ПРИБОР ВИЗУАЛЬНОГО ВЫЯВЛЕНИЯ СКРЫТЫХ ДЕФЕКТОВ

Область техники
Предлагаемая полезная модель предназначена для освещения и визуализации изображения внутренних полостей и труднодоступных поверхностей ответственных деталей тележки грузового вагона, в первую очередь боковых рам, надрессорных балок, корпусов автосцепки.
Предлагаемый прибор выявления скрытых дефектов может быть применен в практике работы эксплуатационных вагонных депо, при осмотре вагонов осмотрщиками, а также на ремонтных предприятиях, осуществляющих капитальный и деповский ремонт, а также для обзора внутреннего или труднодоступного пространства технических объектов (машин, двигателей, трубопроводов и др.) и помещений, которые не могут быть осмотрены снаружи.
Уровень техники
Из уровня техники известен автоколлимационный эндоскоп (см. RU 2294552 С2, кл. G02B 23/24, публ. 10.08.2006). Известное изобретение относится к неразрушающему контролю с помощью визуально-оптических и/или телевизионных средств и может быть использовано для контроля внутренних полостей различных изделий в оборонной, авиакосмической технике, а также в других отраслях машиностроения.
В эндоскоп дополнительно введен внешний корпус, выполненный в виде тонкостенной трубки, на внешней поверхности которой вдоль ее образующей нанесена линейная шкала. Внутри трубки расположен корпус эндоскопа с возможностью его линейного перемещения вдоль нее с помощью микрометрического механизма с индикатором перемещений. Индикатор перемещений установлен на трубке внешнего корпуса. На торце внешнего
корпуса под углом 45° к оптической оси эндоскопа установлено плоское зеркало.
Известное изобретение позволяет измерить глубину дефектов на боковых поверхностях полостей, в которые вводится эндоскоп.
Недостаток известного решения - ограниченное функциональное применение, так как при помощи данного средства затруднительно производить осмотр и измерения труднодоступных полостей и пространств, в частности внутренних полостей двигателей, коробок передач, внутренних поверхностей литых деталей тележки грузовых вагонов и др., в виду того, что известный эндоскоп имеет возможность только линейного перемещения относительно фланца, закрепляемого на внешнем корпусе эндоскопа стопором.
Кроме того, известный эндоскоп имеет сложную конструкцию вследствие большого количества мелкогабаритных деталей, и не удобен в эксплуатации, т.к. требует дополнительного времени для подготовки его к работе, а именно предварительно необходимо установить крепежный фланец, который крепится к измеряемому объекту посредством специальных устройств, и только после указанных подготовительных операций приступают непосредственно к измерениям, что в свою очередь приводит к увеличению времени при эксплуатации.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является эндоскоп (см. SU 1296988 А1, кл. G02B 23/26, публ. 15.03.1987). Известное изобретение относится к приборам для наблюдения внутренней поверхности полых тел, например труб, с использованием световодов. Эндоскоп содержит гибкий корпус, внутри которого установлены объектив, окуляр, световод и центрирующие втулки, установленные снаружи корпуса вблизи дистального конца. Объектив выполнен широкоугольным, световод подсветки выполнен кольцевым с конусообразным раструбом на дистальном конце, втулки выполнены съемными и установлены с возможностью изменения расстояния между ними.
Известное изобретение упрощает эксплуатацию при осмотре труднодоступных полостей.
Из недостатков известного технического решения можно отметить невысокий срок службы эндоскопа, т.к. при взаимодействии гибкого корпуса с металлическими деталями осматриваемых объектов существует вероятность его быстрого износа.
Раскрытие полезной модели
Задачей настоящей полезной модели является расширение функциональных возможностей, повышение срока службы устройства и безопасности использования.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является получение доступа для осмотра труднодоступных поверхностей деталей, выявление скрытых поверхностных дефектов, повышение достоверности контроля в эксплуатации, повышение качества технического обслуживания и повышение уровня безопасности движения железнодорожного транспорта.
