CN104741839A - 一种核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置 - Google Patents

一种核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置 Download PDF

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蔡家藩
张志义
聂勇
杨崇安
陈亮
胡啸
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Abstract

本发明涉及一种核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置，包括导轨组件、周向运动组件、轴向驱动组件、探头组件、周向驱动组件；导轨组件为圆环形导轨结构，导轨槽开口方向与圆环形轨道结构轴线方向一致；周向运动组件嵌于导轨组件中并沿圆环形导轨结构滑动；周向驱动组件与周向运动组件匹配，驱动周向运动组件沿周向滑动；轴向驱动组件与周向运动组件连接，且轴向驱动组件包括沿圆环形导轨结构轴线方向滑动的滑动部件，探头组件固定于滑动部件上。本发明安装快捷方便；能够实现装置相对汽轮机低压焊接转子同轴度的快速确定；可实现装置的快速安装定位。

Description

一种核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置
技术领域
本发明涉及核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动化无损检测技术领域，具体涉及一种核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置。
背景技术
核电站汽轮机低压焊接转子，因工况恶劣，受力情况复杂，为保证其安全可靠的运行，需对其焊缝实施无损检测，确保焊缝在核电站运行期间不会失效。
核电站汽轮机低压焊接转子焊缝结构如图1所示。从左到右在轴向上分布有9条环形对接焊缝，焊缝编号从左到右依次为A，B，C，D，E，F，G，H，J，焊缝部位外径为1580-1584mm，每条焊缝所处开裆轴向尺寸不一，间距为255-720mm。
目前，现有技术中未提及针对核电站汽轮机低压焊接转子焊缝实施自动检查的装置。
发明内容
本发明的要解决的技术问题是提供一种能够针对核电站汽轮机低压焊接转子焊缝役前、在役无损检测而开发出来的一种自动化检测装置。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为，一种核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置，包括导轨组件、周向运动组件、轴向驱动组件、探头组件、周向驱动组件；
所述导轨组件为圆环形导轨结构，所述导轨槽开口方向与所述圆环形轨道结构轴线方向一致；
所述周向运动组件嵌于所述导轨组件中并沿所述圆环形导轨结构滑动；所述周向驱动组件与所述周向运动组件匹配，驱动所述周向运动组件沿周向滑动；所述轴向驱动组件与所述周向运动组件连接，且所述轴向驱动组件包括沿所述圆环形导轨结构轴线方向滑动的滑动部件，所述探头组件固定于所述滑动部件上。
所述导轨组件包括快速夹钳组件、半环形导轨；所述半环形导轨为半圆形轨道结构，其导轨槽轮廓为“H”形，所述导轨槽开口方向与所述半圆形轨道结构轴线方向一致；
所述快速夹钳组件包括拉紧钩、挂钩；所述半环形导轨周向一端外侧面固定有拉紧钩，周向另一端外侧面固定有挂钩；
2个半环形导轨周向两端彼此对接，并通过夹钳组件的拉紧钩、挂钩配合连接，形成圆环形导轨结构。
所述周向运动组件包括周向运动基板、若干个滚轮组件、L形连接板；
所述滚轮组件包括轮轴、套装所述转轴上的外形为哑铃状的滚轮；所述滚轮嵌在所述导轨组件的轨道槽内，并与所述轨道槽的“H”形轮廓滑动接触；周向运动基板为半环形结构，若干个滚轮组件通过其上的轮轴安装在周向运动基板一侧表面；
所述轴向驱动组件通过一个L形连接板安装在周向运动基板上。
所述导轨组件还包括半齿圈；所述半齿圈连接在所述半环形导轨靠近其内圆壁面的所述导轨槽开口侧的端面上。
所述周向驱动组件包括周向驱动电机、周向驱动齿轮；所述周向驱动齿轮安装于周向驱动电机的电机轴上，由电机轴驱动；周向驱动齿轮与所述2个半齿圈形成的环形齿圈啮合实现周向运动。
所述轴向驱动组件包括轴向驱动电机、直线导轨、丝杠、滑块、丝杠螺母；
所述轴向驱动电机的传动轴驱动丝杠旋转，滑块嵌于所述直线导轨上并沿直线导轨滑动；丝杠螺母套在所述丝杠上；所述滑块与丝杠上的丝杠螺母连接。
所述探头组件包括检测探头、探头夹持器；所述检测探头由探头夹持器夹持，探头夹持器固定于所述滑块上。
还包括定位组件，所述定位组件包括均设置于导轨组件的导轨槽开口侧对侧的若干真空吸盘组件、若干轴向定位顶杆，还包括若干个径向对中杆，所述径向对中杆由导轨组件外圆指向圆心穿插于导轨组件上；空吸盘组件固定于导轨组件上；轴向定位顶杆固定于导轨组件上。
本发明的有益效果：
（1）装置在轴向上具有非常紧凑的结构，在焊缝所处开裆轴向间距小于255mm时，仍保证探头的轴向扫查行程>110mm；
