CN102809605B - 两端内外同步式大型筒节类件超声波自动探伤机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种两端内外同步式大型筒节类件超声波自动探伤机，包括基座、内探伤小车、外探伤系统，其特征是：在基座上设有两条平行导轨，横跨两导轨设有两组主动、从动托辊，托辊可沿导轨作轴向和径向移动；基座左右两侧各有一台探伤小车，均配备有探头、摄像头和示波器，探头高度可调，两探伤小车轴向可相对移动，共同完成工件内表面探伤，外探伤系统位于托辊外侧，配有两组探头、摄像头和示波器，内、外探头水平、上下位置均可调；通过导轨的移动和探头自身运动共同实现筒节类工件自动化探伤需求。其优点是：结构简单，成本低，安装、调整方便，内外同步，两端分段进行探伤，刚性好，效率高。

Description

两端内外同步式大型筒节类件超声波自动探伤机

技术领域

 本发明属于超声波探伤设备技术领域，尤其涉及一种两端内外同步式大型筒节类件超声波自动探伤机。

背景技术

超声波探伤可在不破坏工件的前提下检查其体积内部缺陷，是国家重大工程和各类重要民用品制造中质量保障的一项关键技术。核电站设备、大型发电设备的主要零部件及各种管道、桥梁构件、海洋、航空等领域大型工件等均需进行超声波探伤或其它形式无损探伤，以确保设备的安全运行。

超声波自动化探伤在美、日、德等发达国家已有所应用，而其关键技术可参考信息难以获取。发明专利：“超声波在线探伤装置”（200610021892.9），提供一种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的装置，其探头装置安装在加工机床上，超声波探头固定在探头装置上，利用机床结构与精度环境，但对于大型的筒节类件，通常在机加工之后进行探伤，则此发明对筒节类件不适用。

目前国内所常用的超声波探伤多数为手工操作，即工件表面分区、操作者手持探头、眼观示波器的方式，主要依据个人技术和经验进行评判，探测效果、个人水准难以统一。手工探伤工人劳动强度大，每个工件探伤所需时间较长，生产周期大幅延长，甚至已经成为制约某些企业整个生产工艺链的瓶颈，严重影响生产进度和生产效率。

此外，由于具有探伤资质的操作人员较少，工人经常加班加点，造成疲劳操作，探测过程易于产生误判，特别是人体生理特征，如注意力、手操作力、速度、稳定性均不能持久，在一定程度上影响工件探伤的可靠性和准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种两端内外同步式大型筒节类件超声波自动探伤机，通过其实现超声波自动探伤检测，以提高探伤生产率，缩短生产周期，增强可靠性，改善手工探伤劳动强度大、并避免手工探伤的漏检及因人体生理特征而带来的操作不稳定等问题。

本发明基本思想是由托辊支撑并驱动工件旋转，由导轨实现轴向和径向位置调整，通过联动机构保证主、从托辊运动同步，两端分段实现直筒节类工件超声波自动探测。

本发明所采用的技术方案如下： 

本发明包括基座、内探伤小车、外探伤系统，在基座上分布有两条相互平行的托辊导轨，托辊导轨之上移动副连接有横跨两条托辊导轨的左托辊支座和右托辊支座，在左托辊支座和右托辊支座的一端分别通过左、右主动托辊支架安装有左、右主动托辊，另一端分别通过左、右从动托辊支架安装有左、右从动托辊，左、右主动托辊支架分别与左、右托辊支座移动副连接，且从动托辊与对应的主动托辊同步运动；在左托辊支座和右托辊支座的外侧的基座上分别设有一个位于两条托辊导轨对称中心线上的内探伤小车，其中的一个内探伤小车与基座移动副连接，另一个内探伤小车与基座固定连接，在与基座固定连接的内探伤小车的内侧设有端面挡辊，端面挡辊支架与相邻的托辊支座固连；外探伤系统固定于左、右从动托辊外侧的基座上。

目前我国尚未建立起自动化超声波探伤的技术标准和规范，而随着生产的不断发展，自动化超声波探伤将是检测领域的必由之路。本发明旨在提高生产效率、改善劳动条件、提高产品安全质量，具有重要的技术价值。