Указанная задача решается тем, что прибор визуального выявления скрытых дефектов во внутренних полостях и труднодоступных поверхностях технических объектов, включающий корпус с гибкой рабочей частью и световод, согласно полезной модели, гибкая рабочая часть корпуса обернута в защитную многослойную оболочку и снабжена управляемым участком с головкой и размещенной в ней объективом прямого наблюдения, управляемый участок выполнен с возможностью поворота в двух взаимоперпендикулярных плоскостях, причем жесткость оболочки управляемого участка гибкой рабочей части выполнена меньшей, чем жесткость остальной оболочки гибкой рабочей части, корпус снабжен рычагами управления, выполненными с возможностью обеспечения поворота указанного управляемого участка, а световод прикреплен к корпусу.
Целесообразно если корпус будет снабжен коннектором заземления.
По одному из вариантов выполнения полезной модели корпус может быть снабжен защитной гайкой.
Световод может быть выполнен гибким.
Верхний слой многослойной оболочки гибкой рабочей части может быть выполнен металлическим.
В частном варианте исполнения полезной модели в качестве металлической облочки применяют оболочку выполненную из вольфрама.
Отличительными признаками предлагаемой полезной модели является то, что гибкая рабочая часть корпуса обернута в защитную многослойную оболочку и снабжена управляемым участком с головкой и размещенной в ней объективом прямого наблюдения, управляемый участок выполнен с возможностью поворота в двух взаимоперпендикулярных плоскостях, причем жесткость оболочки управляемого участка гибкой рабочей части выполнена меньшей, чем жесткость остальной оболочки гибкой рабочей части, корпус снабжен рычагами управления, выполненными с возможностью обеспечения поворота указанного управляемого участка, а световод прикреплен к корпусу.
Выполнение гибкой рабочей части, обернутой в защитную многослойную оболочку, обеспечивает повышение ее износостойкости при взаимодействии металлическими деталями осматриваемых объектов и тем самым способствует увеличению срока службы предлагаемого прибора.
Выполнение верхнего слоя оболочки металлическим, в частности вольфрамовым, в свою очередь усиливает износостойкость и тем самым продливает срок службы предлагаемого прибора.
Возможность поворота управляемого участка в двух взаимоперпендикулярных плоскостях существенно упрощает прохождение каких-либо изгибов осматриваемых объектов. Минимальный размер прямого отверстия (полости) для ввода рабочей части должен быть равным или более 8 мм. Геометрические параметры канала, имеющего изгибы, должны
обеспечивать свободное прохождение рабочей части с диаметром 8 мм с головкой длиной 20 мм.
Рычаги управления, выполненные на корпусе, предназначены для поворота (загиба) управляемого участка гибкой рабочей части с головкой.
Выполнение жесткости оболочки управляемого участка гибкой рабочей части меньшей, чем жесткость остальной оболочки гибкой рабочей части позволяет осуществлять поворот управляемого участка в двух взаимоперпендикулярных плоскостях. Возможность поворота (загиба) управляемого участка при его вводе во внутреннюю полость или труднодоступную поверхность технических объектов существенно упрощает прохождение изгибов.
Выполнение световода гибким, повышает функциональное применение предлагаемого прибора.
Коннектор заземления, расположенный на корпусе прибора, позволяет заземлить его непосредственно на осматриваемый объект (например, на боковую раму), тем самым, повышая безопасность использования.
Гибкая рабочая часть может быть введена в трубу или полость, а также размещена при помощи специальной оснастки в удобном для наблюдателя месте в пределах длины рабочей части. В последнем случае для предопределения положения рабочей части в пространстве могут быть использованы пустотелые направляющие (прямые или изогнутые трубы, или другая оснастка), в которых размещается рабочая часть. Для закрепления рабочей части в используемой оснастке необходимо отвинтить и снять защитную гайку.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 - показана структурная схема прибора визуального выявления скрытых дефектов во внутренних полостях и труднодоступных поверхностях технических объектов;
На фиг.2 - показана схема управления рычагов управления для перемещения управляемого участка рабочей части с головкой.