（2）装置的导轨采用两个连接在一起的带半齿圈的半环形导轨，使用快速夹钳组件能够将导轨组件快速的套在汽轮机低压焊接转子上，安装快捷方便；
（3）使用可拆卸的径向对中杆；能够实现装置相对汽轮机低压焊接转子同轴度的快速确定；
（4）使用真空吸盘组件配合轴向定位顶杆将装置吸附在固定在汽轮机低压焊接转子焊缝区域的侧壁，可实现装置的快速安装定位。
附图说明
图1为核电站汽轮机低压焊接转子焊缝示意图；
图2为本发明一种核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置主视图；
图3为本发明一种核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置剖视图；
图4为本发明一种核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置工作示意图。
图中：1导轨组件，101-半环形导轨，102-半齿圈，2-周向运动组件，201-周向运动基板，202-滚轮组件，203-L形连接板，3-轴向驱动组件，301-直线导轨，302-滑块，4-探头组件，401-检测探头，402-探头夹持器，5-定位组件，501-真空吸盘组件，502-轴向定位顶杆，503-径向对中杆，601-周向驱动电机，602-周向驱动齿轮，7-汽轮机低压焊接转子。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步描述。
本发明一种核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置，包括导轨组件1、周向运动组件2、轴向驱动组件3、探头组件4、定位组件5、周向驱动组件6；
导轨组件1包括快速夹钳组件、半环形导轨101、半齿圈102；
所述半环形导轨101为半圆形轨道结构，其导轨槽轮廓为“H”形，所述导轨槽开口方向与所述半圆形轨道结构轴线方向一致；所述半齿圈102连接在所述半环形导轨101靠近其内圆壁面的所述导轨槽开口侧的端面上；
所述快速夹钳组件包括拉紧钩、挂钩；所述半环形导轨101周向一端外侧面固定有拉紧钩，周向另一端外侧面固定有挂钩；
2个半环形导轨101周向两端彼此对接，并通过夹钳组件的拉紧钩、挂钩配合连接，形成圆环形周向导轨结构；
周向运动组件2包括周向运动基板201、若干个滚轮组件202；
所述滚轮组件202包括轮轴、套装所述转轴上的外形为哑铃状的滚轮；所述滚轮嵌在所述导轨组件1的轨道槽内，并与所述轨道槽轮廓滑动接触；周向运动基板201为半环形结构，若干个滚轮组件202通过其上的轮轴安装在周向运动基板一侧表面；
轴向驱动组件3包括轴向驱动电机、直线导轨301、丝杠、滑块302、丝杠螺母；
所述轴向驱动电机302的传动轴驱动丝杠303旋转，滑块304嵌于所述直线导轨301上并沿直线导轨滑动；丝杠螺母305套在所述丝杠303上；
所述滑块304与丝杠303上的丝杠螺母305连接；
轴向驱动组件3通过一个L形连接板203以螺钉安装在周向运动基板201上
探头组件4包括检测探头401、探头夹持器402；
所述检测探头401由探头夹持器402夹持，探头夹持器402固定于所述滑块304上；
所述定位组件5包括均设置于导轨组件1的导轨槽开口侧对侧的若干真空吸盘组件501、若干轴向定位顶杆502，还包括若干个径向对中杆503，所述径向对中杆503由导轨组件1外圆指向圆心穿插于导轨组件1上，并可随时拆卸；空吸盘组件501固定于导轨组件1上；轴向定位顶杆502固定于导轨组件1上；
真空吸盘组件501以及与真空吸盘组件501连接的真空发生器和压缩空气气路，径向对中杆503用于在设备安装时保证两个卡接在一起的带半齿圈102的半环形导轨101与汽轮机低压焊接转子同轴；真空吸盘组件501用于将两个连接在一起的带半齿圈102的半环形导轨101吸附固定在汽轮机低压焊接转子焊缝区域的侧壁上；轴向定位顶杆502用于限制真空吸盘组件501的吸附行程，确定装置的轴向位置。
周向驱动组件包括周向驱动电机601、周向驱动齿轮602；所述周向驱动齿轮602安装于周向驱动电机601的电机轴上，由电机轴驱动；
周向驱动齿轮602与所述2个半齿圈102形成的环形齿圈啮合实现周向运动。
如图4所示，具体操作过程：
首先将一个安装有周向运动组件2、周向驱动组件6、轴向驱动组件3、L形连接板、检测探头401及探头夹持器402、径向对中杆503、真空吸盘组件501、轴向定位顶杆502的带半齿圈102的一个半环形导轨101跨骑在汽轮机低压焊接转子7焊缝区域的外表面上，另外一个安装有径向对中杆503、真空吸盘组件501、轴向定位顶杆502的一个带半齿圈102的半环形导轨101从汽轮机低压焊接转子下部跨过，与跨骑在汽轮机低压焊接转子7焊缝区域的外表面上部的半环形导轨101通过快速夹钳组件103连接在一起形成一个完整的环形导轨，拧紧径向对中杆503，使装置与汽轮机低压焊接转子7同轴；连接控制电缆、信号采集电缆及压缩空气气路；
将装置安装有真空吸盘组件501的一侧推向汽轮机低压焊接转子7的侧壁并压紧，打开压缩空气气路，启动真空系统，使装置在真空吸盘的作用下吸附固定在汽轮机低压焊接转子7的侧壁上，拆除径向对中杆503，启动系统开始实施自动检查。

