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螺栓熒光磁粉探傷機
一、設(shè)計制定標(biāo)準(zhǔn)：1.1設(shè)備型號：CTW-2000A型螺栓熒光磁粉探傷線；
1.2本機設(shè)計制定執(zhí)行《JB/T8290-2011磁粉探傷機》和《GB/T15822-2005無損檢測 磁粉檢測》標(biāo)準(zhǔn)；
1.3 ISO9001國際質(zhì)量體系認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。
二、探傷工件：
2.1產(chǎn)品（即探傷工件的品種及規(guī)格見下表）：
單位：mm
| 壁厚 直徑 | 長 度 | |
| 最小 | ||
| 8mm | 100mm | -- |
2.2檢測要求：檢查工件表面和近表面材料、鍛造、機加工和熱處理產(chǎn)生的裂痕、折疊、夾雜等細微缺陷。缺陷方向大多不固定，因此在螺栓表面的各個方向上都需要進行探傷檢查。
三、對探傷機設(shè)計要求如下:
3.1采用濕法連續(xù)法復(fù)合磁化熒光磁粉探傷工藝，對螺栓一次性整體探傷；
3.2用15/50A1型試片粘貼在工件表面，復(fù)合磁化后試片各溝槽應(yīng)顯示清晰；實物裂紋試件的裂紋清晰可辨。以驗證探傷機的綜合靈敏度為合格；
3.3采用進口可編程控制器對設(shè)備的運行進行自動控制或手動控制；
3.4考慮到零件的特定形狀，結(jié)合需方有關(guān)要求進行具體分析，制定合理的技術(shù)方案。
四、磁化方法的設(shè)計:
4.1周向磁化
螺栓的周向磁化采用直接通電法在零件的表面建立周向磁場，檢測零件的縱向不連續(xù)性。
4.2縱向磁化
縱向磁化采用線圈感應(yīng)法在零件的表面建立縱向磁場，檢測零件的周向不連續(xù)性。
五、設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)：
5.1復(fù)合磁化方式：周向、縱向、復(fù)合三種磁化方式；
5.2周向磁化電流：AC 0-2000A有效值，連續(xù)可調(diào)，帶斷電相位控制；
5.3縱向磁化磁勢：AC 0-12000AT有效值，連續(xù)可調(diào)，帶斷電相位控制；
5.4電極間距：250mm；
5.5負荷時暫載率約：25%；
5.6夾持方式：氣動；
5.7運行方式：手動/自動；
5.8探傷靈敏度：15/50A1型試片清晰顯示；實物裂紋試件的裂紋清晰可辨；
5.9探傷節(jié)拍：約6秒/件(人工排料及觀察時間除外，探傷時間和工藝過程可根據(jù)需方實際需要，程序可調(diào)整)；
5.10電源：三相四線 380V±5% 50Hz 100A；
5.11外形總尺寸: 4000mm(L)×1750mm(W)×1500mm(H)
5.12壓縮空氣： 0.4～0.6MPa；
5.13使用環(huán)境：溫度-5℃+40℃，相對濕度≤80%，無腐蝕氣體、粉塵及中高頻干擾；
5.14總重量：約2100Kg。
六、磁化主電源及控制方式:
本機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間和相位的變化將在被檢工件表面建立一橢圓型旋轉(zhuǎn)磁場，可保證合成磁場方向時刻均與各種取向的缺陷垂直，一次性磁化整個零件，檢查出被檢工件表面和近表面缺陷。
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，分別由兩組反向并接KP系列可控硅完成，改變串接在主變壓器初級回路或次級回路中的可控硅的導(dǎo)通角即可改變主變壓器初次級的電壓幅值，達到調(diào)整磁化電流大小的目的?？煽毓枰葡嘤|發(fā)電路采用集成電路可控硅移相觸發(fā)技術(shù)，閉環(huán)控制，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，觸發(fā)輸出電流大，脈沖寬度可調(diào)等一系列特點。
