短轴小件磁粉检测装置及其检测方法
【专利摘要】本发明揭示了一种短轴小件磁粉检测装置，包括复合磁化机构及V形承托工装；所述复合磁化机构包括用于夹持短轴小件的夹持部件，与所述夹持部件固定连接、用于周向磁化所述短轴小件的周向磁化电极，以及用于纵向磁化所述短轴小件的纵向磁化线圈，还包括与所述纵向磁化线圈固定连接并用于驱动其运动的线圈移动部件。本发明可以同时实现多个短轴小件多方向的复合磁化，缩短了加工企业的检测时间，提高了加工企业的检测效率。同时，本发明采用的机械装置有效地提高了检测灵敏度，排除了人工检测过程中存在安全隐患，解决了短轴小件一直以来磁粉检测效率低、且存在接触及观察盲区的问题。
【专利说明】
短轴小件磁粉检测装置及其检测方法
技术领域
[0001]本发明涉及磁粉检测装置及其检测方法，特别涉及一种适用于短轴小件无损检测的短轴小件磁粉检测装置及其检测方法，属于无损检测领域。
【背景技术】
[0002]短轴小件是机械生产加工领域中常见的工件，这类工件在进行装配前，一般都需要进行检测，检测时要求对其外圆表面进行无损检测，并进行磁痕评定。由于其长度短、直径较小，采用手工便携式磁轭探伤仪无法进行检测，而采用常规磁粉探伤机进行检测时，由于两电极间最小间距都大于短轴小件长度，无法进行夹持，且由于工件短，长径比小，退磁场大，检测灵敏度低。而且由于这类工件的数量较多，检测时的操作量大，工作强度高，无形中降低了加工企业的生产效率，增加了企业的人力成本。
[0003]而为了降低劳动强度，提高检测效率，目前的加工企业也采取了一系列相对应的措施，采用人工检测的企业，在检测操作时，操作人员采用手持两个工件对接增加长度的方式进行夹持，以提高检测速度。但这种检测方式很容易导致操作人员的手部被夹伤，存在安全隐患。
[0004]CN204422478U公开了一种机械零件磁粉探伤装置，其包括有传输装置与磁粉探伤装置;所述传输装置包括有传输带，其由设置在传输带内部的链轮进行驱动;所述磁粉探伤装置包括有磁粉室、探伤室以及退磁室，磁粉室内部设置有多个磁悬液喷口，其连通至设置在磁粉室外部的磁悬液槽;所述磁粉室包括有多个设置于磁粉室上端面，且沿竖直方向延伸的上部磁悬液喷口，以及设置在磁粉室侧端面对应位置的侧部磁悬液喷口。
[0005]该专利虽然可以完成零件探伤检测，但其适用的大多为体积较大的机械零件，对于短轴小件这类体积小、长径比小的零件，其检测效果难以保证。同时，该专利在进行检测时，单次往往只能检测一个零件，在检测数量较多的零件时，其工作效率较为低下，同时也很发生检测遗漏的情况，影响检测精度。
[0006]除上述发明专利外，部分企业还专门为这类短轴小件发明了磁粉探伤机磁化工装组件。所述工装组件包括一个周向工装和一个纵向工装，周向工装为导电不导磁材料制成的凹形槽结构，对工件进行平行磁化法磁化;纵向工装为不导电不导磁材料制成的长方形托盘结构，且工装上均开有很多孔，此发明解决了检测人员手容易被夹伤，且能同时磁化多个工件的问题。但该发明仍然还存在下列问题:
(I)短轴小件周向与纵向磁化要分别进行，即周向和纵向不能同时进行磁化操作，检测时间仍然较长、检测效率依然较低。
[0007](2)短轴小件的检测需要使用两套工装，两套工装的材料要求不同，周向工装为导电不导磁材料，纵向工装为不导电不导磁材料，材料选取繁琐。且工装上还需加工大量小孔，制作成本高。
[0008](3)无论是周向还是纵向观察，工件均与工装直接接触，导致接触区域存在检测盲区，且工件整个圆周观察极不方便，存在漏检风险。
[0009]因此，如何既快速又准确地完成短轴小件的磁粉检测也就成为了各生产加工企业所亟待解决的问题。
【发明内容】
[0010]
鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种适用于短轴小件无损检测的短轴小件磁粉检测装置及其检测方法。
[0011 ]本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现:
一种短轴小件磁粉检测装置，包括用于多方向同时磁化短轴小件的复合磁化机构，及用于在上下料过程中承托短轴小件的V形承托工装;所述复合磁化机构包括用于夹持短轴小件的夹持部件，与所述夹持部件固定连接、用于周向磁化所述短轴小件的周向磁化电极，以及用于纵向磁化所述短轴小件的纵向磁化线圈，还包括与所述纵向磁化线圈固定连接并用于驱动其运动的线圈移动部件。
[0012]优选地，所述周向磁化电极包括对称设置的第一电级及第二电极，所述第一电级及第二电极均与第一电流发生器电性连接。
[0013]优选地，所述第一电级及第二电极均采用金属导体材料制作而成，所述第第一电级及第二电极借助所述夹持组件可实现轴向水平运动及转动。
[0014]优选地，所述夹持部件包括用于带动所述周向磁化电极进行转动的旋转组件，以及用于带动所述周向磁化电极进行轴向水平运动的夹持组件；
所述旋转组件包括第一旋转电机及第二旋转电机，所述第一电级与所述第一旋转电机的电机轴固定连接，所述第二电级与所述第二旋转电机的电机轴固定连接，
所述夹持组件包括第一滑动块及第二滑动块，所述第一滑动块与所述第一旋转电机固定连接，所述第二滑动块与所述第二旋转电机固定连接，所述第一滑动块及第二滑动块均可活动地设置于活动导轨上。
[0015]优选地，所述纵向磁化线圈包括对称设置的第一线圈及第二线圈，所述第一线圈及第二线圈均与第二电流发生器电性连接。
[0016]优选地，所述第一线圈及第二线圈的规格相同，所述第一线圈及第二线圈均由导线绕制而成，其内径大于所述夹持部件及周向磁化电极的外径，所述第一线圈及第二线圈借助所述线圈移动部件可实现轴向水平的自由运动。
[0017]优选地，所述线圈移动部件包括第三滑动块及第四滑动块，所述第三滑动块与所述第一线圈固定连接，所述第四滑动块与所述第二线圈固定连接，所述第三滑动块及第四滑动块均可活动地设置于所述活动导轨上。
[0018]优选地，所述V形承托工装的长度Lo与所述第一电级及第二电极间的最大距离U、以及单次检测的多个所述短轴小件串接后的长度L相匹配，所述V形承托工装的V形边高度H及其V形夹角Θ均与所述短轴小件的直径相匹配。
[0019]优选地，还包括至少一个用于在检测过程中向所述短轴小件喷淋磁悬液的喷淋头，所述喷淋头设置于所述第一电级及第二电极中间区域的上方位置。
[0020]本发明还揭示了一种短轴小件磁粉检测方法，包括如下步骤:
S1、复合磁化机构准备步骤，根据所需检测的短轴小件的尺寸制作对应规格的周向磁化电极及纵向磁化线圈，并完成装置的固定安装；
52、V形承托工装准备步骤，根据所需检测的短轴小件的直径、单次检测的多个所述短轴小件串接后的长度L，以及第一电级及第二电极间的最大距离L1，制作对应规格的V形承托工装，
所述单次检测的多个所述短轴小件串接后的长度L应大于所述V形承托工装的长度Lo，且小于所述第一电级及第二电极间的最大距离L1;
53、上料步骤，借助夹持部件将所述第一电级及第二电极分开，并借助线圈移动部件将所述纵向磁化线圈移动至装置轴向水平方向的两端，随后将所述短轴小件逐个串接放置于所述V形承托工装上，串接完成后，将串接好的短轴小件的一侧顶端与所述第一电级的端面接触，并借助所述夹持部件，使所述第一电级及第二电极配合完成所述短轴小件的夹紧；
54、磁悬液喷淋步骤，借助所述夹持部件使所述短轴小件进行周向旋转，喷淋头向所述短轴小件喷洒磁悬液，使所述磁悬液均匀覆盖于所述短轴小件表面；
55、磁化操作步骤，借助所述线圈移动部件将所述纵向磁化线圈移动至所述短轴小件上方，并使所述短轴小件处于所述纵向磁化线圈的中心位置，随后接通第一电流发生器及第二电流发生器，根据所述短轴小件的尺寸确定磁化强度及磁化时间，磁化完成后，再次将所述纵向磁化线圈移动至装置轴向水平方向的两端；
56、磁化观察步骤，借助所述夹持部件使所述短轴小件进行周向旋转，同时观察所述短轴小件的表面磁痕情况，并进行评定；
57、下料步骤，将所述V形承托工装放置于所述短轴小件下方并保持接触，随后再次将所述第一电级及第二电极分开，根据观察结果将已检测的所述短轴小件放置在指定区域内，其中合格的部分进入下一工序，不合格的部分进入废品区。
[0021]本发明的突出效果为:本发明可以同时实现多个短轴小件多方向的复合磁化，缩短了加工企业的检测时间，提高了加工企业的检测效率。同时，本发明采用的机械装置有效地提高了检测灵敏度，排除了人工检测过程中存在安全隐患，解决了短轴小件一直以来磁粉检测效率低、且存在接触及观察盲区的问题。此外，本发明中的检测装置结构简单，易于加工，使用效果良好，具有很高的使用及推广价值。
