阅读说明：本技术 一种叶片榫头磁粉检测装置 (Blade tenon magnetic particle testing device ) 是由 毕波 陈龙 李凌 张集 周先火 刘素平 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种叶片榫头磁粉检测装置,属于无损检测领域。一种叶片榫头磁粉检测装置,包括：检测台、第一磁芯、第二磁芯、第三磁芯以及磁化电源；第一磁芯设置在检测台的顶部；第二磁芯和第三磁芯均呈L型,并均包括支撑部和绕线部；支撑部与第一磁芯连接；绕线部呈悬置状态,绕线部缠绕有线圈,线圈的两端与磁化电源电性连接,绕线部设有磁轭极头,第二磁芯和第三磁芯的磁轭极头相向设置；第二磁芯的磁轭极头连接有延长块,延长块与第三磁芯的磁轭极头相向并间隔设置。本发明对退磁场具有抑制作用,在强磁场条件下,有效磁化场得到加强,叶片榫头的待检测面磁场均匀性得到提高,从而提高了检测精度,大大改善了检测效果。(The invention discloses a blade tenon magnetic powder detection device, which belongs to the field of nondestructive detection and comprises a detection table, a first magnetic core, a second magnetic core, a third magnetic core and a magnetizing power supply, wherein the first magnetic core is arranged at the top of the detection table, the second magnetic core and the third magnetic core are both in L shapes and respectively comprise a supporting part and a winding part, the supporting part is connected with the first magnetic core, the winding part is in a suspension state, a coil is wound on the winding part, two ends of the coil are electrically connected with the magnetizing power supply, the winding part is provided with a magnetic yoke polar head, the magnetic yoke polar heads of the second magnetic core and the third magnetic core are oppositely arranged, the magnetic yoke polar head of the second magnetic core is connected with an extension block, and the extension block and the magnetic yoke polar head of the third magnetic core are oppositely arranged at intervals.)

一种叶片榫头磁粉检测装置

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，具体涉及一种叶片榫头磁粉检测装置。

背景技术

叶片是航空发动机及燃气轮机的关键零件，其零件质量的好坏对航空发动机和燃气轮机的性能及安全性有着决定性的作用，而榫头部分作为叶片的重要承力区域，对其表面及近表面质量更有着严格的要求，榫头部位如存在缺陷，极有可能造成叶片失效断裂，对航空发动机及燃气轮机的使用造成难以估计的影响，目前所有的航空发动机及燃气轮机叶片都需要进行无损检测以发现缺陷保证其质量，而磁粉检测作为一种发现表面及近表面缺陷的无损检测方法，在叶片的无损无损检测中有着广泛的应用。

现有装置对叶片榫头的磁粉检测采用手动固定式磁轭设备，而由于叶片榫头的结构原因，磁粉检测时榫头的两端将产生磁极，进而产生退磁场，退磁场的影响导致有效磁化场大大较弱，导致榫头部分区域检测效果不理想，并且部分叶片榫头较长，当榫头长度超过极头范围时，检测效果较差，这极大的影响了叶片的整体检测质量，此外手动夹紧极头对榫头进行检测时，极头需要来回移动，检测效率较低，操作不慎时过大的夹紧力会损坏零件或设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叶片榫头磁粉检测装置，以解决现有装置对叶片榫头进行磁粉检测时，由于退磁场的存在，导致检测效果差的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种叶片榫头磁粉检测装置，包括：检测台、第一磁芯、第二磁芯、第三磁芯以及磁化电源；

第一磁芯设置在检测台的顶部；

第二磁芯和第三磁芯均呈L型，并均包括支撑部和绕线部；第二磁芯和第三磁芯的支撑部分别与第一磁芯连接；绕线部呈悬置状态，第二磁芯和第三磁芯的绕线部分别缠绕有线圈，线圈的两端与磁化电源电性连接，绕线部设有磁轭极头，第二磁芯和第三磁芯的磁轭极头相向设置；

第二磁芯的磁轭极头连接有延长块，延长块与第三磁芯的磁轭极头相向并间隔设置。

本发明的线圈通电后，会在第一磁芯、第二磁芯、延长块以及第三磁芯之间产生强磁场，磁场方向为第一磁芯——第二磁芯——延长块——第三磁芯——第一磁芯或者反向，具体方向以线圈中电流方向为准，叶片榫头置于延长块与第三磁芯之间时，可以对叶片榫头进行磁粉检测。延长块延长了榫头待检测面(榫头的底面)的磁化长度，对退磁场具有抑制作用，在强磁场条件下，有效磁化场得到加强，叶片榫头的待检测面磁场均匀性得到提高，从而提高了检测精度，大大改善了检测效果，能够获得较理想的检测效果。

