專利名稱：分區(qū)爬壁式半自動大型筒節(jié)類件超聲波探傷機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超聲波探傷設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分區(qū)爬壁式半自動大型筒節(jié)類件超聲波探傷機(jī)。
背景技術(shù)：
超聲波探傷可在不破壞工件的前提下檢查其體積內(nèi)部缺陷，是國家重大工程和各類重要民用品制造中質(zhì)量保障的一項關(guān)鍵技術(shù)。核電站設(shè)備、大型發(fā)電設(shè)備的主要零部件及各種管道、橋梁構(gòu)件、海洋、航空等領(lǐng)域大型工件等均需進(jìn)行超聲波探傷或其它形式無損探傷，以確保設(shè)備的全壽命安全運(yùn)行。超聲波自動化探傷在美、日、德等發(fā)達(dá)國家已有所應(yīng)用，而其關(guān)鍵技術(shù)可參考信息被封鎖。實用新型專利“復(fù)合材料干耦合超聲波全自動探傷機(jī)”通過干耦合的方法，利用超聲波探頭完成對非金屬符合材料空心圓筒體或圓錐體產(chǎn)品的全自動探傷，其適應(yīng)工件材料有限定不能通用，不適合筒節(jié)類件探傷、且探傷機(jī)工作時需工件旋轉(zhuǎn)。目前國內(nèi)所常用的超聲波探傷多數(shù)為手工操作，即工件表面分區(qū)、操作者手持探頭、眼觀示波器的方式，主要依據(jù)個人技術(shù)和經(jīng)驗進(jìn)行評判，探測效果、個人水準(zhǔn)難以統(tǒng)一。手工探傷工人勞動強(qiáng)度大，每個工件探傷所需時間較長，生產(chǎn)周期大幅延長，甚至已經(jīng)成為制約某些企業(yè)整個生產(chǎn)工藝鏈的瓶頸，嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度和生產(chǎn)效率。此外，由于具有探傷資質(zhì)的操作人員較少，工人經(jīng)常加班加點，造成疲勞操作，探測過程易于產(chǎn)生誤判，特別是人體生理特征，如注意力、手操作力、速度、穩(wěn)定性均不能持久，在一定程度上影響工件探傷的可靠性和準(zhǔn)確性。這種情況必須要加以改善。為此，本發(fā)明基于手工探傷的工藝、方式，提出一種分區(qū)爬壁式半自動大型筒節(jié)類件超聲波探傷機(jī)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種分區(qū)爬壁式大型筒節(jié)類件超聲波探傷機(jī)，通過其實現(xiàn)半自動的超聲波探傷檢測，以提高探傷生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)周期，增強(qiáng)可靠性，改善手工探傷勞動強(qiáng)度大、并避免手工探傷因人體生理特征而帶來的操作不穩(wěn)定和漏檢等問題。本發(fā)明基本思想是待測工件不動，探傷機(jī)借助支架導(dǎo)軌附掛于筒節(jié)類件壁上，由驅(qū)動支架導(dǎo)軌逐步的沿筒節(jié)上沿圓周按工步移動、調(diào)整并定位，卡緊裝置固定探傷機(jī)與工件的相對位置，支架導(dǎo)軌上的可移動探傷裝置可被驅(qū)動升降以實現(xiàn)垂直掃描、水平移動實現(xiàn)橫向掃描。筒節(jié)件內(nèi)外表面垂直交叉軌跡形成分區(qū)的半自動探傷。所采用的技術(shù)方案是以界于工件內(nèi)外壁之間的支架導(dǎo)軌作為機(jī)架，叉形騎跨在筒節(jié)的立臂上，在支架導(dǎo)軌機(jī)架上端設(shè)計有機(jī)架驅(qū)動裝置并通過一組輪與工件上沿接觸，機(jī)架驅(qū)動裝置中有主動摩擦輪、側(cè)方從動導(dǎo)向輪及承重鋼珠輥，利用其可改變支架導(dǎo)軌與工件的相對位置、姿態(tài)，側(cè)方從動導(dǎo)向輪可沿筒節(jié)徑向調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同壁厚工件；在工件內(nèi)外側(cè)的導(dǎo)軌上設(shè)計有可沿垂直導(dǎo)軌上下移動、類似爬壁的探傷裝置，該探傷裝置中含保壓彈簧，可保證探頭與工件接觸力的相對穩(wěn)定，末端安裝有超聲波探頭，以實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)檢測，當(dāng)該探傷裝置上下移動、并伴隨有單向圓周輔助移動時，實現(xiàn)垂直連續(xù)往復(fù)掃描；當(dāng)該探傷裝置沿水平導(dǎo)軌橫向往復(fù)移動、同時伴隨垂直方向輔助單向移動時，實現(xiàn)水平連續(xù)往復(fù)掃描；兩次掃描彼此覆蓋、實現(xiàn)正交交叉掃描探傷軌跡。