[0022]以下便结合实施例附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
【附图说明】
[0023]图1是本发明结构示意图；
图2是本发明中V形承托工装的结构示意图；
图3是本发明复合磁化过程示意图；
其中:1、短轴小件2、V形承托工装31、第一电级32、第二电极33、第一电流发生器41、第一旋转电机42、第二旋转电机51、第一滑动块52、第二滑动块53、第三滑动块54、第四滑动块55、活动导轨61、第一线圈62、第二线圈63、第二电流发生器。
【具体实施方式】
[0024]本发明揭示了一种适用于短轴小件无损检测的短轴小件磁粉检测装置及其检测方法。
[0025]如图1?图3所示，一种短轴小件磁粉检测装置，包括用于多方向同时磁化短轴小件I的复合磁化机构，及用于在上下料过程中承托短轴小件I的V形承托工装2;所述复合磁化机构包括用于夹持短轴小件I的夹持部件，与所述夹持部件固定连接、用于周向磁化所述短轴小件I的周向磁化电极，以及用于纵向磁化所述短轴小件I的纵向磁化线圈，还包括与所述纵向磁化线圈固定连接并用于驱动其运动的线圈移动部件。
[0026]所述周向磁化电极包括对称设置的第一电级31及第二电极32，所述第一电级31及第二电极32均与第一电流发生器33电性连接。
[0027]所述第一电级31及第二电极32均采用金属导体材料制作而成，所述第第一电级31及第二电极32借助所述夹持组件可实现轴向水平运动及转动。
[0028]所述夹持部件包括用于带动所述周向磁化电极进行转动的旋转组件，以及用于带动所述周向磁化电极进行轴向水平运动的夹持组件。
[0029]所述旋转组件包括第一旋转电机41及第二旋转电机42，所述第一电级31与所述第一旋转电机41的电机轴固定连接，所述第二电级32与所述第二旋转电机42的电机轴固定连接。
[0030]所述夹持组件包括第一滑动块51及第二滑动块52，所述第一滑动块51与所述第一旋转电机41固定连接，所述第二滑动块52与所述第二旋转电机42固定连接，所述第一滑动块51及第二滑动块52均可活动地设置于活动导轨55上。
[0031]所述纵向磁化线圈包括对称设置的第一线圈61及第二线圈62，所述第一线圈61及第二线圈62均与第二电流发生器63电性连接。
[0032]所述第一线圈61及第二线圈62的规格相同，所述第一线圈61及第二线圈62均由导线绕制而成，其内径大于所述夹持部件及周向磁化电极的外径，所述第一线圈61及第二线圈62借助所述线圈移动部件可实现轴向水平的自由运动。
[0033]所述线圈移动部件包括第三滑动块53及第四滑动块54，所述第三滑动块53与所述第一线圈61固定连接，所述第四滑动块54与所述第二线圈62固定连接，所述第三滑动块53及第四滑动块54均可活动地设置于所述活动导轨55上。
[0034]所述V形承托工装2的长度Lo与所述第一电级31及第二电极32间的最大距离L1、以及单次检测的多个所述短轴小件I串接后的长度L相匹配，所述V形承托工装2的V形边高度H及其V形夹角Θ均与所述短轴小件I的直径相匹配。
[0035]还包括至少一个用于在检测过程中向所述短轴小件I喷淋磁悬液的喷淋头(图中未示出)，所述喷淋头设置于所述第一电级31及第二电极32中间区域的上方位置。需要说明的是，装置内可以不包括所述喷淋头，后续的磁悬液喷淋过程可以由人工操作完成。在本实施例中设置所述喷淋头的目的在于使磁悬液能够更加均匀的覆盖于所述短轴小件I上。
[0036]需要说明的是，本发明中的所述夹持部件、线圈移动部件及所述活动导轨均可以不予设置，仅需要保证在本发明的磁化使用过程中，所述周向磁化电极及纵向磁化线圈能够顺利运动即可，具体的运动过程也可以采用人工操作的方式完成。在本实施例中设置上述部件的目的仅在于提升装置的自动化程度，使本发明的使用效果更为显著。
[0037]此外，还需要说明的是，本发明中的V形承托工装2还可以设置成其他具有相同使用效果的形状，仅需要保证串接后的短轴小件I能够被顺利承托即可。