Claims (8)

1.一种核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置，其特征在于：包括导轨组件（1）、周向运动组件（2）、轴向驱动组件（3）、探头组件（4）、周向驱动组件；
所述导轨组件（1）为圆环形导轨结构，所述导轨槽开口方向与所述圆环形轨道结构轴线方向一致；
所述周向运动组件（2）嵌于所述导轨组件（1）中并沿所述圆环形导轨结构滑动；所述周向驱动组件（6）与所述周向运动组件（2）匹配，驱动所述周向运动组件（2）沿周向滑动；所述轴向驱动组件（3）与所述周向运动组件（2）连接，且所述轴向驱动组件（3）包括沿所述圆环形导轨结构轴线方向滑动的滑动部件，所述探头组件（4）固定于所述滑动部件上。
2.按照权利要求1所述的核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置，其特征在于：所述导轨组件（1）包括快速夹钳组件、半环形导轨（101）；
所述半环形导轨（101）为半圆形轨道结构，其导轨槽轮廓为“H”形，所述导轨槽开口方向与所述半圆形轨道结构轴线方向一致；
所述快速夹钳组件包括拉紧钩、挂钩；所述半环形导轨（101）周向一端外侧面固定有拉紧钩，周向另一端外侧面固定有挂钩；
2个半环形导轨（101）周向两端彼此对接，并通过夹钳组件的拉紧钩、挂钩配合连接，形成圆环形导轨结构。
3.按照权利要求2所述的核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置，其特征在于：所述周向运动组件（2）包括周向运动基板（201）、若干个滚轮组件（202）、L形连接板（203）；
所述滚轮组件（202）包括轮轴、套装所述转轴上的外形为哑铃状的滚轮；所述滚轮嵌在所述导轨组件（1）的轨道槽内，并与所述轨道槽的“H”形轮廓滑动接触；周向运动基板（201）为半环形结构，若干个滚轮组件（202）通过其上的轮轴安装在周向运动基板一侧表面；
所述轴向驱动组件（3）通过一个L形连接板（203）安装在周向运动基板（201）上。
4.按照权利要求2所述的核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置，其特征在于：所述导轨组件（1）还包括半齿圈（102）；所述半齿圈（102）连接在所述半环形导轨（101）靠近其内圆壁面的所述导轨槽开口侧的端面上。
5.按照权利要求4所述的核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置，其特征在于：所述周向驱动组件包括周向驱动电机（601）、周向驱动齿轮（602）；所述周向驱动齿轮（602）安装于周向驱动电机（601）的电机轴上，由电机轴驱动；周向驱动齿轮（602）与所述2个半齿圈（102）形成的环形齿圈啮合实现周向运动。
6.按照权利要求3所述的核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置，其特征在于：所述轴向驱动组件（3）包括轴向驱动电机、直线导轨（301）、丝杠、滑块（302）、丝杠螺母；
所述轴向驱动电机的传动轴驱动丝杠旋转，滑块（302）嵌于所述直线导轨（301）上并沿直线导轨滑动；丝杠螺母套在所述丝杠上；所述滑块（302）与丝杠上的丝杠螺母连接。
7.按照权利要求6所述的核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置，其特征在于：所述探头组件（4）包括检测探头（401）、探头夹持器（402）；
所述检测探头（401）由探头夹持器（402）夹持，探头夹持器（402）固定于所述滑块（302）上。
8.按照权利要求1所述的核电站汽轮机低压焊接转子焊缝自动检测装置，其特征在于：还包括定位组件（5），所述定位组件（5）包括均设置于导轨组件（1）的导轨槽开口侧对侧的若干真空吸盘组件（501）、若干轴向定位顶杆（502），还包括若干个径向对中杆（503），所述径向对中杆（503）由导轨组件（1）外圆指向圆心穿插于导轨组件（1）上；空吸盘组件（501）固定于导轨组件（1）上；轴向定位顶杆（502）固定于导轨组件（1）上。
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