CN102435677A - 螺旋焊管焊缝超声波探伤用多维探头架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及超声波无损探伤领域，尤其涉及螺旋焊管焊缝超声波探伤用多维探头架，其特征在于，包括连接座、横梁、柔性主轴和探头夹持架，连接座居中设置在横梁上，槽形连接座内置升降气缸，升降气缸活塞杆端部与横梁相连接，柔性主轴为三节以上主轴关节依次铰接而成，柔性主轴设置在横梁下方通过中节与横梁相连接，横梁与柔性主轴的其它主轴关节之间还设有调节螺杆，每个主轴关节下设有一个探头夹持架，主轴关节与探头夹持架之间设有摆动销。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)柔性主轴使探头和焊缝能保证完全弥合，减少探伤误差；2)柔性主轴第一节采用侧摆关节，使探头和焊缝弥合程度更好；3)横梁与柔性主轴上下平行设置，形状稳定方便调整控制。

Description

螺旋焊管焊缝超声波探伤用多维探头架
技术领域
本发明涉及超声波无损探伤领域，尤其涉及一种螺旋焊管焊缝超声波探伤用多维探头架。
背景技术
目前采用超声波自动探伤是检查和控制螺旋埋弧焊管焊缝质量十分经济有效的手段，也是近年来各重要管线生产所必需的检测手段，螺旋管自动探伤的原理是在空间螺旋曲线焊缝的两侧对称设有两排焊缝探头，焊缝探头发射超声波，超声波遇到钢管内缺陷反射回来，由该探头或其他探头接收，信号经控制系统分析后，描绘出缺陷形状，所有的焊缝探头都安装在一个焊缝探头架上，探头架在焊缝跟踪系统的控制下沿焊缝移动，在自动探伤过程中为了保证焊缝探头全部落在钢管上，与钢管外壁准确弥合，焊缝探头架多设计成空间板形或连杆结构，在螺旋管直径和壁厚变化时，要调整探头之间的距离和升降角度，目前焊缝探头架的结构只能作简单的距离调节，因此探头和钢管外壁不能保证完全弥合，从而加大探伤误差，并且很难消除。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种螺旋焊管焊缝超声波探伤用多维探头架，能灵活调整探头之间的距离和升降角度，使探头和焊缝能保证完全弥合，减少探伤误差。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
螺旋焊管焊缝超声波探伤用多维探头架，包括连接座、横梁、柔性主轴和探头夹持架，连接座居中设置在横梁上，槽形连接座内置升降气缸，升降气缸活塞杆端部与横梁相连接，柔性主轴为三节以上主轴关节依次铰接而成，柔性主轴设置在横梁下方通过中节与横梁相连接，横梁与柔性主轴的其它主轴关节之间还设有调节螺杆，每个主轴关节下设有一个探头夹持架，主轴关节与探头夹持架之间设有摆动销。
所述探头夹持架包括座壳、提升气缸、滑块和侧架，座壳前后分别设有盖板，座壳左右分别设有侧架，座壳内左右对称设有两个滑块，一侧的侧架对应与该侧滑块铰接，提升气缸设置在对应滑块的座壳顶部，提升气缸的活塞杆端部穿过座壳与滑块顶部相连接，滑块与座壳之间还设有导杆，滑块与导杆构成滑动副，座壳内两滑块之间设有门形挡块，座壳底部设有靠轮一。
所述侧架包括滑杆一、滑杆二、丝杆、端块一、端块二、调整座、拐臂、托叉和托架，端块一和端块二之间平行设置滑杆一、滑杆二构成矩形框架，端块二与滑块铰接，调整座与滑杆一和滑杆二滑动连接，调整座与端块一之间设有丝杆，丝杆的一端伸出端块一并与丝杆旋钮相连接，调整座上对应丝杆和滑杆一处设有定位螺钉，调整座底侧对应滑杆二处设有靠轮二，调整座依次与拐臂、托叉、托架铰接，滑杆二一端伸出端块二置于门形挡块下。