垂直導(dǎo)軌下端為卡緊裝置，工件內(nèi)側(cè)為固定輪，外側(cè)為滑動輪，可調(diào)節(jié)徑向位置以適應(yīng)不同壁厚工件并能保證探傷過程中與工件的固定。目前我國正在建立自動化超聲波探傷的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，而隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，自動化超聲波探傷將是檢測領(lǐng)域的必由之路。本發(fā)明旨在提高生產(chǎn)效率、改善勞動條件、提高產(chǎn)品安全質(zhì)量，具有重要的技術(shù)價值。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點完全模擬人工探傷工藝；待測筒節(jié)類工件不動、不需準(zhǔn)確定位，正常存放即可，不需要吊運(yùn)和專門的工位，探傷機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低。

圖1為本發(fā)明分區(qū)爬壁式半自動大型筒節(jié)類件超聲波探傷機(jī)示意圖。圖2為本發(fā)明分區(qū)爬壁式半自動大型筒節(jié)類件超聲波探傷機(jī)驅(qū)動裝置示意圖。圖3為本發(fā)明分區(qū)爬壁式半自動大型筒節(jié)類件超聲波探傷機(jī)探傷裝置示意圖。圖4為本發(fā)明分區(qū)爬壁式半自動大型筒節(jié)類件超聲波探傷機(jī)卡緊裝置示意圖。圖5為本發(fā)明分區(qū)爬壁式半自動大型筒節(jié)類件超聲波探傷機(jī)工作狀態(tài)示意圖。圖中1.導(dǎo)軌、2.調(diào)節(jié)拉桿、3.驅(qū)動機(jī)架、4.導(dǎo)軌升降輪、5.機(jī)架主動輪、6.機(jī)架從動輪、7.承重鋼珠輥、8探傷機(jī)架、9探傷升降輪、10、螺桿支架、11、探傷調(diào)節(jié)螺桿、12、緊定螺母、13、保壓彈簧、14、恒壓彈簧、15、探頭、16.滑動輪、17.固定輪。
具體實施方式
如下將結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1、2、3、4所示，本發(fā)明所涉及分區(qū)爬壁式半自動大型筒節(jié)類工件超聲波探傷機(jī)，其主要包括導(dǎo)軌、機(jī)架、探傷機(jī)架和探頭。本發(fā)明探傷裝置通過導(dǎo)軌I附著于筒節(jié)類工件內(nèi)、外壁上，驅(qū)動裝置以導(dǎo)軌升降輪4與導(dǎo)軌I相連接，由承重鋼珠輥7與工件上沿相接觸以承載整個探傷設(shè)備，利用機(jī)架主動輪5和機(jī)架從動輪6可驅(qū)動整機(jī)相對于工件運(yùn)動，機(jī)架從動輪6與驅(qū)動機(jī)架3間以滑動副形式相接觸，機(jī)架主動輪5和機(jī)架從動輪6均以滾輪與工件接觸，二者之間徑向位置可調(diào)，可對不同壁厚的工件加緊；導(dǎo)軌升降輪4可以實現(xiàn)導(dǎo)軌在工件上的升降。探傷裝置以探傷升降輪9與導(dǎo)軌相接觸，可使探傷裝置沿著導(dǎo)軌上下移動，探傷調(diào)節(jié)螺桿11通過緊定螺母12與螺桿支架10連接，可實現(xiàn)探傷調(diào)節(jié)螺桿11前后位置的調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同曲率半徑的筒節(jié)，螺桿支架10可在探傷機(jī)架8上往復(fù)滑動，探傷調(diào)節(jié)螺桿11末端的探頭上安裝有恒壓彈簧14，在彈簧支架的限制下可使探頭15被壓短的最大長度一定，這樣當(dāng)探頭15被完全壓入彈簧支架以后，可設(shè)定探頭15與工件間的壓力值并保持不變，在恒壓彈簧14后邊存在一個隨動的轉(zhuǎn)動副，來適應(yīng)工件的曲面變化，以保證探頭與工件始終垂直，恒壓彈簧14與探傷調(diào)節(jié)螺桿11 二者之間為保壓彈簧13，可令其壓力較大使探頭15完全壓入恒壓彈簧14的支架，這樣來保證探頭15與工件間接觸力為恒壓彈簧14的設(shè)定值；并設(shè)定保壓彈簧13的壓縮長度，以滿足當(dāng)螺桿支架10在探傷機(jī)架8上往復(fù)運(yùn)動時相對于筒節(jié)表面徑向距離的變化。導(dǎo)軌下端卡緊裝置中的滑動輪16和固定輪17位于同一水平面上，末端均為滾輪，固定輪17與導(dǎo)軌I固連，滑動輪16與導(dǎo)軌I以移動副相連，通過設(shè)定的幾個檔位來調(diào)節(jié)滑動輪16相對筒節(jié)的徑向距離，以適應(yīng)不同壁厚工件；調(diào)節(jié)拉桿2與下卡緊裝置相配合，共同實現(xiàn)導(dǎo)軌I與工件間的可靠固定，以保證探傷時系統(tǒng)的穩(wěn)定。本發(fā)明探傷機(jī)在非工作狀態(tài)可附著某一工件上，避免了設(shè)備對工位的要求。