CN100578212C - 超声波在线探伤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波在线探伤装置，通过该装置可对加工过程中的工件进行在线和实时的超声波探伤检测。包括探头装置、供油装置及超声波检测分析仪，所述探头装置安装在加工机床的进刀机构上，超声波探头固定在探头装置上且与工件加工表面相对，所述探头装置包括形成连接的支杆、探头座，超声波探头安装固定在探头座的前端，探头座与支杆之间设置有防碰撞机构。本发明的有益效果是，可对加工过程中的工件实现实时在线自动超声波探伤检测，可极大地提高大型工件的探伤检测速度和效率，并有利于保障大型工件的制造质量。结构简单，设置方便，超声波探头的位置能灵活地改变或得到精确地调整，且能有效地防止超声波探头因意外碰撞而损坏。
Description
技术领域
本发明涉及一种超声波探伤装置，特别涉及一种对加工中工件进行在线探伤的超声波探伤装置。
背景技术
超声波探伤是在不破坏工件的前提下检查工件内部缺陷的主要技术方法。大型发电设备的主要零部件、核电站设备及各种管道、桥梁构件、大型装备的主要工件(如焊接件、锻件、铸件)等均需要进行超声波探伤，以保障其制造质量。因此，超声波检测是国家重大工程和各类重要民用品制造中保证质量的一项关键技术。
目前对于大型工件进行超声波检测常用的超声波探伤设备均需手工操作，依靠个人经验评判，不具备缺陷在线和实时自动检测功能，存在效率低下、劳动强度大、主观标准不一致、检测成本高等缺点。尤其是大型回转体工件，如气轮机主轴、重型容器等，工件重达数吨、数十吨，手工探伤工作量大、速度低，有时需花费几天时间才能完成，检测质量难以保证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种超声波在线探伤装置，通过该装置可对加工过程中的工件进行在线和实时的超声波探伤检测。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：超声波在线探伤装置，包括探头装置、供油装置及超声波检测分析仪，所述探头装置安装在加工机床的进刀机构上，超声波探头固定在探头装置上且与工件加工表面相对；所述探头装置包括形成连接的支杆、探头座，超声波探头安装固定在探头座的前端，探头座与支杆之间设置有防碰撞机构；所述探头座通过连接套与支杆形成连接；所述防碰撞机构包括开设在所述支杆前部的轴向导孔和位于其内的减震弹簧，连接套与该轴向导孔滑动配合，减震弹簧作用于连接套上。
本发明采用的另一种方案是：超声波在线探伤装置，包括探头装置、供油装置及超声波检测分析仪，所述探头装置安装在加工机床的进刀机构上，超声波探头固定在探头装置上且与工件加工表面相对；所述探头装置包括形成连接的支杆、探头座，超声波探头安装固定在探头座的前端，探头座与支杆之间设置有防碰撞机构；所述支杆与探头座之间设置有多自由度调节机构，探头座通过连接套与多自由度调节机构连接；所述防碰撞机构包括开设在支杆前部的轴向导孔和位于其内的减震弹簧，以及连接在多自由度方向调节构件上的套筒，套筒与该轴向导孔滑动配合，减震弹簧作用于套筒上。
作为对上述两种技术方案的进一步优化，为能精确地调整超声波探头与工件加工表面之间的间隙，所述探头座具有沿轴线向后延伸的导向轴，所述连接套上开设有与该导向轴滑动配合的导向孔；所述探头座与连接套之间设置有使探头座沿导向孔移动的微调机构。
本发明的有益效果是，可对加工过程中的工件进行超声波探伤检测，实现实时在线自动检测，可极大地提高大型工件的探伤检测速度和效率，并有利于保障大型工件的制造质量。结构简单，设置方便，超声波探头的位置能灵活地改变或得到精确地调整，且能有效地防止超声波探头因意外碰撞而损坏。
附图说明
本说明书包括如下六幅附图：
图1是本发明超声波在线探伤装置的一种运用方式的示意图，图中示出的探头装置安装固定在车床的刀架上，对回转体工件进行在线超声波探伤；
图2是本发明超声波在线探伤装置中探头装置实施例1的结构示意图；
图3是本发明超声波在线探伤装置中探头装置实施例2的结构示意图；
图4是本发明超声波在线探伤装置中超声波探头的结构示意图；
图5是本发明超声波在线探伤装置中探头座的结构示意图；
图6是本发明超声波在线探伤装置中微调机构的结构示意图；
图7是本发明超声波在线探伤装置中探头装置的另一种安装方式的示意图。
