本發(fā)明涉及一種超聲無損檢測領(lǐng)域的檢測設(shè)備，更具體的說，它是一種柔性超聲相控陣換能器支架。

背景技術(shù)：

與傳統(tǒng)的超聲檢測技術(shù)相比，超聲相控技術(shù)有很多突出的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在了超聲無損檢測領(lǐng)域。目前，超聲相控陣成像檢測的陣列換能器一般都是剛性的，探測不同軸徑時(shí)需要加工相應(yīng)弧度的楔塊來匹配，有人提出采用多個(gè)楔塊形成組合探頭的方式，但仍舊改變不了需要多個(gè)探頭的事實(shí)，而且在探測過程中需要控制多個(gè)楔塊的伸縮進(jìn)給，增加了作業(yè)量，降低了工作效率。

柔性超聲相控陣換能器可以根據(jù)被測物體的形狀自適應(yīng)調(diào)整其外形，適應(yīng)于不同軸徑的探測。由于柔性超聲相控陣換能器弧度可變，在探測不同直徑的軸段時(shí)，其弧度隨軸徑的變化而改變，對于一個(gè)長度固定的柔性換能器，其彎曲的弧度越大，換能器越容易因過分伸縮而損壞，因此設(shè)計(jì)一種可適應(yīng)柔性超聲相控陣換能器弧度變化的支架具有重要意義。針對以上問題，本發(fā)明提出一種柔性超聲相控陣換能器支架，其可以保證在探測不同軸徑時(shí)換能器能夠緊密貼合待測車軸表面而不松垮，并且可以有效避免柔性換能器因過分拉扯而損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種柔性超聲相控陣換能器支架，該支架具有隨換能器弧度變化而微調(diào)的能力，在探測軸徑較大、弧度較小的車軸時(shí)，保證換能器能夠緊密貼合待測車軸表面而不松垮；在探測軸徑較小、弧度較大的車軸時(shí)，換能器不因過分拉扯而損壞。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明所提供的一種柔性超聲相控陣換能器支架包括支撐座總成1、彈簧緩沖安全保護(hù)裝置2、柔性換能器小支架總成3；支撐座總成1通過底部支座4的四個(gè)聯(lián)接孔固定安裝在無損探傷臺的托板上，用于支撐整個(gè)換能器支架；彈簧緩沖安全保護(hù)裝置2通過支撐銷6固定安裝在支撐座總成1的立柱5上，其主要用于在探測不同軸徑的車軸時(shí)，軸徑變化較大或探測過程中產(chǎn)生沖擊時(shí)，通過彈簧的變形來減少對換能器的沖擊，從而保護(hù)換能器；柔性換能器小支架總成3安裝于前壓板11的t型槽內(nèi)，小支架14可以沿t型導(dǎo)軌上下移動。

技術(shù)方案中所述的支撐座總成1包括支座4、立柱5、支撐銷6及鎖緊螺母7；支座4上加工有四個(gè)聯(lián)接孔，用于與無損探傷臺的托板固定聯(lián)接；立柱5焊接在支座4上，并焊有加強(qiáng)筋，以提高立柱5的支撐剛度；支撐銷6焊接在立柱5上，通過軸肩限定后壓板8的位置，并通過鎖緊螺母7鎖緊。

技術(shù)方案中所述的彈簧緩沖安全保護(hù)裝置2包括后壓板8、一對預(yù)緊彈簧9、一對支桿10、前壓板11、彈簧銷12、聯(lián)接螺母13；后壓板8中間部位加工一個(gè)圓形通孔，用于與立柱5固定聯(lián)接，后壓板8上下兩端分別加工一個(gè)聯(lián)接孔，聯(lián)接孔左側(cè)加工內(nèi)六角沉孔，右側(cè)加工彈簧座，支桿10的六角頭焊接于沉孔內(nèi)；預(yù)緊彈簧9為不銹鋼壓縮彈簧，其一端壓裝于后壓板8上下兩端聯(lián)接孔的彈簧座內(nèi)，另一端壓裝于前壓板11上下兩端聯(lián)接孔加工的彈簧座內(nèi)，并套在支桿10上；支桿10為一個(gè)一端加工六角頭，一端加工螺紋的銷軸，支桿10的六角頭焊接于后壓板8上下兩端聯(lián)接孔的沉孔內(nèi)，另一端由聯(lián)接螺母13鎖緊；前壓板11背面焊有加強(qiáng)筋，以提高其剛度，上下兩端分別加工一個(gè)聯(lián)接孔，聯(lián)接孔朝向后壓板8一側(cè)加工彈簧座，聯(lián)接孔與支桿10間隙配合，前壓板11可以沿支桿10相對移動；前壓板11正面中間位置加工一個(gè)t型槽，t型槽的尺寸根據(jù)小支架14底座尺寸而定，小支架14可以在t型槽內(nèi)上下滑動；小支架上固裝有彈簧銷12，彈簧銷中間銑有彈簧定位槽，用于小支架回位彈簧15的聯(lián)接與定位。