其工作狀態(tài)如圖5所示，首先利用天車將探傷機(jī)整體吊至待測筒節(jié)類工件上方并安裝、調(diào)整就位，由導(dǎo)軌升降輪4使導(dǎo)軌脫離地面，由機(jī)架主動輪5驅(qū)動，改變導(dǎo)軌I與工件相對位置，并與下卡緊裝置和調(diào)節(jié)拉桿2共同鎖定探測區(qū)域，之后內(nèi)、外探傷裝置自動升高(或下降)至初始點，通過內(nèi)、外探傷裝置的自動升降和螺桿支架10可在探傷機(jī)架8上往復(fù)滑動，進(jìn)行區(qū)域內(nèi)探測。待探測完成后，驅(qū)動裝置帶動整機(jī)沿工件的上沿移動到下一個工位，重復(fù)前述過程，連續(xù)進(jìn)行至探測區(qū)覆蓋整個工件內(nèi)、外表面，則探傷完畢。
權(quán)利要求1.一種分區(qū)爬壁式半自動大型筒節(jié)類件超聲波探傷機(jī)包括導(dǎo)軌，驅(qū)動裝置，探傷裝置，卡緊裝置，其特征是界于工件內(nèi)外壁之間的支架導(dǎo)軌作為機(jī)架，叉形騎跨在筒節(jié)的立臂上，在支架導(dǎo)軌機(jī)架上端設(shè)計有機(jī)架驅(qū)動裝置并通過一組輪與工件上沿接觸，調(diào)節(jié)拉桿與下卡緊裝置相配合，共同實現(xiàn)導(dǎo)軌與工件間的可靠固定，以保證探傷時系統(tǒng)的穩(wěn)定；驅(qū)動裝置中導(dǎo)軌升降輪對導(dǎo)軌進(jìn)行升降，機(jī)架驅(qū)動裝置中有主動摩擦輪、側(cè)方從動導(dǎo)向輪及承重鋼珠輥，利用其可改變支架導(dǎo)軌與工件的相對位置、姿態(tài)，側(cè)方從動導(dǎo)向輪可沿筒節(jié)徑向調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同壁厚工件；探傷裝置通過導(dǎo)軌附著于筒節(jié)類工件內(nèi)、外壁上，探傷裝置以探傷升降輪與導(dǎo)軌相接觸，可使探傷裝置沿著導(dǎo)軌上下移動；垂直導(dǎo)軌下端為卡緊裝置，工件內(nèi)側(cè)為固定輪，外側(cè)為滑動輪，可調(diào)節(jié)徑向位置以適應(yīng)不同壁厚工件并能保證探傷過程中與工件的固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述分區(qū)爬壁式半自動大型筒節(jié)類件超聲波探傷機(jī)，其特征在于探傷裝置通過調(diào)節(jié)探傷升降輪與探傷調(diào)節(jié)螺桿的調(diào)節(jié)可以適應(yīng)不同曲率半徑的筒節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述分區(qū)爬壁式半自動大型筒節(jié)類件超聲波探傷機(jī)，其特征在于在恒壓彈簧后邊存在一個隨動的轉(zhuǎn)動副，來適應(yīng)工件的曲面變化，以保證探頭與工件始終垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述分區(qū)爬壁式半自動大型筒節(jié)類件超聲波探傷機(jī)，其特征在于滑動輪與導(dǎo)軌以移動副相連，通過設(shè)定的幾個檔位來調(diào)節(jié)滑動輪相對筒節(jié)的徑向距離，以適應(yīng)不同壁厚工件。
專利摘要本實用新型設(shè)計一種分區(qū)爬壁式半自動大型筒節(jié)類件超聲波探傷機(jī)，包括導(dǎo)軌，驅(qū)動裝置，探傷裝置和卡緊裝置等，其特征是待測工件固定不動，探傷機(jī)借助支架導(dǎo)軌附掛于筒節(jié)類件壁上，驅(qū)動支架導(dǎo)軌逐步的沿筒節(jié)上沿圓周按工步移動、調(diào)整并定位，卡緊裝置與驅(qū)動裝置配合將工件卡緊定位，探傷裝置沿導(dǎo)軌移動進(jìn)行探傷工作；機(jī)架驅(qū)動裝置中有主動摩擦輪、側(cè)方從動導(dǎo)向輪及承重鋼珠輥，利用其可改變支架導(dǎo)軌與工件的相對位置、姿態(tài)，側(cè)方從動導(dǎo)向輪可沿筒節(jié)徑向調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同壁厚工件；探傷裝置中含保壓彈簧，可保證探頭與工件接觸力的相對穩(wěn)定。其優(yōu)點是完全模擬人工探傷工藝；待測筒節(jié)類工件不動、不需準(zhǔn)確定位，正常存放即可，不需要吊運(yùn)和專門的工位，探傷機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低。
文檔編號G01N29/04GK202903742SQ20122061109
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者曾達(dá)幸, 韓春勝, 周玉林, 侯雨雷, 姚建濤, 趙永生 申請人:燕山大學(xué)