图中零部件、部位及编号：探头装置1、供油装置2、超声波检测分析仪3、支杆10、套筒11、减震弹簧12、安装孔13、多自由度方向调节构件20、连接套30、导向孔31、调节螺栓32、压缩弹簧33、探头座40、导向轴41、超声波探头50、供油环51、油孔51a、油槽51b、磁性表座60、磁性底座61、竖杆62、支撑杆63、锁紧螺母64、车床70、车床刀架71、工件72。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参照图1、图2和图3，本发明的超声波在线探伤装置，包括探头装置1、供油装置2及超声波检测分析仪3。所述探头装置1安装在加工机床的进刀机构上，超声波探头50固定在探头装置1上且与工件加工表面相对。为便于安装和防止超声波探头因意外碰撞而损坏，所述探头装置1包括形成连接的支杆10、探头座40，超声波探头50安装固定在探头座40的前端，探头座40与支杆10之间设置有防碰撞机构。
图2示出的是所述探头装置1可采用的一种具体结构。参照图2，所述探头座40通过连接套30与支杆10形成连接，所述防碰撞机构包括开设在所述支杆10前部的轴向导孔和位于其内的减震弹簧12，连接套30与该轴向导孔滑动配合，减震弹簧12作用于连接套30上。
图3示出的是所述探头装置1可采用的另一种具体结构。参照图3，为能方便地将探头装置1安装于车床刀架上并能灵活地调整超声波探头50的位置，在所述支杆10与探头座40之间设置有多自由度调节构件20，探头座40通过连接套30与多自由度调节构件20连接。所述防碰撞机构包括开设在支杆10前部的轴向导孔和位于其内的减震弹簧12，以及连接在多自由度方向调节构件20上的套筒11，套筒11与该轴向导孔滑动配合，减震弹簧12作用于套筒11上。从尽量简化探头装置1的结构考虑，所述多自由度方向调节构件20可优选的采用图3中示出的球形万向接头。
为能精确地调整超声波探头与工件加工表面之间的间隙，参照图2、图3和图5，所述探头座40具有沿轴线向后延伸的导向轴41，所述连接套30上开设有与该导向轴41滑动配合的导向孔31，所述探头座40与连接套30之间设置有使探头座40沿导向孔31移动的微调机构。图4示出了微调机构的一种具体结构，即所述微调机构包括调节螺栓32和压缩弹簧33，所述该调节螺栓32设置在连接套30上，其前端沿轴线作用于探头座40的后端面上，所述压缩弹簧33套装在调节螺栓32上，其两端分别作用于连接套30、探头座40上。
参照图2和图3，所述超声波探头通过过配合安装固定在探头座40前部的轴颈上。参照图4，超声波探头50的外周壁上安装有供油环51，供油环51具有通过输油软管与供油泵连接的油孔51a，和沿周向均布的油槽51b。在供油装置2中，作为耦合介质的油从油槽中通过供油泵泵出进入输油软管，输油软管与探头装置上的油孔相连，油进入油孔51a后流入供油环51内，再由供油环51表面的多个油槽51b流出，流入工件72加工表面和超声波探头50之间，使得超声波能够在超声波探头50和加工表面之间传播，附着在工件72上的油由于重力作用滴落在挡油板上，挡油板再将油送回油槽中，这样就形成了油介质的耦合回路。
所述探头装置1可通过支杆10夹持固定在加工机床的进刀机构上，通过加工机床的进刀机构，可以实现轴线方向的大进给量调整，当超声波探头50快接近工件72加工表面时，利用探头装置1上由调节螺栓32、压缩弹簧33构成的微调装置可实现轴向微调进给调整，当超声波探头50角度与工件72加工表面不合适时，可通过多自由度调节机构20方便和灵活地调整。
参照图7，所述探头装置1也可通过磁性表座60设置于加工机床的进刀机构上，磁性表座60由磁性底座61、竖杆62和支撑杆63构成，支撑杆63的前部与开设在支杆10后部的安装孔13配合，而其后端则通过锁紧螺母64与竖杆62可转动连接。通过调节支撑杆63插入支杆10的尾部长度可来选择超声波探头和加工工件的合适位置，再通过由调节螺栓32、压缩弹簧33构成的微调装置即可实现轴线微进给调整，通过改变旋转支撑杆63的角度和/旋转竖杆62，便可实现多自由度方向调整。
图1示出的是将本发明的超声波在线探伤装置运用于加工中回转体工件在线自动探伤的实例。参照图1，所述探头装置1安装于车床刀架71上，超声波探头50通过信号线与超声波检测分析仪3连接，供油装置2通过供油软管与超声波探头连接。超声波探头50随车床70的车床刀架71移动，对工件72加工表面进行探伤检测，并将信号传送到超声波检测分析仪3。
Claims (12)
