CN101858889B - 涡轮轴焊缝超声波探伤设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡轮轴焊缝超声波探伤设备。采用其中一套能够固定、纵向运动并且使涡轮轴旋转的机构，另外一套能够在垂向、横向两个坐标方向运动的机构用于固定及移动探头。涡轮轴安装在运动部分之后，运动至水箱内合理的位置，然后超声波探头在电机的驱动下运动至焊缝的正上方，涡轮轴在电机的驱动下旋转一周，超声波探头发射信号，并回收回波，即完成了扫描，信号处理与控制部分根据探头位置及回波检测焊缝，并控制两套运动机构回到起始位置。本发明的涡轮轴焊缝超声波探伤设备操作方便，检测成本低，并且可以保证360度检测及焊缝检测准确率，并且适用于同类但尺寸不同产品的检测。

Description

涡轮轴焊缝超声波探伤设备

技术领域

本发明涉及超声波探伤设备，尤其是涉及一种涡轮轴焊缝超声波探伤设备。

背景技术

涡轮轴在工业领域有着广泛的用途。如涡轮轴增压器，被大量运用到船只、有轨机动车及固定式机器，也常用于大型柴油机发动机中，它可以显著提升发动机的进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，而不会大幅度增加发动机重量，这也是涡轮增压器如此受欢迎的一个重要因素；还有涡轮轴发动机，燃气通过动力涡轮输出轴功率的燃气涡轮发动机，涡轮轴发动机主要用于直升机，直升机的工作任务对发动机提出了一些特殊要求。直升机一般用于执行短途飞行，发动机经常处于起飞、悬停、爬升等工作状态，这就要求部件有良好的耐低频疲劳性能。直升机经常接近地面，发动机经常受到外来物的侵蚀，所以要求有良好的抗侵蚀能力，一般进气部分常装有防护装置。涡轮轴发动机与之相比，由于具有涡轮喷气发动机的特性，其功率大，重量轻，功率重量比大。

因上可知，涡轮轴的重要性非同一般。其光轴部分必须有非常高的制造精度，而涡轮部分又是铸出来的，它们分别生产出来以后必须进行焊接，因此此处的焊接质量将起着关键性的作用，它将决定涡轮轴的最终寿命。因此如何可靠、迅速地完成焊缝的检测是涡轮轴生产厂家所关心的关键技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡轮轴焊缝超声波探伤设备，从而能够可靠、高效地完成焊缝质量的检测，确保生产涡轮轴的质量。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

本发明在底座的一侧安装有第一纵向底板，安装在第一纵向底板上的第一纵向电机连接第一纵向丝杠，同时第一纵向底板上的第一纵向导轨与横向底板连接，横向底板通过第一丝杠螺母套在第一纵向丝杠上；安装在横向底板上的横向电机连接横向丝杠，同时横向底板上的横向导轨与横向滑动板连接，横向滑动板通过第二丝杠螺母套在横向丝杠上，探头固定架的一端固连在横向滑动板上，超声波探头固定在探头固定架另一端上，底座的另一侧安装有第二纵向底板；安装在第二纵向底板上的第二纵向电机连接第二纵向丝杠，同时第二纵向底板上的第二纵向导轨与第二纵向滑动板连接，第二纵向滑动板通过第三丝杠螺母套在第二纵向丝杠上，旋转电机固定板固连在第二纵向滑动板上，旋转电机安装在旋转电机固定板上，传动轴一端与旋转电机转轴连接，传动轴中部通过传动轴固定板固定，传动轴套连接在另一端传动轴上，固定夹套筒安装于传动轴套上，涡轮轴固定夹套在固定夹套筒内，固定夹调整套与涡轮轴固定夹的局部螺纹啮合，水箱安装在旋转电机正下方的底座上。

所述的固定夹调整套与涡轮轴固定夹的局部螺纹啮合是涡轮轴固定夹局部有等分的凸台，凸台的外径比固定夹套筒的外径大，凸台上有螺纹，凸台上的螺纹与固定夹调整套的螺纹啮合。

所述的涡轮轴固定夹设置手柄。

所述的涡轮轴固定夹夹紧部位开均布的多条夹紧槽，涡轮轴固定夹夹紧部位的内径比被测的涡轮轴夹紧部位的直径大0.1到5mm。

所述的涡轮轴固定夹套在固定夹套筒内，涡轮轴固定夹和固定夹套筒的配合接触面为斜面。

本发明具有的有益效果是：

本发明的涡轮轴焊缝超声波探伤设备操作方便，检测成本低，并且可以保证360度检测及焊缝检测准确率，并且适用于同类但尺寸不同产品的检测。

附图说明

图1是本发明的总体结构图。

图2是涡轮轴夹紧装置剖视图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是涡轮轴示意图。

图中：1、第一纵向电机，2、第一纵向丝杠，3、第一纵向导轨，4、第一纵向底板，5、横向电机，6、横向丝杠，7、横向导轨，8、横向底板，9、横向滑动板，10、探头固定架，11、底座，12、超声波探头，13、涡轮轴，14、水箱，15、涡轮轴固定夹，16、固定夹套筒，17、固定夹调整套，18、传动轴套，19、第二纵向底板，20、第二纵向导轨，21、第二纵向丝杠，22、第二纵向电机，23、第二纵向滑动板，24、旋转电机固定板，25、旋转电机，26、传动轴，27、传动轴固定板，28、涡轮轴焊缝。