所述柔性主轴前端第一节为侧摆关节，包括前节和后节，前节上设有限位销，后节上设有垂直横梁长度方向的长圆通孔，前节和后节通过限位销和长圆通孔铰接，所述前节与横梁之间设有摆动节螺杆，摆动节螺杆与横梁之间设有铰接座，调节螺杆的摆动方向与横梁长度方向垂直。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)采用柔性主轴，使探头和焊缝能保证完全弥合，减少探伤误差；2)柔性主轴第一节采用侧摆关节，使探头和焊缝弥合程度更好；3)横梁与柔性主轴上下平行设置，结构简单，形状稳定方便调整控制；4)柔性主轴的弧度由调节螺杆手动调节，调整范围大，调整灵活；5)该结构适合多探头形式，探头夹持架数量可根据需要扩展，大大提高缺陷检出率。
附图说明
图1是本发明实施例结构示意图；
图2是图1中的沿A-A线剖视图；
图3是图1的右视图；
图4是本发明实施例的轴侧图；
图5是本发明探头夹持架实施例结构示意图(图中盖板被拆除)；
图6是图5的右侧视图。
图中：1-连接座2-横梁3-柔性主轴4-探头夹持架5-升降气缸6-主轴关节7-调节螺杆8-摆动销9-导柱10-座壳11-提升气缸12-侧架13-盖板14-导杆15-滑块16-滑杆一17-滑杆二18-丝杆19-端块一20-调整座21-拐臂22-托叉23-托架24-丝杆旋钮25-定位螺钉26-靠轮一27-销轴一28-紧定螺钉一29-紧定螺钉二30-销轴二31-门形挡块32-超声波探头33-前节34-后节35-限位销36-长圆通孔37-摆动节螺杆38-铰接座39-靠轮二40-端块二
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图1、图2、图3、图4，是本发明螺旋焊管焊缝超声波探伤用多维探头架结构示意图，包括连接座1、横梁2、柔性主轴3和探头夹持架4，连接座1居中设置在横梁2上，槽形连接座1内置升降气缸5，升降气缸5活塞杆端部与横梁2相连接，柔性主轴3为五节主轴关节6依次铰接而成，柔性主轴3设置在横梁2下方通过中节与横梁2相连接，横梁2与柔性主轴3的其它主轴关节之间还设有调节螺杆7，可按需要调节柔性主轴3各主轴关节6之间的角度，每个主轴关节6下设有一个探头夹持架4，主轴关节6与探头夹持架4之间设有摆动销8，摆动销8可使探头夹持架4绕摆动销8轨线小范围扭动，增加探头夹持架4调整的灵活性，横梁2上设有四根导柱9，当升降气缸5驱动横梁2升降时，导柱9可保证横梁2在连接座1中垂直上下移动。
为了进一步提高超声波探头和焊缝弥合程度，可将柔性主轴3前端第一节设为侧摆关节，包括前节33和后节34，前节33上设有限位销35，后节34上设有垂直横梁长度方向的长圆通孔36，前节33和后节34通过限位销35和长圆通孔36铰接，同时前节33与横梁2之间设有摆动节螺杆37，摆动节螺杆37与横梁2之间设有铰接座38，摆动节螺杆37的摆动方向与横梁2长度方向垂直。
见图5、图6，探头夹持架4包括座壳10、提升气缸11、滑块15和侧架12，座壳10前后分别设有盖板13，座壳10左右分别设有侧架12，座壳10内左右对称设有两个滑块15，一侧的侧架12对应与该侧滑块15铰接，提升气缸11设置在对应滑块15的座壳10顶部，提升气缸11的活塞杆端部穿过座壳10与滑块15顶部相连接，滑块15与座壳10之间还设有导杆14，滑块15与导杆14构成滑动副，座壳10内两滑块15之间设有门形挡块31，座壳10底部设有靠轮一26，靠轮一26用于限制座壳10与待检钢管的距离。