由于有效磁场得到加强，磁轭极头与叶片榫头之间不需要接触即可完成磁粉检测，使得磁轭极头与叶片榫头之间具有间隙，仅将叶片榫头在此间隙中进行90°旋转即可完成两个方向的检测，检测效率大大提高并且避免磁轭极头因为夹紧而损坏装置或零件。

同时，由于磁轭极头直接置于实验台上，并且不需要如现有技术对叶片榫头进行夹持，磁轭极头相较于现有技术中极头的截面更大，每一次对叶片榫头的检测面积增大，加快了检测效率。

进一步地，上述叶片榫头磁粉检测装置还包括置于第一磁芯上的托块；托块的顶面的一侧与延长块的底面接触，托块的顶面的另一侧设有垫片。

本发明的托块具有两个作用，一是对延长块起到支撑作用，二是设置垫片用于放置叶片榫头。在检测过程中，叶片榫头放置在垫片上，避免叶片榫头在放置或进行转动时碰伤或划伤零件。

进一步地，上述托块的顶部设有至少一对间隔的卡块，延长块位于相对应卡块之间。

本发明的卡块用于对延长块进行两侧限位，并且通过卡在卡块之间的方式进行固定。

进一步地，上述第二磁芯的磁轭极头的底部设有第一支撑块，延长块与第二磁芯磁轭极头接触，并且延长块置于第一支撑块的顶部。

为了避免延长块与第二磁芯的磁轭极头连接时损坏磁轭极头，在本实施例中，延长块与第二磁芯的磁轭极头之间仅进行接触，第一支撑块和托块一起对延长块进行支撑和固定。

进一步地，上述延长块的两侧分别设有呈U型的限位块，限位块的U型槽卡与第一支撑块卡接，并且限位块均与延长块接触。

本发明的限位块用于在延长块与第二磁芯的磁轭极头的接触位置对延长块进行限位和固定。

进一步地，上述第三磁芯的磁轭极头的底部设有第二支撑块，第二支撑块的顶面与垫片的顶面齐平。

本发明的第二支撑块用于对榫头伸出托块的部分进行支撑。

进一步地，上述第一磁芯、第二磁芯以及第三磁芯为软磁材料；延长块为高磁导率材料；托块和限位块的材质为奥氏体不锈钢；磁轭极头为硬质材料；线圈为铜线圈；垫片的材质为橡胶。

进一步地，上述第二磁芯的支撑部与第一磁芯固定连接，第三磁芯的支撑部与在第一磁芯接触。

本发明的第三磁芯可以在第一磁芯上滑动，进而调整第三磁芯的磁轭极头与延长块之间的具体，便于对不同规格的叶片榫头进行检测，以及便于对叶片榫头在不同检测方向进行检测。

进一步地，上述检测台上设有电机，电机的电机轴与第三磁芯连接。

进一步地，上述磁轭极头和延长块的高度大于等于200mm。

由于目前在制叶片榫头的长度均不大于400mm，本发明磁轭极头和延长块的高度大于等于200mm时，对长度小于等于200mm的叶片榫头进行检测时，可以旋转90°即可完成两个方向的检测，而对于长度大于200mm的叶片榫头进行检测时，沿同一个方向依次旋转两个90°，每旋转一次90°进行一次检测，即可完成叶片榫头的全面检测，对于宽度也大于200mm的叶片榫头进行检测时，沿同一个方向依次旋转三个90°，每旋转一次90°进行一次检测，即可完成叶片榫头的全面检测，从而提高了装置的通用性。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过设置延长块，延长了榫头待检测面的磁化长度，对退磁场具有抑制作用，在强磁场条件下，有效磁化场得到加强，叶片榫头的待检测面磁场均匀性得到提高，从而提高了检测精度，大大改善了检测效果，能够获得较理想的检测效果。

(2)本发明将叶片榫头进行旋转90°，即可完成对叶片榫头两个方向的检测，即使规格较大的叶片榫头，仅需要旋转两个或三个90°即可完成全面检测，提高了装置的通用性。

(3)本发明的磁轭极头无需夹紧叶片榫头，相对于现有装置，可通过快速旋转一定的角度来完成全面检测，检测效率大大提高，同时，避免了极头夹紧时损坏装置和零件的风险，也避免了磁轭极头与叶片榫头之间的滑动而导致叶片榫头被划伤或碰伤。