技術(shù)方案中所述的柔性換能器小支架總成3包括一對小支架14、一對小支架回位彈簧15以及一個(gè)柔性超聲相控陣換能器16；小支架14為一個(gè)底座為t型的支架，小支架14中間位置兩側(cè)分別加工圓形通孔，用于安裝彈簧銷12；小支架回位彈簧15安裝在彈簧銷12上；一對小支架14安裝于前壓板11的t型槽內(nèi)，柔性超聲相控陣換能器16固定于兩個(gè)小支架14上，隨著小支架14的上下移動改變其弧度。

本發(fā)明的有益效果是：

在探測不同軸徑的車軸時(shí)，柔性換能器自適應(yīng)地調(diào)整探頭的外形，柔性換能器小支架14在小支架回位彈簧15的作用下沿導(dǎo)軌移動，隨柔性換能器的伸縮而自適應(yīng)調(diào)節(jié)。該支架可以實(shí)現(xiàn)不同軸徑的探傷，檢測效率高，并且可以避免柔性換能器因過分伸縮而損壞。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

圖1是本發(fā)明柔性超聲相控陣換能器支架結(jié)構(gòu)軸側(cè)圖；

圖2是本發(fā)明柔性超聲相控陣換能器支架中支撐座總成結(jié)構(gòu)爆炸圖；

圖3是本發(fā)明柔性超聲相控陣換能器支架中彈簧緩沖安全保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)爆炸圖；

圖4是本發(fā)明柔性超聲相控陣換能器支架中柔性換能器小支架總成結(jié)構(gòu)爆炸圖；

圖5是本發(fā)明柔性超聲相控陣換能器支架中柔性換能器陣元晶片與軟基安裝示意圖；

圖6是探測過程中初始狀態(tài)示意圖；

圖7是探測過程中支架徑向進(jìn)給車軸，探頭貼合車軸表面示意圖；

圖8是探測過程中軸徑變化時(shí)，前壓板在預(yù)緊彈簧作用下向左移動示意圖；

圖9是探測結(jié)束，柔性超聲相控陣換能器支架復(fù)位示意圖；

圖中，1.支撐座總成，2.彈簧緩沖安全保護(hù)裝置，3.柔性換能器小支架總成，4.支座，5.立柱，6.支撐銷，7.鎖緊螺母，8.后壓板，9.預(yù)緊彈簧，10.支桿，11.前壓板，12.彈簧銷，13.聯(lián)接螺母，14.小支架，15.小支架回位彈簧，16.柔性超聲相控陣換能器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:

參閱圖1本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：一種柔性超聲相控陣換能器支架，包括支撐座總成1、彈簧緩沖安全保護(hù)裝置2、柔性換能器小支架總成3。支撐座總成1通過底部支座4的四個(gè)聯(lián)接孔固定安裝在無損探傷臺的托板上，用于支撐整個(gè)換能器支架；彈簧緩沖安全保護(hù)裝置2通過支撐銷6固定安裝在支撐座總成1的立柱5上，其主要用于在探測不同軸徑的車軸時(shí)，軸徑變化較大或探測過程中產(chǎn)生沖擊時(shí)，通過彈簧的變形來減少對換能器的沖擊，從而保護(hù)換能器；柔性換能器小支架總成3安裝于前壓板11的t型槽內(nèi)，小支架14可以沿t型導(dǎo)軌上下移動。

參閱圖2，所述的支撐座總成1包括支座4、立柱5、支撐銷6及鎖緊螺母7。支座4上加工有四個(gè)聯(lián)接孔，用于與無損探傷臺的托板固定聯(lián)接；立柱5焊接在支座4上，并焊有加強(qiáng)筋，以提高立柱5的支撐剛度；支撐銷6焊接在立柱5上，通過軸肩限定后壓板8的位置，并通過鎖緊螺母7鎖緊。

