設(shè)計(jì)制造的磁粉探傷機(jī)執(zhí)行《JB/T8290-2011磁粉探傷機(jī)》標(biāo)準(zhǔn)

本技術(shù)方案適用于環(huán)形件表面及近表面的熒光磁粉探傷。

環(huán)形件的缺陷主要是材料和鍛造、熱處理及切削加工產(chǎn)生的，主要有折疊、夾雜、鍛造裂紋、熱處理裂紋和磨削裂紋等。一些鑄造毛坯的還可能有鑄造缺陷，如縮孔、疏松、夾雜、鑄造裂紋等。缺陷方向大多不固定，因此在環(huán)形件全表面的各個(gè)方向上都需要進(jìn)行探傷檢查。

通常把中心有孔的零件稱做環(huán)形件，在以下描述中亦把環(huán)形件稱做環(huán)型件。

一、對探傷機(jī)設(shè)計(jì)要求如下:

1.1采用濕法連續(xù)法復(fù)合磁化磁粉探傷工藝，對環(huán)形件一次性整體探傷；環(huán)形件的檢測范圍：外徑250-800mm，內(nèi)徑100-650mm。

1.2用30/100A₁型試片粘貼在零件表面，探傷后以所有刻痕清晰顯示驗(yàn)證探傷機(jī)的綜合靈敏度為合格；

1.3采用熒光磁粉探傷工藝，距零件表面380mm處的紫外線照度不低于4000uW/cm²；

1.4采用可編程控制器對設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行手動(dòng)控制或自動(dòng)控制；

1.5退磁后使零件上的剩磁小于0.2mT；

1.6在磁化和噴淋磁懸液以及檢查缺陷時(shí)應(yīng)使零件自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，零件轉(zhuǎn)速可調(diào)0-3r/min。

1.7考慮到零件的特定型狀，結(jié)合上述要求進(jìn)行具體分析，現(xiàn)做技術(shù)方案如下。

二、磁化方法的設(shè)計(jì):

2.1、環(huán)形件的周向磁化:

在工件中通過的磁棒中通過電流，工件表面和近表面就會產(chǎn)生沿圓周方向的磁場，用于檢測沿工件軸向缺陷；由于工件是環(huán)形件，本機(jī)采用閉路磁軛，閉路磁軛線圈產(chǎn)生的磁場沿閉路磁軛運(yùn)行，通過磁棒從工件中心通過，就會在工件中產(chǎn)生一個(gè)沿工件周向的二次感應(yīng)電流，此電流產(chǎn)生的磁場就可檢測工件的周向裂紋。當(dāng)兩種磁場同時(shí)施加于工件時(shí)，因周、縱向磁化電流具有一定的相位差，在工件表面可形成復(fù)合旋轉(zhuǎn)磁場，可一次性發(fā)現(xiàn)表面近表面所有方向的缺陷。

該機(jī)周向磁化采用穿棒感應(yīng)法、縱向磁化采用閉路磁軛二次感應(yīng)法，對工件進(jìn)行復(fù)合磁化，由于閉路磁軛有磁場集中，與開路相比磁磁場損失小，因此，產(chǎn)生的二次感應(yīng)電流大，磁場強(qiáng)度就相應(yīng)增大，更為重要的是用閉路磁軛，對工件的內(nèi)孔和端面的磁化效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于開路磁軛的探傷方法，且剩磁穩(wěn)定度好。

2.2、環(huán)形件的縱向磁化:

縱向磁化就是在零件表面建立縱向磁場，檢測零件周向不連續(xù)（缺陷）的磁化。

該方案采用感應(yīng)電流法（亦稱磁通貫通法）的磁化方式。

所謂感應(yīng)電流法，就是把高導(dǎo)磁率的疊層硅鋼片鐵芯（上節(jié)所述的組合體）穿過環(huán)形件的中心孔后和U形電磁軛構(gòu)成閉合磁回路。把環(huán)型零件等效成閉合磁路中的一匝“閉合導(dǎo)體”，當(dāng)對電磁軛線圈通電時(shí)，環(huán)型零件里面的磁通量便發(fā)生變化，從而在環(huán)形件中感生出電流來進(jìn)行磁化。零件磁化電流的大小根據(jù)零件截面圍長折合等效直徑確定，計(jì)算電磁軛的磁動(dòng)勢約8400AT（計(jì)算過程從略）。留有一定的余量，取12000AT設(shè)計(jì)。