附图说明

图1为本发明的叶片榫头磁粉检测装置的结构示意图；

图2为本发明的第二磁芯、延长块和托块之间的连接示意图；

图3为本发明的延长块与托块之间的连接示意图；

图4为本发明的第三磁芯的结构示意图；

图5和图6为本发明的叶片榫头磁粉检测装置在两个检测方向对叶片榫头进行检测时的示意图。

图中：10-检测台；20-第一磁芯；30-第二磁芯；31-支撑部；32-绕线部；33-线圈；34-磁轭极头；35-延长块；36-第一支撑块；37-限位块；38-第二支撑块；40-第三磁芯；50-磁化电源；60-托块；61-卡块；70-垫片；80-电机；90-叶片榫头。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

请参照图1，一种叶片榫头磁粉检测装置，包括：检测台10、第一磁芯20、第二磁芯30、第三磁芯40以及磁化电源50。第一磁芯20位于检测台10上，第二磁芯30和第三磁芯40均位于第一磁芯20上。第二磁芯30和第三磁芯40间隔设置，第二磁芯30连接有延长块35，延长块35位于第二磁芯30和第三磁芯40之间，并且延长块35与第三磁芯40之间具有用于放置叶片榫头90的间隙。第二磁芯30和第三磁芯40分别缠绕有线圈33，线圈33的两端分别与磁化电源50的正、负级电连接。在本实施例中，磁化电源50页设置在检测台10上。

线圈33通电后，第二磁芯30和第三磁芯40会产生磁场，磁场的方向为第一磁芯20——第二磁芯30——第三磁芯40——第一磁芯20的方向或者反向，叶片榫头90位于磁场中，通过延长块35延长叶片榫头90待检测面(叶片榫头90的底面)的磁化长度，对退磁场具有抑制作用，从而能够待检测面的磁场均匀性，提高检测精度，改善检测效果。

请参照图2和图3，第二磁芯30呈L型，其包括支撑部31和绕线部32。支撑部31固定设置在第一磁芯20上。绕线部32的一端支撑部31连接，另一端悬置并朝向第三磁芯40所在的位置，使得绕线部32与第一磁芯20之间具有间隙，同时绕线部32上缠绕有线圈33，线圈33的两端分别与磁化电源50的正、负级电连接，通电后，绕线部32会产生磁场。绕线部32靠近第三磁芯40的一端设有磁轭极头34，磁轭极头34的底部设有第一支撑块36。在本实施例中，优选第二磁芯30与第一磁芯20一体成型。

第一磁芯20的顶部设有托块60，托块60位于第二磁芯30的绕线部32与第三磁芯40之间。托块60的顶部设有一对卡块61，卡块61之间间隔设置。延长块35的一端放置在第一支撑块36上，并且与第二磁芯30的磁轭极头34接触，在延长块35相对应的两侧分别设有限位块37，限位块37呈U型，其卡在第一支撑块36上并分别与延长块35接触，限位块37卡在第一支撑块36上时，限位块37与第一支撑块36实现固定，从而能够对延长块35进行限位，避免延长块35与第二磁芯30的磁轭极头34错位而导致不能有效接触的。延长块35的另一端放置在托块60上，并卡在卡块61之间，通过托块60的支撑作用以及卡块61的限位作用，使延长块35不容易移位，保证延长块35与第二磁芯30的磁轭极头34之间的有效接触。

托块60的顶部还设有垫片70，垫片70位于延长块35与第三磁芯40之间。在检测时，叶片榫头90放置在垫片70上，避免叶片榫头90的放置、移动、翻转等操作导致叶片榫头90的损坏。

请参照图4，第三磁芯40的结构与第二磁芯30的结构一致，方向相反，即第三磁芯40也包括支撑部31、绕线部32，支撑部31也设置在第一磁芯20上，绕线部32也缠绕有线圈33，并且绕线部32的端部也设有磁轭极头34。在本实施例中，第三磁芯40的支撑部31仅与第一磁芯20接触，使得第三磁芯40能够在第一磁芯20上滑动，从而能够改变第三磁芯40的磁轭极头34与延长块35之间的间隙大小，以适应各种规格的叶片榫头90。为了对规格较大的叶片榫头90进行支撑，第三磁芯40的磁轭极头34的底部设有第二支撑块38，第二支撑块38与第一支撑块36相向设置。