Прибор визуального выявления скрытых дефектов во внутренних полостях и труднодоступных поверхностях технических объектов содержит корпус 1, гибкую рабочую часть 2 с защитной металлической оболочкой 3, управляемый участок 4, головку 5 с объективом прямого наблюдения, коннектор заземления 6, рычаги управления управляемым участком рабочей части 7 и 8, световод 9, кабель коммутационный 10, защитную гайку 11, разъем 12 коммутационного кабеля, адаптер 13 и ручку штекера 14 световода.
Осуществление полезной модели
Перед контролем должна быть проведена предварительная подготовка осматриваемой конструкции к обследованию, т.е. заблаговременно на заводах или в условиях депо должны быть подготовлены рабочие пространственные каналы, установлены защитные устройства (кожухи, пробки и т.д.).
При отсутствии в конструкции необходимых входных отверстий они должны быть выполнены в местах наиболее удобных для контроля деталей.
Прибор визуального выявления скрытых дефектов, оснастку (в случае необходимости) размещают в зоне предполагаемого обследования.
Коммутационный кабель 10 подключают разъемом 12 к прибору, видеомонитору и к блоку питания (на черт. не показаны).
Проверяют состояние оптической поверхности головки 5 управляемого участка 4. Подключают осветитель 9 к прибору.
При необходимости подсоединяют шнур заземления к коннектору заземления 6, а с другой стороны к корпусу осматриваемого объекта.
Далее настраивают оптическую систему. Устанавливают на предполагаемом рабочем расстоянии перед головкой 5 управляемой части (перед объективом) тест объект. В качестве тест объекта может быть использован любой предмет. Предпочтительно, чтобы материал и фактура тест-объекта соответствовали материалу и фактуре обследуемого объекта.
Затем вводят рабочую часть 2 в обследуемое пространство или закрепляют рабочую часть 5 в используемой оснастке (штанге), предварительно отвинтив и сняв защитную гайку 11.
Манипулируя рычагами управления 7 и 8, проводят обследование пространства (фиг.2).
Привод управляемого участка 4 гибкой рабочей части 2 эндоскопа осуществляется с помощью тросовых передач от двух рычагов управления 7 и 8, осуществляющих поворот головки поочередно в двух взаимоперпендикулярных плоскостях.
При повороте рычага 8 управляемый участок 4, в начальный момент, находящийся в горизонтальном положении, перемещается в вертикальной плоскости. При повороте рычага 7 управляемый участок 4 перемещается в горизонтальной плоскости. Направление загиба в каждой плоскости зависит от направления поворота рычагов управления. При повороте рычагов 7 и 8 в направлениях стрелок, указанных на корпусе 1, управляемый участок 4 перемещается (загибается) в соответствующих плоскостях в направлениях: О - вверх, D - вниз, L - влево, R - вправо. На черт.1, 2 рычаги управления находятся в "нейтральном положении", соответствующем распрямленной управляемой части. Фиксирование выбранного положения (загиба) управляемого участка 4 с головкой 5 осуществляется автоматически после отпускания рычага (рычагов управления) 7, 8.
Кабель коммутационный 10 для видеомонитора (на черт. не показан) используют для передачи видеосигнала от прибора к видеомонитору, а также для подвода напряжения питания 12 В от блока питания (на черт. не показан) к прибору.
После завершения осмотра рычаги управления 7, 8 переводят в "нейтральное положение" и извлекают рабочую часть 2 прибора.
Предлагаемый прибор визуального выявления скрытых дефектов во внутренних полостях и труднодоступных поверхностях технических объектов обеспечивает расширение функциональных возможностей при
эксплуатации, обеспечивает удобство эксплуатации, повышает срок службы и безопасность использования.