[0038]本发明还揭示了一种短轴小件磁粉检测方法，包括如下步骤:
51、复合磁化机构准备步骤，根据所需检测的短轴小件I的尺寸制作对应规格的周向磁化电极及纵向磁化线圈，并完成装置的固定安装；
52、V形承托工装准备步骤，根据所需检测的短轴小件I的直径、单次检测的多个所述短轴小件I串接后的长度L，以及第一电级31及第二电极32间的最大距离L1，制作对应规格的V形承托工装2，
所述单次检测的多个所述短轴小件I串接后的长度L应大于所述V形承托工装2的长度Lo，且小于所述第一电级31及第二电极32间的最大距离L1;
53、上料步骤，借助夹持部件将所述第一电级31及第二电极32分开，并借助线圈移动部件将所述纵向磁化线圈移动至装置轴向水平方向的两端，随后将所述短轴小件I逐个串接放置于所述V形承托工装2上，串接完成后，将串接好的短轴小件I的一侧顶端与所述第一电级31的端面接触，并借助所述夹持部件，使所述第一电级31及第二电极32配合完成所述短轴小件I的夹紧；
54、磁悬液喷淋步骤，借助所述夹持部件使所述短轴小件I进行周向旋转，喷淋头向所述短轴小件I喷洒磁悬液，使所述磁悬液均匀覆盖于所述短轴小件I表面；
55、磁化操作步骤，借助所述线圈移动部件将所述纵向磁化线圈移动至所述短轴小件I上方，并使所述短轴小件I处于所述纵向磁化线圈的中心位置，随后接通第一电流发生器33及第二电流发生器63，根据所述短轴小件I的尺寸确定磁化强度及磁化时间，具体而言，如图3所示，需要调整电极磁化电流大小Il及线圈磁化电流大小12，电流Il在工件上产生周向磁场Hl，同时电流12在工件上产生纵向磁场H2，实现所述短轴小件I的复合磁化，磁化完成后，再次将所述纵向磁化线圈移动至装置轴向水平方向的两端；
56、磁化观察步骤，借助所述夹持部件使所述短轴小件I进行周向旋转，同时观察所述短轴小件I的表面磁痕情况，并进行评定；
57、下料步骤，将所述V形承托工装2放置于所述短轴小件I下方并保持接触，随后再次将所述第一电级31及第二电极32分开，根据观察结果将已检测的所述短轴小件I放置在指定区域内，其中合格的部分进入下一工序，不合格的部分进入废品区。
[0039]本发明可以同时实现多个短轴小件多方向的复合磁化，缩短了加工企业的检测时间，提高了加工企业的检测效率。同时，本发明采用的机械装置有效地提高了检测灵敏度，排除了人工检测过程中存在安全隐患，解决了短轴小件一直以来磁粉检测效率低、且存在接触及观察盲区的问题。此外，本发明中的检测装置结构简单，易于加工，使用效果良好，具有很高的使用及推广价值。
[0040]本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种短轴小件磁粉检测装置，其特征在于:包括用于多方向同时磁化短轴小件(I)的复合磁化机构，及用于在上下料过程中承托短轴小件(I)的V形承托工装(2);所述复合磁化机构包括用于夹持短轴小件(I)的夹持部件，与所述夹持部件固定连接、用于周向磁化所述短轴小件(I)的周向磁化电极，以及用于纵向磁化所述短轴小件(I)的纵向磁化线圈，还包括与所述纵向磁化线圈固定连接并用于驱动其运动的线圈移动部件。2.根据权利要求1所述的短轴小件磁粉检测装置，其特征在于:所述周向磁化电极包括对称设置的第一电级(31)及第二电极(32)，所述第一电级(31)及第二电极(32)均与第一电流发生器(33)电性连接。3.根据权利要求2所述的短轴小件磁粉检测装置，其特征在于:所述第一电级(31)及第二电极(32)均采用金属导体材料制作而成，所述第第一电级(31)及第二电极(32)借助所述夹持组件可实现轴向水平运动及转动。4.根据权利要求3所述的短轴小件磁粉检测装置，其特征在于:所述夹持部件包括用于带动所述周向磁化电极进行转动的旋转组件，以及用于带动所述周向磁化电极进行轴向水平运动的夹持组件； 所述旋转组件包括第一旋转电机(41)及第二旋转电机(42)，所述第一电级(31)与所述第一旋转电机(41)的电机轴固定连接，所述第二电级(32 )与所述第二旋转电机(42 )的电机轴固定连接， 所述夹持组件包括第一滑动块(51)及第二滑动块(52)，所述第一滑动块(51)与所述第一旋转电机(41)固定连接，所述第二滑动块(52)与所述第二旋转电机(42)固定连接，所述第一滑动块(51)及第二滑动块(52)均可活动地设置于活动导轨(55)上。