АКУСТИЧЕСКИЙ БЛОК (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к устройствам для неразрушающего контроля, в частности к ультразвуковому контролю (УЗК) качества крупногабаритных заготовок, и может быть использована в технологии машиностроения.
Известен акустический блок, содержащий основание, корпус со стаканом и помещенным в нем ультразвуковым преобразователем, охватывающее стакан уплотнение, образующее локальную ванну, и кинематически связывающий корпус с основанием пружинно-шарнирный механизм, включающий жестко связанный с корпусом, охватывающий его фланец, подпружиненный в направлении, перпендикулярном основанию, при этом пружинно-шарнирный механизм выполнен в виде трех жестко закрепленных на основании, параллельных оси корпуса направляющих, перемещаемых по ним трех стержней и конических вкладышей, подпружиненных вдоль оси корпуса и взаимодействующих со сферами, выполненными на свободных концах стержней, а на торце корпуса установлен опорный фланец с равномерно размещенными по его периметру тремя шаровыми опорами (см. авт. свид. СССР №849071 с приоритетом от 31.05.79).
Недостатками акустического блока являются:
- громоздкость и сложность конструкции, что увеличивает краевую неконтролируемую зону;
- заневоленность ультразвукового преобразователя относительно оси блока, что влияет на величину зазора между преобразователем и поверхностью контролируемого изделия;
- невозможность контроля изделия двумя преобразователями одновременно.
Известен также акустический блок, содержащий ультразвуковой преобразователь и подпружиненный рычажный механизм его подвески, выполненный в виде П-образного основания с двумя щечками, соединенных со щечками двух полуосей, закрепленного на полуосях с возможностью поворота стакана с двумя направляющими выступами, закрепленного в стакане с возможностью осевого перемещения подпружиненного полого корпуса с выполненными в нем двумя направляющими каналами с закрепленными в них подпружиненными штоками с шаровыми опорами и двумя опорными роликами, установленными в плоскости симметрии, параллельной щечкам, в ультразвуковом преобразователе выполнены глухие отверстия для размещения в них шаровых опор подпружиненных штоков, дно отверстий расположено ниже центра тяжести преобразователя (см. авт. свид. СССР №1714479 с приоритетом от 24.08.87).
Преимущества описанного акустического блока перед предыдущим аналогом - более простая конструкция, уменьшенные габариты, возможность установки рядом двух блоков параллельно друг другу и уменьшение краевой неконтролируемой зоны.
Имея ряд преимуществ, указанный акустический блок обладает следующими недостатками:
- невозможность УЗК заготовок большой толщины с малой "мертвой" зоной;
- непригодность для использования одновременно двух акустических блоков при контроле заготовок большой толщины с малой "мертвой" зоной;
- вероятность повреждения одного из преобразователей кромкой заготовки в начале контроля и в конце.
Несмотря на приведенные недостатки, указанное техническое решение как наиболее близкий аналог может быть принято в качестве прототипа.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание акустического блока, обеспечивающего получение технического результата, состоящего в:
- обеспечении целостности преобразователей в начале и в конце контроля без изменения конструкции акустического блока в части надежности контакта преобразователей с поверхностью контролируемой заготовки и независимого друг от друга отслеживания преобразователями профиля поверхности;
- обеспечении простоты конструкции подъема и удерживания преобразователя над поверхностью контролируемой заготовки в начале и в конце контроля;
- уменьшение краевой неконтролируемой зоны.
Этот технический результат согласно предлагаемой заявке на полезную модель достигается тем, что акустический блок выполнен в двух вариантах со спусковым механизмом или с подпружиненным фиксатором.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где:
на фиг.1, 2 представлен пример выполнения предлагаемого акустического блока со спусковым механизмом (вариант 1);
на фиг.3, 4 представлен пример выполнения предлагаемого акустического блока с подпружиненным фиксатором (вариант 2).
Акустический блок (вариант 1, см. фиг.1, 2) содержит П-образное основание 1 со щечками 2 и с размещенными в них полуосями 3, прикрепленный к полуосям 3 с возможностью поворота стакан 4, преобразователь 5, жестко соединенную с ним локальную иммерсионную ванну 6, соосно с возможностью перемещения установленный в стакане 4 полый корпус 7 с двумя направляющими выступами 8, двумя внутренними направляющими каналами 9, два подпружиненных штока 10 с шаровыми опорами 11, установленные в направляющих каналах 9 корпуса 7, два опорных ролика 12, соединенные с корпусом 7 и установленные параллельно щечкам 2 в плоскости симметрии основания 1, в иммерсионной ванне 6 со стороны штоков выполнены два глухих отверстия 13 для размещения в них шаровых опор 11 штоков 10, в
стакане 4 выполнены сквозные направляющие пазы 14 для размещения в них направляющих выступов 8 корпуса 7.