具体实施方式

以下结合附图和实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明在底座11的一侧安装有第一纵向底板4，安装在第一纵向底板4上的第一纵向电机1连接第一纵向丝杠2，同时第一纵向底板4上的第一纵向导轨3与横向底板8连接，横向底板8通过第一丝杠螺母套在第一纵向丝杠2上；安装在横向底板8上的横向电机5连接横向丝杠6，同时横向底板8上的横向导轨7与横向滑动板9连接，横向滑动板9通过第二丝杠螺母套在横向丝杠6上，探头固定架10的一端固连在横向滑动板9上，超声波探头12固定在探头固定架10另一端上，底座11的另一侧安装有第二纵向底板19；安装在第二纵向底板19上的第二纵向电机22连接第二纵向丝杠21，同时第二纵向底板19上的第二纵向导轨20与第二纵向滑动板23连接，第二纵向滑动板23通过第三丝杠螺母套在第二纵向丝杠21上，旋转电机固定板24固连在第二纵向滑动板23上，旋转电机25安装在旋转电机固定板24上，传动轴26一端与旋转电机25转轴连接，传动轴26中部通过传动轴固定板27固定，传动轴套18连接在另一端传动轴26上，固定夹套筒16安装于传动轴套18上，涡轮轴固定夹15套在固定夹套筒16内，固定夹调整套17与涡轮轴固定夹15的局部螺纹啮合，水箱14安装在旋转电机25正下方的底座11上。

如图2、图3所示，所述的固定夹调整套17与涡轮轴固定夹15的局部螺纹啮合是涡轮轴固定夹15局部有等分的凸台，凸台的外径比固定夹套筒16的外径大，凸台上有螺纹，凸台上的螺纹与固定夹调整套17的螺纹啮合。

如图2、图3所示，所述的涡轮轴固定夹17设置手柄。

如图2、图3所示，所述的涡轮轴固定夹15夹紧部位开均布的多条夹紧槽，本实施例中为四条，涡轮轴固定夹15夹紧部位的内径比被测的涡轮轴13夹紧部位的直径大0.1到5mm。

如图2、图3所示，所述的涡轮轴固定夹15套在固定夹套筒16内，涡轮轴固定夹15和固定夹套筒16的配合接触面为斜面。

图4是被测涡轮轴的示意图。

如图1所示，底座11上安装有第一纵向底板4，第一纵向底板4上的第一纵向电机1可以带动第一纵向丝杠2转动，同时第一纵向底板4上的第一纵向导轨3与横向底板8连接，从而第一纵向丝杠2可以带动通过第一丝杠螺母套在其上的横向底板8在第一纵向导轨3上做上、下移动；安装在横向底板8上的横向电机5可以带动横向丝杠6转动，同时横向底板8上的横向导轨7与横向滑动板9连接，从而横向丝杠6可以带动通过第二丝杠螺母套在其上的横向滑动板9在横向导轨7上做左、右移动。探头固定架10安装在横向滑动板9上，超声波探头12固定在探头固定架10上。这样，超声波探头12就可以在垂向电机1及横向电机5的带动下作垂向及横向的移动。底座11也安装有第二纵向底板19，第二纵向底板19上的第二纵向电机22可以带动第二纵向丝杠21转动，同时第二纵向底板19上的第二纵向导轨20与第二纵向滑动板23连接，这样第二纵向丝杠21就可以带动通过丝杠螺母套在其上的第二纵向滑动板23延着第二纵向滑动板23上、下移动。旋转电机固定板24固连在第二纵向滑动板23上，旋转电机25安装在旋转电机固定板24上，传动轴26与旋转电机25连接并通过传动轴固定板27固定，传动轴套18连接在传动轴26上，固定夹套筒16安装于传动轴套18上，涡轮轴固定夹15套在固定夹套筒16里面，固定夹调整套17通过螺纹啮合在涡轮轴固定夹15上。这样可以通过转动固定夹调整套17上的手柄，调整涡轮轴固定夹15的内径来达到夹紧涡轮轴13的目的，从而旋转电机25可以带动涡轮轴13转动。底座11上还安装有水箱14，里面盛有适量的水，这样超声波探头12就可以在水中很好地探测涡轮轴13的焊缝了。

如图2、图3所示的是涡轮轴夹紧装置。涡轮轴固定夹15的上半部分一部分突出，并带有螺纹，螺纹部份的内径比没有螺纹部份的直径大，也比固定夹套筒16的外径大，固定夹调整套17整圈上都有螺纹，这样固定夹调整套17就可以在固定夹套筒16外面随意的转动，固定夹调整套17在纵向长度方向上可以全部或者一部分有螺纹，固定夹调整套17上的螺纹可以和涡轮轴固定夹15上的螺纹正确的啮合。固定夹调整套17还带有一个手柄，因此，在固定夹套筒16固定在传动轴套18不能动，固定夹调整套17的位置也被固定夹套筒16和传动轴套18固定死的情况下，转动手柄，涡轮轴固定夹15由于螺纹的作用会作上、下移动。