5.根据权利要求4所述的短轴小件磁粉检测装置，其特征在于:所述纵向磁化线圈包括对称设置的第一线圈(61)及第二线圈(62)，所述第一线圈(61)及第二线圈(62)均与第二电流发生器(63)电性连接。6.根据权利要求5所述的短轴小件磁粉检测装置，其特征在于:所述第一线圈(61)及第二线圈(62)的规格相同，所述第一线圈(61)及第二线圈(62)均由导线绕制而成，其内径大于所述夹持部件及周向磁化电极的外径，所述第一线圈(61)及第二线圈(62)借助所述线圈移动部件可实现轴向水平的自由运动。7.根据权利要求6所述的短轴小件磁粉检测装置，其特征在于:所述线圈移动部件包括第三滑动块(53)及第四滑动块(54)，所述第三滑动块(53)与所述第一线圈(61)固定连接，所述第四滑动块(54)与所述第二线圈(62)固定连接，所述第三滑动块(53)及第四滑动块(54)均可活动地设置于所述活动导轨(55)上。8.根据权利要求2所述的短轴小件磁粉检测装置，其特征在于:所述V形承托工装(2)的长度Lo与所述第一电级(31)及第二电极(32)间的最大距离U、以及单次检测的多个所述短轴小件(I)串接后的长度L相匹配，所述V形承托工装(2)的V形边高度H及其V形夹角Θ均与所述短轴小件(I)的直径相匹配。9.根据权利要求2所述的短轴小件磁粉检测装置，其特征在于:还包括至少一个用于在检测过程中向所述短轴小件(I)喷淋磁悬液的喷淋头，所述喷淋头设置于所述第一电级(31)及第二电极(32)中间区域的上方位置。10.一种短轴小件磁粉检测方法，其特征在于，包括如下步骤: S1、复合磁化机构准备步骤，根据所需检测的短轴小件(I)的尺寸制作对应规格的周向磁化电极及纵向磁化线圈，并完成装置的固定安装； S2、V形承托工装准备步骤，根据所需检测的短轴小件(I)的直径、单次检测的多个所述短轴小件(I)串接后的长度L，以及第一电级(31)及第二电极(32)间的最大距离L1，制作对应规格的V形承托工装(2)， 所述单次检测的多个所述短轴小件(I)串接后的长度L应大于所述V形承托工装(2)的长度Lo，且小于所述第一电级(31)及第二电极(32)间的最大距离L1; S3、上料步骤，借助夹持部件将所述第一电级(31)及第二电极(32)分开，并借助线圈移动部件将所述纵向磁化线圈移动至装置轴向水平方向的两端，随后将所述短轴小件(I)逐个串接放置于所述V形承托工装(2)上，串接完成后，将串接好的短轴小件(I)的一侧顶端与所述第一电级(31)的端面接触，并借助所述夹持部件，使所述第一电级(31)及第二电极(32)配合完成所述短轴小件(I)的夹紧； S4、磁悬液喷淋步骤，借助所述夹持部件使所述短轴小件(I)进行周向旋转，喷淋头向所述短轴小件(I)喷洒磁悬液，使所述磁悬液均匀覆盖于所述短轴小件(I)表面； S5、磁化操作步骤，借助所述线圈移动部件将所述纵向磁化线圈移动至所述短轴小件(I)上方，并使所述短轴小件(I)处于所述纵向磁化线圈的中心位置，随后接通第一电流发生器(33)及第二电流发生器(63)，根据所述短轴小件(I)的尺寸确定磁化强度及磁化时间，磁化完成后，再次将所述纵向磁化线圈移动至装置轴向水平方向的两端； S6、磁化观察步骤，借助所述夹持部件使所述短轴小件(I)进行周向旋转，同时观察所述短轴小件(I)的表面磁痕情况，并进行评定； S7、下料步骤，将所述V形承托工装(2)放置于所述短轴小件(I)下方并保持接触，随后再次将所述第一电级(31)及第二电极(32)分开，根据观察结果将已检测的所述短轴小件(I)放置在指定区域内，其中合格的部分进入下一工序，不合格的部分进入废品区。
【文档编号】G01N27/84GK105911135SQ201610211409
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】刘仕远, 圣兆兴, 顾彬, 卢东磊, 曹金龙
【申请人】中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司