磁化電流的測量取自一次側(cè)電流經(jīng)換算得到。磁化電流從零到值連續(xù)可調(diào)。合適的磁化電流于現(xiàn)場調(diào)試時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)試片貼在零件表面進(jìn)行調(diào)定。

2.3工藝流程

將工件吊裝至主機(jī)工件專用托架上，調(diào)節(jié)托架托輪機(jī)構(gòu)高度，放置好工件，并調(diào)整磁化頭中心高，保證工件與夾緊芯棒中心一致.

自動(dòng)程序：上料→定位→1穿棒→2噴灑→3磁化→4噴灑停→5旋轉(zhuǎn)觀察[以上1－5動(dòng)作可重復(fù)進(jìn)行直到工件磁化結(jié)束]→退磁→退棒→下料

三、設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)：

3.1、磁化方式：周向、縱向、復(fù)合三種磁化方式；

3.2、周向磁化電流：AC 0-12000A有效值，連續(xù)可調(diào)，帶斷電相位控制；

3.3、縱向磁化磁勢：AC 0-24000AT有效值，連續(xù)可調(diào)，帶斷電相位控制；

3.4、周向退磁電流：AC 12000-0A有效值，連續(xù)可調(diào)；

3.5、縱向退磁磁勢：AC 24000-0AT有效值，連續(xù)可調(diào)；

3.6、退磁方式：自動(dòng)衰減式；

3.7、退磁效果：≤0.2mT；

3.8、電極間距：0-400mm可調(diào)；

3.9、暫載率：≥30%；

3.10、夾持方式：氣動(dòng)夾緊；

3.11、運(yùn)行方式：手動(dòng)/自動(dòng)；

3.12、探傷靈敏度：30/100A₁型試片清晰顯示；

3.13、探傷節(jié)拍：約12秒/件(觀察及評判時(shí)間除外，探傷時(shí)間和工藝過程可根據(jù)需方實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整)；

3.14、電源：三相四線 380V±5% 50Hz；

3.15、外形尺寸： 3100mm (L)×2200mm (W)×1800mm (H)（含噴淋架高度）；

3.16、壓縮空氣： 0.4～0.6MPa；

3.17、使用環(huán)境：溫度-5℃+45℃，相對濕度≤80%，無腐蝕氣體、粉塵及中高頻干擾；

3.18、重量：約2400Kg。

四、磁化主電源及控制方式:

本機(jī)采用三相工頻交流電輸入，周向磁場發(fā)生器和縱向磁場發(fā)生器分別接在三相交流電不同相位的任意兩相上，由矢量分析可知，建立的兩相磁場隨時(shí)間和相位的變化將在環(huán)形件表面建立一橢圓型旋轉(zhuǎn)磁場，可保證合成磁場方向時(shí)刻均與各種取向的缺陷垂直，一次性磁化整個(gè)零件，檢查出環(huán)形件、全表面缺陷。

主電路主要由周向磁場發(fā)生器和縱向磁場發(fā)生器為核心的兩套電路組成。電源為380V三相交流電，周向和縱向磁化電流的調(diào)整，分別由兩組KP系列可控硅完成，改變串接在主變壓器初級回路中的可控硅的導(dǎo)通角即可改變主變壓器初級的電壓幅值，從而改變變壓器次級輸出電壓的幅值，達(dá)到調(diào)整磁化電流大小的目的。采用可控硅移相觸發(fā)技術(shù)，使該電路具有移相范圍寬，鋸齒波線性好，控制方式簡單，有失效保護(hù)，觸發(fā)輸出電流大，脈沖寬度可調(diào)等一系列特點(diǎn)。