電氣控制系統(tǒng)主要實行由PLC集中控制，以下部份組成：氣動控制系統(tǒng)、電機控制系統(tǒng)、磁化控制系統(tǒng)及其他的附屬器件（光電開關(guān)、接近開關(guān)、繼電器、傳感器、互感器、電流表等）。電機系統(tǒng)主要由磁懸液攪拌電機、噴液電機等夠成；氣系統(tǒng)由多組氣缸組成，主要為上料機構(gòu)、工件夾緊等動作服務(wù)，由PLC通過控制各種電磁閥，由氣缸完成具體動作。各執(zhí)行機構(gòu)均有保護裝置，出現(xiàn)意外時，不易損壞其它部件。系統(tǒng)的控制和執(zhí)行機構(gòu)之間均采用了電氣隔離，使整個系統(tǒng)具有較強的抗力。在誤操作時能自動保護，不致發(fā)生設(shè)備損壞。（主要是由交流接觸器的熱保護裝置及電流分?jǐn)嗥?，實現(xiàn)過流自動切斷輸出從而保護機電設(shè)備不再受到大流電流侵害起到自動保護作用。）
本機為半自動磁粉探傷設(shè)備，它以小型工業(yè)可編程序控制器（PLC）為核心對系統(tǒng)的自動上料、夾緊、噴灑磁懸液、磁化、松開、輸送、下料等機械程序動作進行控制，能按規(guī)定程序自動完成除上人工穿料、觀察以外的全部探傷過程。既可自動操作，又可手動單步操作，提高生產(chǎn)效率、減輕勞動強度。
七、探傷程序介紹
7.1工藝流程：
7.2工位設(shè)置：輸送線上的工件共設(shè)5個工位，每個裝載位放置2根螺栓
7.4運行程序：手動和自動二種。
自動程序為：人工擺料一→自動輸送一→夾緊一→噴液—→磁化—→松開—→自動輸送—→進入觀察區(qū)（人工觀察）一→遠離法退磁一→自動下料（至料斗）
7.5作業(yè)程序（以螺栓為例）：
7.5. 1設(shè)定好磁化電流；
7.5. 2人工將同一規(guī)格的螺栓擺放至“V”型；
7.5. 3按“啟動”鍵可實現(xiàn)自動探傷動作：自動輸送→電極夾緊工件→噴灑磁懸液→充磁→電極松開工件→傳送至觀察區(qū)→遠離法退磁→自動下料等一系列動作；
7.5.4探傷者在吊有黑光燈的觀察工位對工件進行磁痕的觀察與判斷；
7.5.5重復(fù)按動“啟動”鍵可進行反復(fù)探傷；根據(jù)現(xiàn)場情況，亦可一鍵啟動，做圈式不間斷探傷。
7.5.6關(guān)于手/自動操作的著重介紹
A手動操作使用：
1、接通設(shè)備外部電源，合上配電板上空氣開關(guān)；
2、打開電源開關(guān)，設(shè)備得電，電源指示燈亮；
3、打開熒光燈開關(guān)，使熒光燈預(yù)熱，五分鐘后達到亮度；
4、將選擇開關(guān)置于“手動”檔，上料后，反復(fù)按動“傳送”按鈕送料；
5、待工件傳送到探傷工位后，按動“電極夾緊”按鈕；
6、按住“噴淋”按鈕對工件噴灑磁懸液；
7、按動“充磁”按鈕或踩踏腳踏開關(guān)對工件進行磁化；（注意，在磁化結(jié)束前，必須先將噴淋停止，否則工件上形成的磁跡有可能被噴淋沖掉）
8、按動“電極松開”按鈕，將電極松開；
9、按動“傳送”按鈕，將工件傳送至觀察工位后進行磁痕檢查；
10、磁痕檢測完畢后，需退磁的工件需觀察人員將工件移至退磁機的PVC帶上，打開“退磁”開關(guān)對工件自動遠離退磁。
B自動操作時前三步操作與手動操作相同，此不贅述。
1、將選擇開關(guān)置于“自動”檔；
2、按“啟動”按鈕，設(shè)備進行自動程序工作狀態(tài)，執(zhí)行PLC內(nèi)部程序，上料后自動輸送一→夾緊一→噴液—→磁化—→松開→自動輸送—→進入觀察區(qū)一→遠離法退磁一→自動下料（至料斗）等一系列動作。
3、工作過程中遇特殊情況需要停止運行，按動復(fù)位按鈕開關(guān)，設(shè)備停止運行。
八、主要結(jié)構(gòu):
采用臥式結(jié)構(gòu)，機電組合型設(shè)計，流水化作業(yè)模式。
