CN102175760A - 再制造前废旧曲轴r角部位金属磁记忆信号采集装置 - Google Patents

Abstract

再制造前废旧曲轴R角部位金属磁记忆信号采集装置属无损检测领域。本发明包括：探头、柔性探头卡具、卡具活动杆、双向滑块、立杆、带滑槽连杆、单向滑块、连杆滑槽、滚珠花键轴、固定螺钉、支撑座、导轨套；探头安装在柔性探头卡具中；卡具活动杆的一端与柔性探头卡具固定连接，另一端首先穿过单向滑块的水平方向滑道，再穿过双向滑块的水平方向滑道；单向滑块固定在滑槽连杆的滑槽中；双向滑块的垂直方向滑道套在立杆上；滑槽连杆通过螺钉与滚珠花键轴相连；滚珠花键轴通过滚动轴承固定在支撑座上；立杆通过螺钉固定在支撑座上；支撑座下面连接导轨套。本发明保证探头与曲轴R角曲面垂直，提离值可调，匀速采集轴颈R角部位的金属磁记忆信号。

Description

再制造前废旧曲轴R角部位金属磁记忆信号采集装置

技术领域

本发明涉及一种再制造曲轴R角部位金属磁记忆信号采集装置，属于

无损检测技术领域。

背景技术

曲轴是发动机最重要的运动件，R角是曲轴轴颈和曲柄臂连接过渡的圆角。曲轴R角部位存在强烈的应力集中。服役条件下，该部位是潜在的危险部位，易发生疲劳失效。

由于工作条件苛刻，曲轴的质量要求高，再制造价值大。开展汽车发动机曲轴的再制造，首先需要评价回收的废旧曲轴的疲劳损伤程度，预测其剩余寿命，判断再制造价值大小，决定该废旧曲轴能否再制造。

再制造生产厂家仅采用磁粉探伤法检测废旧曲轴是否生成宏观裂纹，发现有疲劳裂纹生成的曲轴不能进行再制造；未发现疲劳裂纹的曲轴，就进入再制造生产流程。目前针对废旧曲轴，没有剩余寿命预测的环节。为严格控制再制造曲轴的质量，需要深入评估废旧曲轴的早期疲劳损伤程度，R角部位是代表曲轴损伤程度的最为重要的位置。

金属磁记忆无损检测技术在早期损伤诊断领域极具潜力。它利用铁磁构件在服役过程中受载荷激励而自发产生的杂散磁场信号来发现潜在的危险区域。将金属磁记忆检测技术应用于废旧曲轴疲劳损伤评价是控制再制造曲轴质量的重要手段。

已有技术中，仅有申请号200510028443.2，公开号CN 1731171A的中国发明专利——汽车退役曲轴磁记忆检测专用的信号采集装置，提出一种由滚轮、支承座、基座及紧顶螺钉、连接螺栓等9个部件组成的机械装置，可采集曲轴轴颈表面的磁记忆信号法向分量H_p(y)和切向分量H_p(x)。该装置磁记忆信号装置具有一定尺寸，适合检测轴档宽度大的大型曲轴的轴颈表面，对轴档宽度小的小型曲轴适应性较差。并且，该装置仅能采集轴颈表面弱磁信号，难以深入到曲轴R角部位，不能自由调整探头角度保证垂直R角的圆弧面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现采集曲轴R角部位的金属磁记忆信号装置，满足曲轴再制造生产质量控制的要求。

本发明是通过如下技术方案实现的：由探头1、卡具2、活动杆3、双向滑块4、立杆5、带滑槽连杆6、单向滑块7、滑槽8、滚珠花键轴9、固定螺钉10、支撑座11、导轨套12组成。

探头1安装在卡具2中；活动杆3的一端与卡具2固定连接，另一端首先穿过单向滑块7的水平方向滑道，再穿过双向滑块4的水平方向滑道；单向滑块7固定在带滑槽连杆6的滑槽8中；双向滑块4的垂直方向滑道套在立杆5上；带滑槽连杆6通过固定螺钉与滚珠花键轴9相连；滚珠花键轴9通过滚动轴承固定在支撑座上；立杆5通过固定螺钉固定在支撑座11上；支撑座11下面连接导轨套12。

