УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМАГНИЧИВАНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОБЪЕКТОВ

Полезная модель относится к области неразрушающего контроля магнитными методами, отраслям техники, где крупногабаритные детали могут подвергаться намагничиванию: при транспортировке по цеху с помощью магнитного крана, при шлифовании на магнитной плите, после контроля магнитными методами. Как правило, требуется размагничивание деталей до определенного уровня остаточной намагниченности.
Возникла задача размагничивания колец подшипников диаметром более 2200 мм сечением до 200×200 мм в сборе с роликами, сепаратором и другими деталями, намагниченных в процессе изготовления по всему сечению. Время размагничивания должно быть минимальным. Оказалось, что средства для решения такой задачи не созданы.
Известно устройство и способ его реализации по патенту №2027237 (Н01F 13/00, G01N 27/20) (см. приложение). Для размагничивания предусмотрена система многовитковых катушек. Такая система не позволяет размагничивать кольца большого диаметра, так как большая часть магнитодвижущей силы катушек должна расходоваться на проведение магнитного потока по воздуху, в размагничивающем объекте будет недостаточная напряженность поля, то есть будет проявляться значительное действие размагничивающего фактора (см. приложение - книга «Магнитопорошковая дефектоскопия деталей и узлов»).
Известно устройство по патенту №2157014 (Н01F 13/00) (см. приложение). В устройстве реализации по патенту предусмотрено для размагничивания использовать переменное поле, которое вследствие скин-эффекта проникает в метал на небольшую глубину, поэтому внутренние слои детали не могут быть размагничены.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство по изобретению к авторскому свидетельству №161426 (см. приложение). В устройстве предусмотрена размагничивающая катушка, питаемая переменным током. Регулирование тока осуществляется автотрансформатором. Это устройство не позволит размагничивание колец. большого сечения, так как поле переменного тока частотой 50 Гц проникает в ферромагнитный материал на 2,5 мм.
Кроме этого, на перемагничивание массивной детали требуется определенное время (из-за магнитной вязкости, индуцированных токов, возникающих при перемагничивании, значительной индуктивной нагрузки магнитных цепей и объекта контроля). Этот фактор в известных устройствах не учитывается.
Предлагается устройство, не имеющее указанных недостатков. Задачей предлагаемого устройства является создание устройства, позволяющее размагничивать крупногабаритные объекты, например, массивные кольца подшипников диаметром более 2200 мм, сечением до 200×200 мм, в том числе в сборе, намагниченные по всему сечению.
Эта задача в предлагаемом устройстве решается путем воздействия на размагничиваемый объект магнитным полем выпрямленного двухполупериодного тока, который периодически изменяется по направлению в размагничивающем соленоиде и одновременно уменьшается до нуля.
На фиг.1 показана схема предлагаемого устройства, на которой обозначено: 1 - разъем для подключения питания от промышленной электросети ~220 В; ТК - тиристорный ключ; Т1 и Т2 - силовые тиристоры; AT - силовой автотрансформатор; Тр - силовой трансформатор; В - выпрямитель; БК1 - 1-ый блок переключающих контакторов; БК2 - 2-ой блок переключающих контакторов; Р - силовой рубильник; OK1 - обмотка 1-го блока переключающих контакторов; ОК2 - обмотка 2-го блока переключающих контакторов; 2-разъем для подключения размагничивающего кабеля; НК - размагничивающий кабель; С - соленоид; ОР - размагничиваемый объект; Пр - программное устройство; ВП - выключатель программного устройства; Д - движок автотрансформатора.
На фиг.2 показаны временные осциллограммы работы блоков предлагаемого устройства.
а) тиристорного ключа ТК. I - ток через тиристорный колюч;
б) 1 - включенное 1, 0 - выключенное состояние 1-го блока контакторов;
в) 1 - включенное 1, 0 - выключенное состояние 2-го блока контакторов;
4.I - ток в соленоиде, образованным размагничивающим кабелем НК,
τ - постоянная времени соленоида, расположенного на объекте размагничивания, t - время, τт - длительность протекания тока; τп - длительность паузы.
Устройство содержит элементы и блоки, перечисленные на фиг.1, которые предназначены:
- ТК - тиристорный ключ предназначен для включения и выключения напряжения сети по программе «Ток-Пауза», подаваемого на автотрансформатор AT.
- AT - автотрансформатор предназначен для регулирования тока, в том числе, от максимального значения до нуля путем передвижения движка Д вручную или с помощью электропривода или другим способом.
- Тр - силовой трансформатор для получения во вторичной его обмотке тока большой силы.
- В - выпрямитель для получения выпрямленного тока силой 6000-7000 А, подаваемого через переключающие контакторы БК1 и БК2 на соленоид.
- БК1, БК2 - блоки переключающих контакторов предназначены для изменения направления выпрямленного тока в соленоиде С.
- OK1, ОК2 - обмотки контакторов, на которые поступают сигналы от программного устройства Пр для переключения переключающих контакторов. Это переключение контакторов происходит в течение «Паузы», когда тиристорный ключ закрыт.
- Р - рубильник предназначен для подключения к соленоиду выпрямленного или переменного тока.
Иногда на выступах, галтельных переходах и др. объекта размагничивания возникают магнитостатические заряды, которые хорошо снимаются переменным полем. Поэтому предусмотрена возможность воздействия на объект размагничивания переменным полем.
- С - соленоид, образуется наматыванием 5-6 витков кабеля на размагничиваемый объект. Максимальный ток, пропускаемый по соленоиду составляет 6000-7000 А.
- Пр - программное устройство собрано на стандартных электронных элементах. Программное устройство после его включения выключателем ВП выдает сигналы на тиристорный ключ и на обмотки контакторов, обеспечивая их работу в соответствии с графиками, показанными на фиг.2.
Работа предлагаемого устройства состоит в следующем.
1. Движок Д автотрансформатора AT устанавливают на максимальное значение напряжения на выходе автотрансформатора.
2. Рубильник Р устанавливают на выпрямленный ток
3. Наматывают на размагничиваемое кольцо 5-6 витков гибкого кабеля, концы которого с наконечниками подсоединяют к устройству размагничивания.
4. Включают выключателем ВП программное устройство Пр.
5. В течение 40-50 с движок Д плавно передвигают к нулевому положению.
5. Выключают программное устройство.
Изготовлен образец предлагаемого устройства размагничивания со следующими данными:
- Потребляемая мощность 20 кВА.
- Максимальный ток размагничивания 7000 А.
2
- Размагничивающее устройство - гибкий кабель сечением 150 мм.
- Длительность «Паузы» 1,5 с. длительность «Тока» 2 с.
- Длительность цикла размагничивания до 50 с.
- Достигнутый уровень размагниченности 0,5…1,5 А/см, что является допустимым значением.
Работа устройства проверена при размагничивании колец диаметром более 2000 мм. Достигнут допустимый уровень размагниченности.
Таким образом, приведенная и обоснованная совокупность признаков предлагаемого устройства является необходимой и достаточной для получения положительного эффекта размагничивания крупногабаритных объектов в виде колец или других форм.