8.1機械部分
8.1.1、設(shè)備床身框架采用10#、8#槽鋼焊接，δ1.5～δ2mm冷軋板焊接而成；床身上邊框采用不銹鋼鈑金包邊。
8.1.2、氣動夾緊壓縮空氣總管路上安裝三聯(lián)件（油水分離器），經(jīng)過濾后的壓縮空氣再通往各用氣處，每一壓縮空氣出口處都裝有減壓閥，氣缸壓力可調(diào)節(jié)。
8.1.3、設(shè)備電極頭夾持裝置是用來夾緊工件，實現(xiàn)工件的周向通電。
夾持磁化系統(tǒng)為設(shè)備的主體，由機械床身、左電極箱、軌道、右電極箱、線圈、專用夾具等組成。左、右電極箱分別安裝在軌道上，右電極箱由絲桿驅(qū)動調(diào)節(jié)兩電極的間距。左電極采用氣缸驅(qū)動，進行工件的夾緊和松開，左、右兩電極上設(shè)有工件專用夾具頭四只（兩對），每次可同時夾持兩根螺栓磁化，保證工件穩(wěn)定可靠的進行探傷檢查。為了保證工件與夾頭之間的接觸良好，夾頭上裝有導(dǎo)電性能良好的紫銅板或紫銅網(wǎng)，防止通大電流時過熱灼傷芯棒；左線圈為固定式圓形結(jié)構(gòu)，右線圈固定在右電極箱體上，左電極箱、軌道、右電極箱、線圈、專用夾具均安裝在磁懸液積液斗中。周向主變壓器、縱向主變壓器、周向電流互感器、縱向電流互感器等均安裝在積液斗下方的床身內(nèi)，床身每處都有可開啟的門，極方便維護、檢查。
8.1.4、探傷后的螺栓通過流水線輸送至觀察工位進行磁痕的人工識別，完好的工件再通過流水線輸送通過退磁線圈退磁，最后自動落料至料斗。
8.1.5、流水線整體設(shè)計成履帶式結(jié)構(gòu)，輸送帶由非導(dǎo)磁導(dǎo)電材料環(huán)氧板制成，從上料工位、至探傷工位、至觀察工位再到下料工位實現(xiàn)360º圈式輸送，單向循環(huán)、間歇進給，速度均勻。
8.2、電氣部分
8.2.1、整機的晶閘管及其移相觸發(fā)電路、可編程序控制器、電源及電機保護電路和接線端子均裝設(shè)于床身端頭的電器控制箱內(nèi)。
8.2.2、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、電源開關(guān)、聲光報警指示等均裝設(shè)于噴液磁化工位和人工轉(zhuǎn)動觀察工位的就近位置，便于探傷者在此二工位對充磁情況進行實時監(jiān)控。
8.2.3、在操作者觀察工位處也裝設(shè)操作盒，工作模式轉(zhuǎn)換開關(guān)、啟動按鈕、故障急停按鈕均設(shè)置在其上。
8.2.4、磁懸液泵等與床身連接均用快速航空插座連接。
九、暗房及紫外光源:
暗房采用探傷暗簾制作，并加裝換氣扇，時刻保持房內(nèi)的空氣循環(huán)；暗簾裝設(shè)于觀察工位四周。
采用大面積的LED黑光燈，燈管、鎮(zhèn)流器均選用進口（飛利浦），照度強、輻射范圍大、對比度高，提高探傷的識別能力、檢測速度以及降低操作者的勞動強度。確保工件探測面紫外線輻照度≥3000μW/cm2。整個燈系統(tǒng)主要由燈架、燈罩、燈管、鎮(zhèn)流器及反光板和開關(guān)等組成；合理采用反光板、控制輻照范圍，以盡可能減少或避免直射人體部位，在操作者視野內(nèi)無紫外輻射。
暗房頂部設(shè)日光燈一盞，用于設(shè)備維護和磁懸液配液或儲液箱清槽時照明；暗房內(nèi)另設(shè)照明一處，供探傷作業(yè)時使用，白光避開輻射紫外線照射范圍，暗房閉合時磁痕觀察區(qū)域的白光強度小于20Lx。
十、磁懸液的噴灑及回收系統(tǒng):
為使磁懸液方便配置及定期更換，磁懸液的儲液箱、液泵電機設(shè)計成獨立單元置于機床外側(cè)背面，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)，自上而下對工件進行噴淋，每路噴淋頭均設(shè)有調(diào)節(jié)閥，保證工件噴灑緩流、均勻、全面覆蓋。攪拌泵電機使磁懸液中的磁粉充分懸浮防止磁粉沉結(jié)，同時亦用于床身右端的手動噴槍的噴淋，手動噴淋由軟管接出，便于手動操作。配備兩道過濾裝置，可防止污染，確保磁懸液的潔凈