本发明与现有技术相比具有如下优点：结构简单，成本低，安装、调整方便，内外同步，两端分段进行探伤，刚性好，效率高。

附图说明

图1为本发明两端内外同步式大型筒节类件超声波自动探伤机结构示意图；

图2为本发明两端内外同步式大型筒节类件超声波自动探伤机托辊联动机构工作原理示意图；

图3为本发明两端内外同步式大型筒节类件超声波自动探伤机内探伤小车结构示意图；

图4为本发明两端内外同步式大型筒节类件超声波自动探伤机外探伤系统结构示意图；

图5为本发明两端内外同步式大型筒节类件超声波自动探伤机工作状态示意图。

具体实施方式

如下将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如图1所示，本发明所涉及两端内外同步式大型筒节类件超声波自动探伤机组成包括基座1、托辊导轨2、右内探伤小车3、左内探伤小车3′、内探伤小车导轨4、外探伤系统5、外探伤系统支座6、左主动托辊7、左主动托辊支架8、左托辊支座9、左从动托辊10、左从动托辊支架11、左驱动电机12、右主动托辊13、右主动托辊支架14、右托辊支座15、右从动托辊16、右从动托辊支架17、右驱动电机18、端面挡辊19、端面挡辊支架20、左托辊联动机构21和右托辊联动机构21'、主蜗杆22、联轴器23、从蜗杆24、主蜗轮25、主传动齿轮副26、从蜗轮27和从传动齿轮副28、小车支架29、伸缩杆30、滚轮31、长横臂梁32、短横臂梁33、内探伤摄像头34、内探伤示波器35和内探头36、外探伤支架37、外支撑导轨38、外探伤示波器39、外探伤摄像头40、滑座41和外探头42组成。

本发明探伤机以基座1作为整机支撑，在基座1上分布有两条相互平行的托辊导轨2，在两托辊导轨2之间为分布于基座1两侧的左内探伤小车3′和右内探伤小车3，二者结构组成基本相同，只是左内探伤小车3′与基座1固连，右内探伤小车3可沿内探伤小车导轨4相对于基座1轴向移动，以适应不同长度工件探伤需求；左托辊支座9和右托辊支座15横跨于两条托辊导轨2之上，位于基座1左、右两侧，可沿托辊导轨2轴向移动，以适应所支撑工件长度变化；左主动托辊7由左主动托辊支架8支撑，左从动托辊10由左从动托辊支架11支撑，左主动托辊支架8与左托辊支座9以移动副相连，左主动托辊7可沿导轨相对于左从动托辊10径向移动，从而适应不同直径大小工件支撑要求；从动托辊与对应的主动托辊同步运动是通过托辊联动机构实现的，左主动托辊7与左从动托辊10由左托辊联动机构21相连，以左驱动电机12为动力源，可实现同步运动；与之类似，右主动托辊13由右主动托辊支架14支撑，右从动托辊16由右从动托辊支架17支撑，右主动托辊支架14与右托辊支座15以移动副相连，右主动托辊13可沿导轨相对于右从动托辊16径向移动，从而适应不同直径大小工件支撑要求；右主动托辊13与右从动托辊16由右托辊联动机构21'相连，以右驱动电机18为动力源，可实现同步运动；左托辊联动机构21和右托辊联动机构21'组成相同，其具体结构如图4所示；外探伤系统5位于左、右从动托辊外侧，由外探伤系统支座6支撑，并与基座1相连，具体结构如图3所示；工件由托辊旋转支撑，其端面靠在端面挡辊19上以实现轴向定位，端面挡辊19由端面挡辊支架20支撑，端面挡辊支架20与左托辊支座9固连。

如图2所示，托辊联动机构包括主蜗杆22、联轴器23、从蜗杆24、主蜗轮25、主传动齿轮副26、从蜗轮27和从传动齿轮副28。主蜗杆22与主蜗轮25啮合，又通过主传动齿轮副26将动力传递至主动托辊；从蜗杆24与从蜗轮27啮合，又通过从传动齿轮副28和从动托辊相连；主蜗杆22一端与驱动电机相连，另一端通过联轴器23和从蜗杆24相连，从而实现在一台驱动电机作用下，主动托辊和从动托辊运动的同步。