1.超声波在线探伤装置，包括探头装置(1)、供油装置(2)及超声波检测分析仪(3)，所述探头装置(1)安装在加工机床的进刀机构上，超声波探头(50)固定在探头装置(1)上且与工件加工表面相对，其特征是：所述探头装置(1)包括形成连接的支杆(10)、探头座(40)，超声波探头(50)安装固定在探头座(40)的前端，探头座(40)与支杆(10)之间设置有防碰撞机构；
所述探头座(40)通过连接套(30)与支杆(10)形成连接；
所述防碰撞机构包括开设在所述支杆(10)前部的轴向导孔和位于其内的减震弹簧(12)，连接套(30)与该轴向导孔滑动配合，减震弹簧(12)作用于连接套(30)上。
2、如权利要求1所述的超声波在线探伤装置，其特征是：所述探头座(40)具有沿轴线向后延伸的导向轴(41)，所述连接套(30)上开设有与该导向轴(41)滑动配合的导向孔(31)；所述探头座(40)与连接套(30)之间设置有使探头座(40)沿导向孔(31)移动的微调机构。
3、如权利要求2所述的超声波在线探伤装置，其特征是：所述微调机构包括调节螺栓(32)和压缩弹簧(33)；所述该调节螺栓(32)设置在连接套(30)上，其前端沿轴线作用于探头座(40)的后端面上；所述压缩弹簧(33)套装在调节螺栓(32)上，其两端分别作用于连接套(30)、探头座(40)上。
4、如权利要求1所述的超声波在线探伤装置，其特征是：所述超声波探头(50)通过配合安装固定在探头座(40)前部的轴颈上；超声波探头(50)的外周壁上安装有供油环(51)，供油环(51)具有通过输油软管与供油泵连接的油孔(51a)，和沿周向均布的油槽(51b)。
5、如权利要求1所述的超声波在线探伤装置，其特征是：所述探头装置(1)通过支杆(10)夹持固定在加工机床的进刀机构上。
6、如权利要求1所述的超声波在线探伤装置，其特征是：所述探头装置(1)通过磁性表座(60)设置于加工机床的进刀机构上；所述磁性表座(60)由磁性底座(61)、竖杆(62)和支撑杆(63)构成，支撑杆(63)的前部与开设在支杆(10)后部的安装孔(13)配合，而其后端则通过锁紧螺母(64)与竖杆(62)可转动连接。
7.超声波在线探伤装置，包括探头装置(1)、供油装置(2)及超声波检测分析仪(3)，所述探头装置(1)安装在加工机床的进刀机构上，超声波探头(50)固定在探头装置(1)上且与工件加工表面相对，其特征是：所述探头装置(1)包括形成连接的支杆(10)、探头座(40)，超声波探头(50)安装固定在探头座(40)的前端，探头座(40)与支杆(10)之间设置有防碰撞机构；
所述支杆(10)与探头座(40)之间设置有多自由度调节机构(20)，探头座(40)通过连接套(30)与多自由度调节机构(20)连接；
所述防碰撞机构包括开设在支杆(10)前部的轴向导孔和位于其内的减震弹簧(12)，以及连接在多自由度方向调节构件(20)上的套筒(11)，套筒(11)与该轴向导孔滑动配合，减震弹簧(12)作用于套筒(11)上。
8.如权利要求7所述的超声波在线探伤装置，其特征是：所述探头座(40)具有沿轴线向后延伸的导向轴(41)，所述连接套(30)上开设有与该导向轴(41)滑动配合的导向孔(31)；所述探头座(40)与连接套(30)之间设置有使探头座(40)沿导向孔(31)移动的微调机构。
9.如权利要求8所述的超声波在线探伤装置，其特征是：所述微调机构包括调节螺栓(32)和压缩弹簧(33)；所述该调节螺栓(32)设置在连接套(30)上，其前端沿轴线作用于探头座(40)的后端面上；所述压缩弹簧(33)套装在调节螺栓(32)上，其两端分别作用于连接套(30)、探头座(40)上。
10.如权利要求7所述的超声波在线探伤装置，其特征是：所述超声波探头(50)通过配合安装固定在探头座(40)前部的轴颈上；超声波探头(50)的外周壁上安装有供油环(51)，供油环(51)具有通过输油软管与供油泵连接的油孔(51a)，和沿周向均布的油槽(51b)。
11.如权利要求7所述的超声波在线探伤装置，其特征是：所述探头装置(1)通过支杆(10)夹持固定在加工机床的进刀机构上。
12.如权利要求7所述的超声波在线探伤装置，其特征是：所述探头装置(1)通过磁性表座(60)设置于加工机床的进刀机构上；所述磁性表座(60)由磁性底座(61)、竖杆(62)和支撑杆(63)构成，支撑杆(63)的前部与开设在支杆(10)后部的安装孔(13)配合，而其后端则通过锁紧螺母(64)与竖杆(62)可转动连接。
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