом 5 балансового механизма и установлен с возможностью смещения относительно вертикальной оси симметрии корпуса.На коромысле б балансового механизма закреплен общий постоянный магнит 10, а с двух сторон от коромысла установлены элементы 11 и 12 из сегнетоэластичного материала. которые одним концом жестко связаны с рычагом 5, а на других установлены постоянные магниты, ориентированные друг к другу разноименными полюсами 13 и 50 14 соответственно. Магнит 10 ориентированодноименным полюсом к каждому из последних, при этом рычаг 5 снабжен предохоанительными упорами 15 и 1 б,расположенными на расстоянии. соответст 55 вующем величине дифференциального ходасегнетоэластиков 11 и 12,Сегнетоэластичные элементы представляют собой монокристалл молибдата гадолиния С (Мо 04)з, закрепленный в зажимы,один из которых неподвижный, другой по 1758518) 50 движн ый. Функционирование сегнетоэластичного элемента основано на физических процессах, происходящих в кристалле при механическом или электрическом воздействии на него,Процесс переключения сегнетоэластичного элемента в данном устройстве носи- электромеханический гистерезистый хаоактер,Устройство для автоматического слежения за сварным швом закреплено на тележке сканирующего механизма устройства для контроля (не показано), а его датчик линейных перемещений связан с реверсивным приводом исполнительного механизма через две цепочки, каждая из которых имеет, последовательно соединенные усилитель- .формирователь, триггер и электронный ключ, Усилитель-формирователь может быть выполнен, например, в виде КР 1561 А 1 или 564 АП), триггер - на базе К 561, 564 или 1564 ТЮ 2, а электронный ключ, например транзисторный или тиристорный - в зависимости от выбранного привода,Устройство для автоматического слежения за сварным швом работает следующим образом,До начала оаботы датч к линейных перемещений приводят в нейтрагьное псложение, чтобы сигнал рассогласования бьл равен нугю, Для этого с помощью регулировочных вин;ов 3 приводят в урагновешенное состояние коромысло 6 посредством выставления одинакового зазора между ним и каждый из сегнетоэластичных элементов 11 и 12, при котором существует равенство сил отталкивания одноименных полюсов магнита 10 и магнитов 13 и 14, не вызывающее деформации монокристалла сегнетелов 11 и 12. Совмещают горизонтальную ось устройства слежения с осью симметрии контрольного блока и устанавливают роликом 7 на величину сварного шва, В процессе перемещения устройства слежения вдоль сварного шва в случае ухода линии вершины шва относительно оси симметрии ролика 7 в ту или другую сторону равновесие нарушается, так как коромысло 6 поворачивается вокруг оси 8, что приводит к сближению, т,е. изменению расстояния одноименных полюсов магнита 10 и магнита 13 или 14 соответственно. Таким образом, расстояние преобразуется в силовое взаимодействие между магнитами, кОторое затем в результате физических процессов, происходящих в сегнетоэластичных элементах 11 и 12, преобразуется во времяимпульсный сигнал.Физический процесс, происходящий в датчике линейных перемещений, выполненном на базе сегнетоэластичного материала, состоит в следующем. Сегнптоэластик обладает спонтанной деформацией, которая может быть переключена механическим или электрическим воздействием.В данном случае деформация элементо 11 и 12 осуществляется в результате магнитных сил отталкивания.Для того, чтобы перевести элемент в исходное состояние. необходимо изменить направление приложения усилия -Г), зависимость деформации сегнетоэластичного элемента от усилия имеет вид петли гистерезиса,Таким образом, при ухс де вершины шва относительно ролика 7, например, вправо силовое воздействие от сближения одноименных полюсов магнитов 10 и 13 испытывает сегнетозластичный элемент 11, деформация которого преобразуется им во времяимпульсный сигнал, используемый для включения реверсивного привода исполнительного механизма устройства контроля, который обеспе 1 ивает перемещение перпендикулярно сварочному шву вправо до восстановления равновесия рычага 6,Если вершина сьарачного шва .уходит относительно ролика 7 влево, то путем поворота коромысла 6 вокруг оси 8 сближаются полюса магнитов 10 и 14, что вызывает деформацию се - летела 12 с выдачей им время- импульсного сигнала и последующего перемещения контрольного устройства приводом перпендикулярно сварному шву влево до восстановления исходного положения коромысла 6 при возврате ролика 7 в положение симметрии относительно шва силовое воздействие на сегнетоэластичныйэлемент 12 снимается и последний под действием напряжения смегцения и 4 см возвращается в исходное состояние, генерируяэлектрический заряд отрицательной полярности, триггер перебрасывается и электронный ключ останавливает привод). При этом каждый раз генерируемый сегнетоэластиками 11 и 12 сигнал преобразуется в усилителе-формирователе в сигнал, воздействующий на триггер, который управляет электронным ключом, а последний в свою очередь включает реверсивный привод всоответствующую сторону.Таким образом, устройство для автоматического слежения обеспечивает совмещение пути контрольного устройства страекторией, проходящей по вершинам контролируемого шва, при этом за счет шарнирного соединения рычага 5 с ползушкой4 обеспечивается обкатка роликом 7 неровностей и изменений высоты шва с сохранением отслеживания траектории вершинэтого шва. Предохранительные упоры 15 и1 Б отрегулированы на величину дифференциального хода сегнетел 11 и 12,Формулала изобретения устройство для автоматического слежения за сварным швом, содержащее корпус, датчик линейных перемещений, связанный с ним исполнительный механизм, имеющий реверсивный привод, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности слежения, оно снабжено балансовым механизмом, выполненным в виде оси и рычага с коромыслом, установленным с возможностью качания на оси, проходящей через рычаг, и ползуном с регулировочными винтами, соединенным шарнирно с рычагом и установленным симметрично относительно оси симметрии корпуса, а датчик линейных 5 перемещений выполнен в виде двух элементов из сегнетоэластичного материала, один конец каждого из которых жестко связан с рычагом, а на других концах установлены постоянные магниты, ориенти рованные разноименными полюсами друг кдругу, и общего постоянного магнита, закрепленного на коромысле и ориентированного одноименным полюсом к каждому из магнитов, установленных на элементах из 15 сегнетоэлектрического материала.1758548 Составитель В Прянишниковадактор С.Лисина Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова здательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина роизводстве аказ 2996 ТиражВНИИПИ Государственного комитета113035. Москва, Ж Подписное изобретениям и открытиям при ГКНТ СС

Заявка

4858792, 18.06.1990

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "АТОМКОТЛОМАШ"

ПАРАДЕЖЕНКО АНАТОЛИЙ СЕРГЕЕВИЧ, МОСТОВОЙ АЛЕКСАНДР ЕФИМОВИЧ, РОЗУМЕНКО ВАЛЕРИЙ ДАВИДОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01N 29/26

Метки: швом, сварным, слежения

Опубликовано: 30.08.1992

Код ссылки

<a href="http://patents.su/5-1758548-ustrojjstvo-dlya-avtomaticheskogo-slezheniya-za-svarnym-shvom.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для автоматического слежения за сварным швом</a>

Похожие патенты