所述的探头1为可检测自有漏磁场一维、二维、三维磁信号分量的磁性传感器探头。

所述的卡具2可以在0°～180°范围内调整探头角度，保证探头垂直曲轴R角部位，具有0～5mm提离值调整范围；

所述的带滑槽连杆6能够跟随滚珠花键9轴同步匀速转动，通过活动杆3的水平、垂直运动，带动探头保持垂直状态和固定提离值，匀速采集曲轴R角部位的金属磁记忆信号。

所述的单向滑块可在带滑槽连杆6的滑槽8中移动，适合检测主轴颈和连杆轴颈偏心距范围40-80mm的曲轴。

所述的滚珠花键轴针对废旧曲轴检测对象，可以变换不同相位，检测曲轴对应相位的连杆轴颈R角。当检测其他轴类件时，可设定不同的检测相位。

所述的导轨套可带动信号采集装置沿导轨运动，检测曲轴不同的轴颈。

当检测曲轴轴颈的R角部位时，先根据曲轴连杆轴颈圆心与主轴颈圆心的偏心距离，调整单向滑块7在滑槽8中的位置并固定；再沿导轨移动金属磁记忆信号采集装置的导轨套12至欲检测的轴颈位置后固定；调整滚珠花键轴9的相位与待检测轴颈相位一致；安装一维法向分量H_p(y)探头，并调整卡具2，使探头保持一定提离值，垂直轴颈R角；开始检测后，滚珠花键轴9按照一定速率匀速转动，带滑槽连杆6同步转动，带动活动杆3进行水平和垂直方向运动，使探头保持垂直状态和固定提离值，匀速采集曲轴R角部位圆周线的H_p(y)信号。

本发明的优势一在于能够适应曲轴R角部位结构形状复杂的检测需求。探头与检测部位非接触，垂直R角曲面，提离值可调整；能够匀速采集轴颈R角部位的金属磁记忆信号，解决曲轴R角部位自动化高效信号采集的困难；本发明的优势二在于能够适应不同系列曲轴主轴颈和连杆轴颈偏心距不同的检测需求。汽油机、柴油机曲轴等不同系列曲轴，其轴颈、R角结构尺寸不同。本发明通过调整单向滑块7在滑槽8中的位置，满足不同系列曲轴R角高效、自动化采集金属磁记忆信号的要求，为进一步分析曲轴早期疲劳损伤程度提供技术数据。

附图说明

图1为本发明的装置示意图。

图2为废旧曲轴第三连杆轴颈左侧R角检测数据结果。

具体实施方式

下面结合附图及实施例详细说明本发明内容。在具体实施方式中，被检测曲轴选用重载汽车斯太尔发动机曲轴。

1、调整单向滑块7的中心与滚珠花键轴9的圆心距离，使其等于斯太尔型曲轴的主轴颈轴心与连杆轴颈轴心的偏心距；

2、调整滚珠花键轴9的相位为120°，使其与待检测曲轴第三连杆轴颈相位相同；

3、在卡具2中安装金属磁记忆信号探头1；

4、移动导轨套12至欲检测的曲轴第三连杆轴颈R角部位；

5、调整卡具2，使探头垂直R角，并保持1mm的固定提离值；

6、转动滚珠花键轴9，使其与曲轴同步转动，探头1自动采集R角部位金属磁记忆H_p(y)信号。

所述的探头采用金属磁记忆一维法向分量H_p(y)信号探头，探头为霍尔传感器探头，圆柱形，直径5mm，量程±2000A/m。

本发明的检测装置操作简便，探头提离值可调，重复性好，为准确采集废旧曲轴R角的损伤信号、预测其剩余寿命提供了一种新的手段。

Claims (2)

1.一种再制造前废旧曲轴R角部位金属磁记忆信号采集装置，其特征在于包括：探头(1)、卡具(2)、活动杆(3)、双向滑块(4)、立杆(5)、带滑槽连杆(6)、单向滑块(7)、滑槽(8)、滚珠花键轴(9)、固定螺钉(10)、支撑座(11)、导轨套(12)；探头(1)安装在卡具(2)中；活动杆(3)的一端与卡具(2)固定连接，另一端首先穿过单向滑块(7)的水平方向滑道，再穿过双向滑块(4)的水平方向滑道；单向滑块(7)固定在带滑槽连杆(4)的滑槽8中；双向滑块(4)的垂直方向滑道套在立杆(5)上；带滑槽连杆(6)通过固定螺钉与滚珠花键轴(9)相连；滚珠花键轴(9)通过滚动轴承固定在支撑座上；立杆(5)通过固定螺钉固定在支撑座(11)上；支撑座(11)下面连接导轨套(12)。

2.根据权利要求1所述的再制造前废旧曲轴R角部位金属磁记忆信号采集装置，其特征在于：所述的探头为能检测自有漏磁场一维、二维或三维磁信号分量的磁性传感器探头。

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