CJW-2000型微控交叉杆磁粉探伤机硬件设计.docx

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CJW-2000型微控交叉杆磁粉探伤机硬件设计

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摘要：交叉杆是列车高速重载和安全运行的关键部位，随着这几年我国铁路的不断提速，也对交叉杆磁粉探伤的要求更加苛刻，然而目前国内尚无完全适合各种型号交叉杆探伤的磁粉探伤机。为此研制组专门针对交叉杆工件研发了新型的“CJW-2000型微控交叉杆磁粉探伤机”，运用磁化电路闭环数字控制、磁化电路模块化控制及智能控制技术，使该探伤设备能够完全适用于各种型号的交叉杆。能够对交叉杆工件的所有部位进行全部探伤。

关键词：交叉杆；磁粉探伤机；微控制技术

1探伤原理

交叉杆外形较大，结构特殊且剩磁矫顽磁场强，以往的各种型号交叉杆磁粉探伤机，基本上都存在退磁效果差的缺陷，严重影响交叉杆的使用寿命，针对这一情况，本设备经过长期反复实验，研制出通过计算机建立微分数学模型输出“半侧钟型”衰减曲线的退磁方法，与现有的采用电容放电形成的抛物线衰减曲线相比，退磁过程愈是接近终了时电流衰减速率愈慢，分度愈细，因而退磁效果更好且稳定。该设备的磁化方法是将工件置于磁粉探伤设备所产生的按一定规律变化的磁场中，使工件被均匀磁化。若工件表面及距表面一定深度范围内存有裂纹、缺陷，则该处就会因磁力线传导不均匀而产生一个突变性磁压差，它等效于一个微小的Ｓ-Ｎ磁极对。当将具有一定浓度的磁悬液喷洒于工件表面时，就会在缺陷吸附磁粉而形成磁痕，从而可用肉眼直接观察到缺陷所在[1]。

2功能与结构

CJW-2000型微控交叉杆磁粉探伤机，采用床式机电一体化结构，整体刚性好，机械结构稳定，造形美观大方。设备配有工件输送装置，可以对工件进行自动上下料。工件夹持后进行旋转喷液、磁化、退磁等操作。本设备用计算机控制程序实现了探伤数字化操作、探伤数据可网络管理、自动记录周纵向电流、自动记录充退磁时间、对磁粉探伤进行日常性能校验和季度性能交验、探伤数据自动汇总、自动生成各种报表。在电路上采用PLC可控硅触发技术，PLC自动控制，抗干扰能力强，充、退磁效果好。该设备主要由周、纵向磁化装置、电器控制、工件夹持翻转装置、磁悬液喷淋装置、工件输送装置、照明系统、暗室、微机控制等组成。

3硬件设计

3.1闭环控制电路

闭环控制电路是指与控制对象存在反馈联系的控制电路。是把控制系统输出量的一部分或全部，通过一定方法和装置反送回系统的输入端，然后将反馈信息与原输入信息进行比较，再将比较的结果施加于系统进行控制，避免系统偏离预定目标[2]。应用到设备中为保持电流的稳定，加入一些测量比较元件组成闭环系统.该电路对周、纵向电流采用闭环控制，直接设定磁化电流，可保证电流稳定，电流设定值和实际电流值相差小于10％。闭环数字磁化控制电路原理如图1所示。

3.2可控硅触发模块

设备的磁化电路采用特有的模块化集成电路，通过调整可控硅的导通角来实现设备的电流调整的一种移相型的电力控制器，其核心部件采用国外生产的高性能、高可靠性的军品级可控硅触发专用集成电路。可控硅触发模块是以电网相位为同步，当改变控制电压的大小(0V-5V)，内部便产生相对电网电压180°-0°的触发脉冲，通过光电隔离，输出端(A、G)便触发相应的可控硅导通，从而达到移相调压的目的。可控硅移相触发器模块如图2所示。

3.3智能控制电路

对设备操作增加采用智能无线遥控操作装置，操作者通过拿在手中的无线遥控器，将控制设备各个动作的指令变成电信号并将其发射出去，设备上装载的信号接收模块收到这些电信号后再伺服可编程控制器来输出机械动作，从而实现对设备的远距离控制。该装置由信号接收模块、遥控器组成，操作人员无须在固定的操作面板上操作，手持无线遥控器即可在任意信号接收范围内对设备进行操作，该装置操作方便、快捷，工作效率高效。信号接收模块和无线遥控器照片如图3和图4所示。

图1闭环数字磁化控制电路原理图

图2可控硅移相触发器模块照片

图3信号接收模块

图4无线遥控器照片

4结束语

CJW-2000型微控交叉杆磁粉探伤机的应用推广将有利于实现车辆段对交叉杆的探伤效率，提高车辆段探伤作业质量，提升交叉杆安全保障能力；有利于降低设备使用故障率，提高设备使用寿命。

参考文献

杨继斌,井萍,沈默.齿轮磁粉检测方法研究及应用[J].无损探伤,2016,40(05):36-38.

[2]罗旭辉.磁粉探伤中的复合磁化[J].广东建材,2007(10):28-30.

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-全文完-