为了便于第三磁芯40的移动，检测台10上还设有电机80，电机80的电机轴与第三磁芯40的支撑部31连接，使得第三磁芯40在电机80的作用下沿电机轴的方向移动，从而调节第三磁芯40的磁轭极头34与延长块35之间的间隙大小。

在本实施例中，磁轭极头34的高度和延长块35的高度一致，并大于等于200mm；第一磁芯20、第二磁芯30以及第三磁芯40为软磁材料；延长块35为高磁导率材料；托块60和限位块37的材质为奥氏体不锈钢；磁轭极头34为硬质材料；线圈33为铜线圈；垫片70的材质为橡胶。

本发明对不同规格叶片榫头90进行磁粉检测的检测过程：

(1)叶片榫头90的待检测面的长和宽均小于磁轭极头34和延长块35的高度：

①将叶片榫头90竖直放置在垫片70上，即叶片榫头90的长度方向在竖直方向上，启动电机80，调整第三磁芯40的磁轭极头34至适当位置，在叶片榫头90的待检测面贴A型试片，验证磁场强度达到使用要求后，充磁进行检测，完成叶片榫头90待测面横向的检测；

②将叶片榫头90旋转90°，即叶片榫头90的长度方向在水平方向上，在叶片榫头90的待检测面贴A型试片，验证磁场强度达到使用要求后，充磁进行检测，完成叶片榫头90待测面纵向的检测。

(2)叶片榫头90的待检测面的长大于磁轭极头34和延长块35的高度，叶片榫头90的待检测面的宽小于磁轭极头34和延长块35的高度(参照图5和图6)：

①将叶片榫头90竖直放置在垫片70上，即叶片榫头90的长度方向在竖直方向上，启动电机80，调整第三磁芯40的磁轭极头34至适当位置，在叶片榫头90的待检测面贴A型试片，验证磁场强度达到使用要求后，充磁进行检测，完成叶片榫头90待测面一端横向的检测；

②将叶片榫头90旋转90°，即叶片榫头90的长度方向在水平方向上，在叶片榫头90的待检测面贴A型试片，验证磁场强度达到使用要求后，充磁进行检测，完成叶片榫头90待测面纵向的检测；

③将叶片榫头90再旋转90°，即将步骤①中叶片榫头90的位置进行倒置，在叶片榫头90的待检测面贴A型试片，验证磁场强度达到使用要求后，充磁进行检测，完成叶片榫头90待测面另一端横向的检测，即完成叶片榫头90待测面所有横向的检测。

(3)叶片榫头90的待检测面的长和宽均大于磁轭极头34和延长块35的高度：

①将叶片榫头90竖直放置在垫片70上，即叶片榫头90的长度方向在竖直方向上，启动电机80，调整第三磁芯40的磁轭极头34至适当位置，在叶片榫头90的待检测面贴A型试片，验证磁场强度达到使用要求后，充磁进行检测，完成叶片榫头90待测面一端横向的检测；

②将叶片榫头90旋转90°，即叶片榫头90的长度方向在水平方向上，在叶片榫头90的待检测面贴A型试片，验证磁场强度达到使用要求后，充磁进行检测，完成叶片榫头90待测面一侧纵向的检测；

③将叶片榫头90再旋转90°，即将步骤①中叶片榫头90的位置进行倒置，在叶片榫头90的待检测面贴A型试片，验证磁场强度达到使用要求后，充磁进行检测，完成叶片榫头90待测面另一端横向的检测，即完成叶片榫头90待测面所有横向的检测；

④将叶片榫头90再旋转90°，即将步骤②中叶片榫头90的位置进行倒置，在叶片榫头90的待检测面贴A型试片，验证磁场强度达到使用要求后，充磁进行检测，完成叶片榫头90待测面另一侧纵向的检测，即完成叶片榫头90待测面所有纵向的检测。

在检测时，由于第一磁芯20、第二磁芯30、第三磁芯40以及延长块35具有高导磁能力，磁场的方向为第一磁芯20——第二磁芯30——第三磁芯40——第一磁芯20的方向或者反向，而托块60和限位块37具有弱导磁能力，不会对强磁场产生影响。同时，叶片榫头90待检测面所在的平面与磁回路所在的平面一致或平行。

在检测过程中，若叶片榫头90伸出垫片70，可移动第三磁芯40，使第二支撑块38位于叶片榫头90的底部，对叶片榫头90进行支撑；同时，在检测过程中，叶片榫头90与延长块35和第三磁芯40的磁轭极头34可以接触或不接触。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。