電氣控制系統(tǒng)主要由以下部份組成：控制電路、氣動(dòng)控制系統(tǒng)、電機(jī)控制系統(tǒng)、磁化控制系統(tǒng)及其他的附屬器件（接近開關(guān)、繼電器、傳感器、互感器、電流表等）。電系統(tǒng)由工件轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、尾架調(diào)節(jié)電機(jī)和噴液電機(jī)等夠成，氣系統(tǒng)主要由多組氣缸組成，主要為噴磁懸液機(jī)構(gòu)、工件旋轉(zhuǎn)及電磁組合體開合等動(dòng)作服務(wù)，由PLC通過控制各種電磁閥進(jìn)行控制，由氣缸完成具體動(dòng)作。退磁采用的衰減式退磁，退磁后剩磁量不大于0.2mT。

本設(shè)備采用進(jìn)口PLC控制設(shè)備運(yùn)行，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)均有保護(hù)裝置，出現(xiàn)意外時(shí)，不易損壞其它部件。系統(tǒng)的控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間均采用了電氣隔離，使系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力。

五、主要結(jié)構(gòu):

5.1、機(jī)械部分

左右電極箱采用立式導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，通過電機(jī)調(diào)節(jié)高度，實(shí)現(xiàn)大型工件的高度對中，通過小型工件托架與大型工件導(dǎo)軌調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)從250-850mm所有工件的對中調(diào)節(jié)。

采用立式結(jié)構(gòu)，機(jī)電分體型設(shè)計(jì)，可開合暗房。

中心導(dǎo)體采用70的導(dǎo)磁棒（適用于500以內(nèi)的工件一次磁化，500-800mm的采用分段磁化），托架旋轉(zhuǎn)方便觀察。

回轉(zhuǎn)支承吊裝在滾輪支架上，通過電動(dòng)調(diào)節(jié)滾輪支架的行程實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)工件中心高使磁化均勻，通過支撐輪實(shí)現(xiàn)工件大小的支撐固定。

5.2、電氣部分

整機(jī)的晶閘管及其移相觸發(fā)電路、可編程序控制器、電源及電機(jī)保護(hù)電路和進(jìn)線接線端子均裝設(shè)于電控板上；指示燈、指示磁化參數(shù)的儀表、磁化類型選擇開關(guān)、磁化電流調(diào)節(jié)旋鈕、工作模式轉(zhuǎn)換開關(guān)、電源開關(guān)均裝設(shè)于電控部分上方的操作面板上。

在操作者面前的機(jī)床邊也裝設(shè)床邊操作盒，啟動(dòng)按鈕、輪餅旋轉(zhuǎn)檢查時(shí)的正反轉(zhuǎn)及點(diǎn)動(dòng)按鈕、故障急停按鈕均設(shè)置在其上。

5.3觸摸屏人機(jī)界面控制顯示器采用中國臺灣威倫公司產(chǎn)品，

觸摸屏畫面設(shè)計(jì)：進(jìn)入操作界面，顯示“電流設(shè)定”、 “退磁時(shí)間”、“退磁”、“磁化時(shí)間”等操作鍵盤。

該系統(tǒng)控制更為科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，控制精度更高，效果更加穩(wěn)定、可靠。

磁化電流可預(yù)置，預(yù)選值與實(shí)際通過電流值誤差≤±5%。

磁化時(shí)間0.5-5S可設(shè)定。

六、磁懸液的循環(huán)和噴淋:

為使磁懸液方便配置及定期更換，磁懸液的貯箱、液泵電機(jī)設(shè)計(jì)成獨(dú)立單元置于機(jī)床外側(cè)，調(diào)整總流量的閥門亦裝于其上。