Акустический блок содержит также пружину 15, подпружинивающую корпус 7 относительно стакана 4, серьги 16 стакана 4, между которыми размещены сквозные направляющие пазы 14, пружины 17, подпружинивающие штоки 10, выполненные с пазом 18, относительно полого корпуса 7, штифты 19, препятствующие выпадению штоков 10 из направляющих каналов 9, оси 20 опорных роликов 12, гибкую трубку 21 для подвода иммерсионной жидкости в локальную ванну 6, радиочастотный кабель 22 и пьезоэлемент 23.
При этом акустический блок содержит спусковой механизм.
Спусковой механизм содержит цилиндрическую кнопку 24 с ограничительной головкой с пружиной 25, установленную в отверстии 26 стакана 4, с возможностью ввода ее в отверстие 27 корпуса 7 при взведении спускового механизма, подпружиненного пружиной 28 штока 29 с лыской 30 и кулачком 31, закрепленного на стакане 4 направляющей втулкой 32, параллельной оси стакана 4, с возможностью перемещения вдоль оси и вращения вокруг нее.
Акустический блок используется при двойном контроле двумя ультразвуковыми преобразователями, совмещенным и раздельно-совмещенным одновременно и, следовательно, двумя акустическими блоками, установленными параллельно друг другу. При этом первый акустический блок в начале контроля устанавливается на поверхность контролируемого объекта, и его работа описана в прототипе, а второй блок повисает за краем этой поверхности. Такая установка акустических блоков обеспечивает полный контроль изделия обоими преобразователями.
Акустический блок со спусковым механизмом работает следующим образом.
Перед началом контроля корпус 7 до упора вводят в стакан 4 вдоль оси, при этом преобразователь 5 поднимается выше поверхности контролируемого изделия 33, поворачивают кулачок 31 так, чтобы он установился под углом 15-20° к оси акустического блока, как показано на фиг.2. Лыска 30 повернется
почти на 90°, прижмет кнопку 24, и та войдет в отверстие 27 корпуса 7. При контроле акустический блок после каждого оборота контролируемого изделия смещается на шаг от края по его образующей, а кулачок 31 приближается к кромке изделия 33. В какой-то момент кулачок 31 коснется кромки и начнет поворачиваться. Как только кулачок 31 развернется так, что лыска 30 штока 29 станет перпендикулярной оси кнопки 24, она под действием пружины 25 выйдет из отверстия 27 корпуса 7. Корпус 7 с преобразователем 5 под действием пружины 15 опустится на поверхность контролируемого изделия 37, а шток 29 с кулачком 31 под действием пружины 28 поднимется вверх по втулке 32. В результате корпус 7 установится роликами 12 на поверхность изделия 33, подпружиненными штоками 10 прижмет к ней преобразователь 5, а кулачок 31, поднятый штоком 29, окажется выше поверхности контролируемого изделия 33 и не будет мешать дальнейшему контролю. Преобразователь 5 акустического блока начинает контролировать изделие. По гибкой трубке 21 в зону контроля подается иммерсионная жидкость.
При наличии подъема или спуска на поверхность контролируемого изделия 33 П-образное основание 1 не меняет своего вертикального положения, но происходит поворот стакана 4 в полуосях 3, закрепленных в щечках 2 и перемещение корпуса 7 в стакане 4 за счет сжатия пружины 15, а штоки 10, удерживаемые штифтами 19 и подпружиненные пружинами 17 поджимают преобразователь 5 к поверхности изделия 33. В результате преобразователь 5 отслеживает неровности поверхности изделия. От выпадения штоки 10 удерживаются штифтами 19.
Акустический блок (вариант 2, см. фиг.3, 4) имеет такую же конструкцию, что и акустический блок фиг.1, 2 с позиции 1 до позиции 24 и отличается наличием подпружиненного фиксатора.
Фиксатор содержит цилиндрическую кнопку 34 с ограничительной головкой, установленную в отверстии 35 стакана 4 с возможностью ввода ее в отверстие 36 корпуса 7, пружины 37, жестко прикрепленной одним концом на поверхности стакана 4, а другим на торце кнопки 34.
Работа акустического блока фиг.3, 4 аналогична работе акустического блока фиг.1, 2 и отличается тем, что при завершении контроля, когда акустический блок фиг.3, 4 подходит к противоположному краю контролируемого изделия, его корпус 7 вводят в стакан 4 вдоль оси, при этом преобразователь 5 поднимается выше поверхности контролируемого изделия 33. Как только отверстие 35 стакана 4 совместится с отверстием 36 полого корпуса 7, кнопка 34 с ограничительной головкой под действием пружины 37 войдет в отверстие 35 стакана 4. В результате корпус 7 займет верхнее положение и преобразователь 5, удерживаемый штоками 10, поднимется над поверхностью контролируемого изделия, что исключает его повреждение о край поверхности при дальнейшем контроле изделия другим преобразователем (см. фиг.1, 2) до этого края.
Таким образом, варианты 1 и 2 акустического блока предназначены для совместной работы и позволяют осуществлять двойной контроль качества изделия на большую глубину с малой "ближней" и "краевой" неконтролируемыми зонами, и обеспечивают предохранение УЗ-преобразователей от повреждения о кромку изделия в начале и в конце его контроля.