如图3所示，内探伤小车由小车支架29、伸缩杆30、滚轮31、长横臂梁32、短横臂梁33、内探伤摄像头34、内探伤示波器35和内探头36组成。内探伤小车整体由小车支架29支撑，左内探伤小车3′中探伤支架与基座1固连，而右内探伤小车3中小车支架可沿内探伤小车导轨4相对于基座1轴向移动；伸缩杆30与小车支架29以移动副相连，可沿铅垂方向上下移动，以调节长横臂梁32末端内探头36的高度；长横臂梁32下端设有导轨，通过滚轮31与伸缩杆30相连，可沿水平方向移动；短横臂梁33位于长横臂梁32之上，二者之间同样以移动副相连，其方向与长横臂梁32和伸缩杆30间运动方向一致；长横臂梁32末端为内探头36，短横臂梁33上安装有内探伤摄像头34和内探伤示波器35，可实现图像数据的采集和显示。

如图4所示，外探伤系统由外探伤支架37、外支撑导轨38、外探伤示波器39、外探伤摄像头40、滑座41和外探头42组成。在外支撑导轨38外侧安装有两组外探伤示波器39和外探伤摄像头40，实现图像数据的采集和显示；在外支撑导轨38上设计有两组外探头42与滑座41，外探头42与滑座41、滑座41与外支撑导轨38之间均通过移动副相连，外探头42位置可沿上下、水平方向调整，以适应不同尺寸工件外探伤需求；外探伤系统通过外探伤支架37与外探伤系统支座6相连，外探伤系统支座与基座1固连，支撑整个外探伤系统。

本发明的探伤机工作状态如图5所示，在实际工作时，探伤机基座将被垫高，形成一定斜度，以使工件能靠紧在左侧的端面挡辊上，从而保证可靠的轴向定位；而后根据工件实际尺寸调整两托辊支座间轴向距离，以及主动托辊、从动托辊间径向距离至合适位置，之后落定工件于托辊上，由端面挡辊实现工件轴向的固定；将内探伤小车和外探伤系统中摄像头、示波器及探头调整到合适的指定位置，然后开动电机，驱动工件旋转，按预期轨迹要求完成探伤任务。

Claims (4)

1.一种两端内外同步式大型筒节类件超声波自动探伤机，包括基座、内探伤小车、外探伤系统，其特征是：在基座上分布有两条相互平行的托辊导轨，托辊导轨之上移动副连接有横跨两条托辊导轨的左托辊支座和右托辊支座，在左托辊支座和右托辊支座的一端分别通过左、右主动托辊支架安装有左、右主动托辊，另一端分别通过左、右从动托辊支架安装有左、右从动托辊，左、右主动托辊支架分别与左、右托辊支座移动副连接，且从动托辊与对应的主动托辊同步转动；在左托辊支座和右托辊支座的外侧的基座上分别设有一个位于两条托辊导轨对称中心线上的内探伤小车，其中的一个内探伤小车与基座移动副连接，另一个内探伤小车与基座固定连接，在与基座固定连接的内探伤小车的内侧设有端面挡辊，端面挡辊支架与相邻的托辊支座固连；外探伤系统通过外探伤系统支座固定于左、右从动托辊外侧的基座上。

2.根据权利要求1所述的两端内外同步式大型筒节类件超声波自动探伤机，其特征是：所述从动托辊与对应的主动托辊同步运动是通过托辊联动机构实现的，托辊联动机构包括主蜗杆、联轴器、从蜗杆、主蜗轮、主传动齿轮副、从蜗轮和从传动齿轮副，主蜗杆与主蜗轮啮合，从蜗杆与从蜗轮啮合，主蜗杆一端与驱动电机相连，另一端通过联轴器和从蜗杆相连。

3.根据权利要求1所述的两端内外同步式大型筒节类件超声波自动探伤机，其特征是：所述内探伤小车由小车支架、伸缩杆、滚轮、长横臂梁、短横臂梁、内探伤摄像头、内探伤示波器和内探头组成，内探伤小车整体由小车支架支撑，伸缩杆与小车支架以移动副相连，长横臂梁下端设有导轨，通过滚轮与伸缩杆相连，短横臂梁位于长横臂梁之上，二者之间以移动副相连，其方向与长横臂梁和伸缩杆间运动方向一致；长横臂梁末端为内探头，短横臂梁上安装有内探伤摄像头和内探伤示波器。

4.根据权利要求1所述的两端内外同步式大型筒节类件超声波自动探伤机，其特征是：所述外探伤系统由外探伤支架、外支撑导轨、外探伤示波器、外探伤摄像头、滑座和外探头组成，在外支撑导轨外侧安装有两组外探伤示波器和外探伤摄像头，在外支撑导轨上设计有两组外探头与滑座，外探头与滑座、滑座与外支撑导轨之间均通过移动副相连。