儲液箱和積液斗均為奧氏體不銹鋼材料，其容積約為30升。為便于儲液箱清槽排污，儲液箱設(shè)置時底部距地面約30mm，并在底側(cè)面設(shè)G20排液口一處。
十一、其他*設(shè)計：
11.1磁化電流采用真有效值電流表顯示，并配置標(biāo)準(zhǔn)互感器，電流顯示精度高、準(zhǔn)確可靠；
11.2、設(shè)備具有超溫聲光報警指示功能；
11.3、設(shè)備配置專用腳踏開關(guān)，自動時，設(shè)計為自動程序啟動功能。手動時，設(shè)計為磁化功能；
11.4、設(shè)備的控制防護等級符合國家要求；
11.5、根據(jù)工件型式及規(guī)格，采用專用夾具，滿足工件裝卡安全、穩(wěn)定、可靠，確保進行有效的探傷檢查。
11.6、磁化控制部分加裝三相濾波模塊，提高設(shè)備的抗力，有效抵御需方現(xiàn)場中高頻設(shè)備對探傷機的干擾。
十二、技術(shù)資料：
12.1、設(shè)備使用說明書（包括電氣原理圖、電子元氣件詳細清單、設(shè)備操作規(guī)程、常見故障及處理方法等，并要求蓋有單位公章及人員簽名）兩份；
12.2、設(shè)備的易損件和標(biāo)準(zhǔn)件清單和相應(yīng)的機械結(jié)構(gòu)圖；
12.3、設(shè)備自制件的詳細結(jié)構(gòu)和參數(shù)；
12.4、產(chǎn)品質(zhì)量合格證明書一份；
12.5、可編程控制器使用手冊一份。
十三、質(zhì)量保證及售后服務(wù)
質(zhì)保期為：從設(shè)備最終驗收合格日起12個月。質(zhì)保期內(nèi)被免費更換的零部件的質(zhì)量保證期為更換之日起12個月。
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)8小時內(nèi)響應(yīng)，3個工作日內(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，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)計要求制造。
供方負責(zé)對設(shè)備整體安裝調(diào)試直至符合使用要求，保修期內(nèi)免費維修，保修期外的維修只收取成本費，并提供技術(shù)指導(dǎo)。
十四、主要零部件配套明細表
| 序號 | 名 稱 | 型 號 | 數(shù)量 | 生 產(chǎn) 單 位 |
| 1 | 可編程控制器 | CP1E | 1臺 | 歐姆龍 |
| 2 | 觸發(fā)模塊 | SCJKKE/380 | 2塊 | 韓國元器件（本司組焊） |
| 3 | 交流接觸器 | CJ20-100 | 1只 | 德力西 |
| 4 | 接觸器式繼電器 | MY2NJ | 一批 | 歐姆龍 |
| 5 | 高分小型斷路器 | DZ47 | 一批 | 德力西 |
| 6 | 互感器 | 2000/5A | 2只 | 德力西 |
| 7 | 快熔 | 100A/630V | 1只 | 德力西 |
| 8 | 電流表 | 4000/5A | 2只 | 人民電器 |
| 9 | 可控硅（配散熱器） | KP100/1600V | 四套 | 上整 |
| 10 | 紫外線燈 | ZG-108P | 1套 | 進口燈管組裝 |
| 11 | 主變壓器 | 2000A 、2000B | 各1臺 | 本司自制 |
| 12 | 氣動元件 | 4V210 | 一批 | 亞德客 |
| 13 | 控制按鈕及開關(guān) | ZB2-BE | 一批 | 施耐德 |
| 14 | 廣角噴頭 | 各種型號 | 一批 | 噴霧公司 |
| 15 | 其它從略 |