另外，涡轮轴固定夹15的夹紧部位的外表是斜面，同时，固定夹套筒16的内表面也是也之相配的斜面，这样当涡轮轴固定夹15作上、下移动的时候，涡轮轴固定夹15的夹紧部位会随着斜面上产生力的作用导致内径放大及缩小而达到松开或夹紧涡轮轴13的目的。

而且，涡轮轴固定夹15的夹紧部位开了四条槽，所以内径的的缩小与放大更加轻松、自如。由于有了这四条槽，涡轮轴固定夹15的内径可以比涡轮轴13夹紧部位的直径大0.1到5mm。

如图3所示为涡轮轴示意图，涡轮轴焊缝为28所示的位置。

为了更好地提高探测焊缝的效果，应当有效地控制超声波探头12在涡轮轴13焊缝上方距离为0.5～50mm。

因此，超声波探头12可以在横向电机5及第二纵向电机22的带动下作上、下、左、右的移动。通过转动固定夹调整套17上的手柄，可以使得涡轮轴固定夹15夹紧部位内径随着固定夹套筒16的斜边产生变化(减小或增大)，从而夹紧或松开涡轮轴13。旋转电机25也能够带动涡轮轴13作旋转运动，并且第二纵向电机22能够带动涡轮轴13作纵向上、下移动。

本发明的检测流程是：

1、将涡轮轴13放入到涡轮轴固定夹15内，通过扭动固定夹调整套17上的手柄使涡轮轴固定夹15延着固定夹套筒16的斜边往向下移动，内径逐渐减小并夹紧涡轮轴13。

2、启动开关，第二纵向电机22转动并带动涡轮轴向下移动至水箱14内设定好的位置。

3、第一纵向电机1与横向电机5配合将超声波探头12移至焊缝正上方。

4、打开发射及接收信号，并进行信号处理。

5、旋转电机25启动，并旋转一周，完成一根涡轮轴的检测。

6、旋转电机25停止转动。

7、关闭发射及接收信号，进行信号处理单元。

8、第一纵向电机1与横向电机5配合将超声波探头12移至外面。

9、第二纵向电机22反向转动并带动涡轮轴向上移动至水箱14上面某个适合于装夹涡轮轴13的位置。

10、反向扭动手柄使涡轮轴固定夹15使其延着固定夹套筒16的斜边往向上移动，内径逐渐增大并放开涡轮轴13，取出即可。

Claims (4)

1.一种涡轮轴焊缝超声波探伤设备，其特征在于：在底座(11)的一侧安装有第一纵向底板(4)，安装在第一纵向底板(4)上的第一纵向电机(1)连接第一纵向丝杠(2)，同时第一纵向底板(4)上的第一纵向导轨(3)与横向底板(8)连接，横向底板(8)通过第一丝杠螺母套在第一纵向丝杠(2)上；安装在横向底板(8)上的横向电机(5)连接横向丝杠(6)，同时横向底板(8)上的横向导轨(7)与横向滑动板(9)连接，横向滑动板(9)通过第二丝杠螺母套在横向丝杠(6)上，探头固定架(10)的一端固连在横向滑动板(9)上，超声波探头(12)固定在探头固定架(10)另一端上，底座(11)的另一侧安装有第二纵向底板(19)；安装在第二纵向底板(19)上的第二纵向电机(22)连接第二纵向丝杠(21)，同时第二纵向底板(19)上的第二纵向导轨(20)与第二纵向滑动板(23)连接，第二纵向滑动板(23)通过第三丝杠螺母套在第二纵向丝杠(21)上，旋转电机固定板(24)固连在第二纵向滑动板(23)上，旋转电机(25)安装在旋转电机固定板(24)上，传动轴(26)一端与旋转电机(25)转轴连接，传动轴(26)中部通过传动轴固定板(27)固定，传动轴套(18)连接在传动轴(26)的另一端上，固定夹套筒(16)安装于传动轴套(18)上，涡轮轴固定夹(15)套在固定夹套筒(16)内，固定夹调整套(17)与涡轮轴固定夹(15)的局部螺纹啮合，水箱(14)安装在旋转电机(25)正下方的底座(11)上。

2.根据权利要求1所述的一种涡轮轴焊缝超声波探伤设备，其特征在于：所述的固定夹调整套(17)上设置手柄。

3.根据权利要求1所述的一种涡轮轴焊缝超声波探伤设备，其特征在于：所述的涡轮轴固定夹(15)夹紧部位开设有均布的多条夹紧槽，涡轮轴固定夹(15)夹紧部位的内径比被测的涡轮轴(13)夹紧部位的直径大0.1到5mm。

4.根据权利要求1所述的一种涡轮轴焊缝超声波探伤设备，其特征在于：所述的涡轮轴固定夹(15)套在固定夹套筒(16)内，涡轮轴固定夹(15)和固定夹套筒(16)的配合接触面为斜面。

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