磁懸液噴灑及回收系統(tǒng)由積液斗、儲液箱、噴液泵、攪拌泵、管道、噴淋頭、濾網(wǎng)等部分組成，對工件進(jìn)行噴淋、積液、濾清、回收以便循環(huán)使用。噴淋頭安裝在床身的前側(cè)，自上而下對工件進(jìn)行噴淋，每路噴淋頭均設(shè)有調(diào)節(jié)閥，保證工件充分濕潤而液體不飛濺。攪拌泵電機(jī)使磁懸液中的磁粉充分懸浮防止磁粉沉結(jié)，同時(shí)亦用于床身右端的手動(dòng)噴槍的噴淋，手動(dòng)噴淋由軟管接出，便于手動(dòng)操作。配備兩道過濾裝置，可防止污染，確保磁懸液的潔凈；承載磁懸液的容器和積液斗均為奧氏體不銹鋼材料，其容積約為60升。

七、暗房（含紫外燈系統(tǒng)）

本機(jī)暗房采用方管焊接骨架、墻面為阻燃泡沫充填的雙層彩鋼板，彩鋼板顏色為銀灰色；為方便工件的吊裝，暗房頂部為氣動(dòng)開合結(jié)構(gòu)，打開寬度達(dá)2000mm。暗房頂部四角配置鋼制吊環(huán)，暗房可整體吊移。暗房頂部(未開合部分)裝排風(fēng)扇。儀器距離暗房左右側(cè)及后側(cè)預(yù)留1m空間，前方預(yù)留1.5m空間方便人員進(jìn)出觀察，右側(cè)開設(shè)安全門，門的開合方向向外，方便操作人員進(jìn)出。

本設(shè)備配置波長365nm手持式紫外燈一只，用于檢查工件缺陷。距零件表面380mm處的紫外線照度不低于6000uW/cm²。

主機(jī)和電控柜均放置在暗房內(nèi)，均便于維修操作；磁懸液箱放置在暗房外，便于更換磁懸液。

八、其他設(shè)計(jì)：

8.1、磁化電流表采用0.5級真有效值顯示，并配置標(biāo)準(zhǔn)互感器，電流顯示精度高、準(zhǔn)確可靠；

8.2、設(shè)備具有超溫溫聲光報(bào)警指示功能；

8.3、設(shè)備配置專用腳踏開關(guān)，自動(dòng)時(shí)，設(shè)計(jì)為自動(dòng)程序啟動(dòng)功能。手動(dòng)時(shí)，設(shè)計(jì)為磁化功能；

8.4、設(shè)備的床身端子箱設(shè)計(jì)在外部，電器控制防護(hù)等級符合國家要求；

8.5、采用專用夾具，保證工件的裝卡安全、穩(wěn)定、可靠，可進(jìn)行有效的探傷檢查。

九、技術(shù)資料：

9.1、設(shè)備使用說明書（包括電氣原理圖、程序時(shí)序圖、電子元?dú)饧敿?xì)清單等，并要求蓋有單位公章及人員簽名）兩份；

9.2、設(shè)備的易損件和標(biāo)準(zhǔn)件清單和相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖；

9.3、設(shè)備自制件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和參數(shù)；

9.4、產(chǎn)品質(zhì)量合格證明書一份。

十、質(zhì)量保證及售后服務(wù)

質(zhì)保期為：從設(shè)備最終驗(yàn)收合格日起12個(gè)月（其中可編程控制器保24個(gè)月）。質(zhì)保期內(nèi)被免費(fèi)更換的零部件的質(zhì)量保證期為更換之日起12個(gè)月。

無論是在保修期內(nèi)還是超過保修期后，維修與更換缺陷部件的期限為：接到用戶故障信息后應(yīng)24小時(shí)內(nèi)響應(yīng)，3個(gè)工作日內(nèi)排除故障并交付使用。

設(shè)備所有原器件及原材料的購進(jìn)，都是通過嚴(yán)格篩選和認(rèn)證的，保證是正規(guī)廠家生產(chǎn)。所有自制件均采用合格材料，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求制造。

供方負(fù)責(zé)對設(shè)備整體安裝調(diào)試直至符合使用要求，免費(fèi)培訓(xùn)兩天，保修期內(nèi)免費(fèi)維修，保修期外的維修只象征性的收取成本費(fèi)，并提供技術(shù)指導(dǎo)！

十一、主要電器元件配套明細(xì)表

2.隨機(jī)附件（詳見下面清單）：