參閱圖3，所述的彈簧緩沖安全保護(hù)裝置2包括后壓板8、一對預(yù)緊彈簧9、一對支桿10、前壓板11、彈簧銷12、聯(lián)接螺母13。后壓板8中間部位加工一個(gè)圓形通孔，用于與立柱5固定聯(lián)接；后壓板8上下兩端分別加工一個(gè)聯(lián)接孔，聯(lián)接孔左側(cè)加工內(nèi)六角沉孔，右側(cè)加工彈簧座，支桿10的六角頭焊接于沉孔內(nèi)；預(yù)緊彈簧9為不銹鋼壓縮彈簧，其一端壓裝于后壓板8上下兩端聯(lián)接孔的彈簧座內(nèi)，另一端壓裝于前壓板11上下兩端聯(lián)接孔加工的彈簧座內(nèi)，并套在支桿10上；支桿10為一個(gè)一端加工六角頭，一端加工螺紋的銷軸，支桿10的六角頭焊接于后壓板8上下兩端聯(lián)接孔的沉孔內(nèi)，另一端由聯(lián)接螺母13鎖緊；前壓板11背面焊有加強(qiáng)筋，以提高其剛度，上下兩端分別加工一個(gè)聯(lián)接孔，聯(lián)接孔朝向后壓板8一側(cè)加工彈簧座，聯(lián)接孔與支桿10間隙配合，前壓板11可以沿支桿10相對移動；前壓板11正面中間位置加工一個(gè)t型槽，t型槽的尺寸根據(jù)小支架14底座尺寸而定，小支架14可以在t型槽內(nèi)上下滑動；小支架上固裝有彈簧銷12，彈簧銷中間銑有彈簧定位槽，用于小支架回位彈簧15的聯(lián)接與定位。

參閱圖4，所述的柔性換能器小支架總成3包括一對小支架14、一對小支架回位彈簧15以及一個(gè)柔性超聲相控陣換能器16。小支架14為一個(gè)底座為t型的支架，小支架14中間位置兩側(cè)分別加工圓形通孔，用于安裝彈簧銷12；小支架回位彈簧15安裝在彈簧銷12上；一對小支架14安裝于前壓板11的t型槽內(nèi)，柔性超聲相控陣換能器16固定于兩個(gè)小支架14上，隨著小支架14的上下移動改變其弧度。

參閱圖5，所述柔性超聲相控陣換能器采用32陣元，將陣元晶片置于軟基上，可以檢測的軸徑范圍為90-178mm。

在探傷過程中，換能器支架的作用過程如下：

(1)參閱圖6，當(dāng)換能器尚未接觸待測車軸時(shí)，柔性換能器處于自然放松狀態(tài)，弧度很小，接近平面，此時(shí)柔性換能器上小支架在上小支架回位彈簧拉伸作用下保持平衡，下小支架落在t型槽底端，下小支架回位彈簧處于拉伸狀態(tài)，前、后壓板間的預(yù)緊彈簧不產(chǎn)生預(yù)緊力。

(2)參閱圖7，當(dāng)支架徑向緩慢進(jìn)給車軸，換能器從接觸車軸到貼合車軸表面的過程中，由于換能器的柔性特征，將形成與待測車軸相同的弧度，兩個(gè)小支架的垂直距離將隨其弧度的增大而減小，迫使一組小支架克服彈簧的作用力向內(nèi)靠攏，小支架回位彈簧進(jìn)一步被拉伸，直到換能器完全貼合車軸表面。此時(shí)由于換能器緩慢靠近車軸，沒有沖擊作用，前壓板在預(yù)緊彈簧伸張力的作用下無相對運(yùn)動。換能器支架總成軸向進(jìn)給，進(jìn)行車軸的探傷檢測。

(3)參閱圖8，在車軸探傷檢測過程中，由于軸徑的突然變化或因檢測過程中的振動沖擊產(chǎn)生較大沖擊力時(shí)，彈簧緩沖安全保護(hù)裝置中的預(yù)緊彈簧被壓縮，前壓板帶著小支架及柔性換能器總成沿支桿方向遠(yuǎn)離車軸，以減小對換能器的沖擊，保護(hù)換能器，直至平穩(wěn)后繼續(xù)探傷檢測。

(4)參閱圖9，在車軸探傷檢測完成后，支架及換能器沿徑向和軸向退回起始位置，上下小支架也在小支架回位彈簧的作用下回到原來的平衡位置，柔性換能器恢復(fù)自然弧度狀態(tài)，等待下一次檢測。