侧架12包括滑杆一16、滑杆二17、丝杆18、端块一19、端块二40、调整座20、拐臂21、托叉22和托架23，端块一19和端块二40之间平行设置滑杆一16、滑杆二17构成矩形框架，端块二40与滑块15铰接，调整座20与滑杆一16和滑杆二17滑动连接，调整座20与端块一19之间设有丝杆18，丝杆的一端伸出端块一19并与丝杆旋钮24相连接，调整座20上对应丝杆18和滑杆一16处设有定位螺钉25，调整座20底侧对应滑杆二17处设有靠轮二39，靠轮二39用于限制调整座20与待检钢管的距离，滑杆二17一端伸出端块二40置于门形挡块31下，调整座20与拐臂21经销轴一27铰接，销轴一27经紧定螺钉一28紧定，拐臂21与托叉22铰接，托叉22经紧定螺钉二29紧定，托叉22与托架23经销轴二30铰接，托架23内设有超声波探头32，每个探头夹持架4上设有两个超声波探头32，可实现水平间距和垂直升降调节，同时还可绕销轴一27、托叉22轴线、销轴二30偏转、绕柔性主轴3轴向扭转，从而实现超声波探头的多维调整定位，可灵活地调整超声波探头之间的距离和升降角度，使超声波探头和焊缝弥合程度更好，提高缺陷检出率。

Claims (4)

1.螺旋焊管焊缝超声波探伤用多维探头架，其特征在于，包括连接座、横梁、柔性主轴和探头夹持架，连接座居中设置在横梁上，槽形连接座内置升降气缸，升降气缸活塞杆端部与横梁相连接，柔性主轴为三节以上主轴关节依次铰接而成，柔性主轴设置在横梁下方通过中节与横梁相连接，横梁与柔性主轴的其它主轴关节之间还设有调节螺杆，每个主轴关节下设有一个探头夹持架，主轴关节与探头夹持架之间设有摆动销。
2.根据权利要求1所述的螺旋焊管焊缝超声波探伤用多维探头架，其特征在于，所述探头夹持架包括座壳、提升气缸、滑块和侧架，座壳前后分别设有盖板，座壳左右分别设有侧架，座壳内左右对称设有两个滑块，一侧的侧架对应与该侧滑块铰接，提升气缸设置在对应滑块的座壳顶部，提升气缸的活塞杆端部穿过座壳与滑块顶部相连接，滑块与座壳之间还设有导杆，滑块与导杆构成滑动副，座壳内两滑块之间设有门形挡块，座壳底部设有靠轮一。
3.根据权利要求2所述的螺旋焊管焊缝超声波探伤用多维探头架，其特征在于，所述侧架包括滑杆一、滑杆二、丝杆、端块一、端块二、调整座、拐臂、托叉和托架，端块一和端块二之间平行设置滑杆一、滑杆二构成矩形框架，端块二与滑块铰接，调整座与滑杆一和滑杆二滑动连接，调整座与端块一之间设有丝杆，丝杆的一端伸出端块一并与丝杆旋钮相连接，调整座上对应丝杆和滑杆一处设有定位螺钉，调整座底侧对应滑杆二处设有靠轮二，调整座依次与拐臂、托叉、托架铰接，滑杆二一端伸出端块二置于门形挡块下。
4.根据权利要求1或2或3所述的螺旋焊管焊缝超声波探伤用多维探头架，其特征在于，所述柔性主轴前端第一节为侧摆关节，包括前节和后节，前节上设有限位销，后节上设有垂直横梁长度方向的长圆通孔，前节和后节通过限位销和长圆通孔铰接，所述前节与横梁之间设有摆动节螺杆，摆动节螺杆与横梁之间设有铰接座，调节螺杆的摆动方向与横梁长度方向垂直。
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