CN108508092B - 风电叶片自动超声无损检测扫查装置 - Google Patents

风电叶片自动超声无损检测扫查装置 Download PDF

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Abstract

一种风电叶片自动超声无损检测扫查装置，属于超声无损检测技术领域，解决了扫查探头与待检部件偶合不良的问题。包括叶片扫查器端、工作车端和主缆；扫查器端包括纵梁、行走装置、横梁、支撑架和气动吸盘。装有快速调节支腿的支撑架设置在纵梁的两端。扫查装置的纵梁由纵梁骨架、齿条和滚轮导轨座组成，行走装置套装在纵梁上。行走电机驱动与齿条啮合的齿轮，使行走装置上的滚轮沿滚轮导轨运动，实现行走装置的纵向运动。横梁通过可调节角度的圆锥离合器与行走装置连接，横梁上的丝杆丝母传动装置驱动扫查器进行探伤扫查。具有结构简单、偶合良好、性能稳定、使用和维修方便的特点，适用于对风电叶片等曲面部件及两维平面部件的无损探伤检测。

Description

风电叶片自动超声无损检测扫查装置
技术领域
本发明属于超声无损检测技术领域，主要是涉及一种自动化程度高、偶合良好的风电叶片自动超声无损检测扫查装置。
背景技术
由于风电叶片的体积较大，在加工制作的过程中，难免会出现连接结构上的缺陷，降低了风电叶片的使用寿命。为了保证风电叶片的质量，需要对风电叶片进行无损检测。目前常用的风电叶片无损检测装置，一般扫查器端是由纵向与横向两组齿形带传动装置组成，两组传动装置之间为平面直角连接。由于横向传动装置与待检的风电叶片之间的角度不能改变，所以在沿纵向传动装置进行检测运动时，由于风电叶片表面的曲率变化较大，横向传动装置上的扫查器探头的补偿量不能适应叶片曲率的变化，致使超声波扫查器的偶合不好，影响扫查结果的准确。另外齿形带的传动精度不高，也将影响扫查结果的精度。当前的风电叶片无损检测装置，在工作车端也存在拖水管拖气管拖电缆的情况，一旦人为将电缆或气管的供电源或气源脱离，扫查装置有从叶片脱落的危险。
发明内容
本发明的目的是提供一种风电叶片自动超声无损检测扫查装置，扫查器端的横向扫查梁与待检叶片之间的角度可以调整，保证了偶合与扫查的精度。
本发明是通过以下措施实现的，包括叶片扫查器端、工作车端和主缆；叶片扫查器端包括纵梁、行走装置、横梁、支撑架和气动吸盘，其特征是：
所述纵梁包括一个纵梁骨架，在纵梁骨架的上面装有齿条，在纵梁骨架的下面装有滚轮导轨座，导轨座上有两根平行的滚轮导轨；行走装置套装在纵梁上，位于上面的齿轮与纵梁上的齿条相啮合，齿轮与纵向行走电动机连接；行走装置下部的滚轮置于纵梁骨架下面的两根滚轮导轨之间，通过滚轮将行走装置吊装在滚轮导轨上；
横梁通过可调节角度的圆锥离合器与纵梁上的行走装置连接，横梁上设置有丝杆丝母传动装置，丝杆与丝杆电动机连接；扫查探头通过夹紧装置和高度补偿装置与横梁上的滑座丝母连接；以保证当叶片曲率变化时的增减，确保扫查探头与叶片的良好偶合；
纵梁的两端设置有支撑架，支撑架由支撑梁和支腿组成，支撑梁穿过纵梁端部的孔，并通过螺栓定位；在纵梁的两端安装有气动吸盘系统，连接吸盘的中空支撑杆置于纵梁端部的孔内，通过螺栓定位；中空支撑杆通过气管和阀门与真空泵连接；
扫查器端的作业装置通过主缆与工作车端连接；在纵梁的一侧，两个端部支撑架之间，与纵梁平行的位置设置有拖链槽与拖链，主缆安装在拖链的内部。
所述的丝杆丝母传动装置是滚动丝杆丝母传动装置。安装在纵梁两端的气动吸盘，每端吸盘的数量是1～2个。
所述的可调节角度的圆锥离合器，是在横梁上设置一个凸锥支架，在行走装置上设置一个凹锥支架，凸锥与凹锥配合到一起，将纵梁与行走装置连接，并通过螺栓定位夹紧。
所述的支腿是快速调节支腿，支腿座安装在支撑梁的两端，支腿座的上面铰接有支腿卡板，支腿卡板与支腿座之间装有卡紧弹簧，加工有螺旋沟槽的螺旋腿杆安装在支腿座和支腿卡板的圆孔内。所述高度补偿装置是由2～3节伸缩支撑杆与拉簧组成。
工作车端由扫查器电控箱、扫查控制软件、超声相控阵检测仪、水泵、真空泵、储水箱、移动电源组成；主缆包括电动机控制线缆、检测反馈线缆、水管和气管。
扫查装置作业时，工作车端通过主缆与扫查器端连接，将扫查器端置于平整的地面或光滑的墙面，调整支撑架的支腿于合适的高度并锁紧，调整气动吸盘的高度与支腿相适应，启动真空泵将扫查装置固定。将圆锥离合器松开，调整横梁与风电叶片之间的角度，使其能满足对风电叶片进行扫查的需要，固定圆锥离合器，启动水泵，向偶合楔块供水，即可进行探伤扫查作业。
本发明的有益效果是，扫查器端采用齿轮齿条及滚动丝杆传动，性能稳定可靠；横梁与行走装置应用圆锥离合器连接，横梁的作业角度可调，使扫查探头与待检部件偶合的更好，满足了风电叶片曲率变化大的需要。工作车端集成了扫查器的电控箱、相控阵检测仪器、储水箱、水泵、真空泵及移动电源，不需要检测场地外部再提供电力和气源，有效避免了外部拖拽线轮和气管等导致工作车移动位置不方便的问题和因气管或电源断开导致扫查器脱离的问题。具有结构简单、偶合良好、性能稳定、使用和维修方便的特点，适用于对风电叶片等曲面部件及两维平面部件的无损探伤检测。
附图说明
图1是本发明扫查器端的结构示意图；
图2是纵梁及行走装置示意图；
图3是图2的C-C剖视图，包括横梁通过圆锥离合器与行走装置连接的示意图；
图4是圆锥离合器的B-B剖视图；
图5是快速调节支腿示意图；
图6是扫查探头高度补偿装置的示意图；
图7是电、水和气的控制部分结构框图；
图中1是支腿、2是纵梁、3是拖链、4是行走装置、5是高度补偿装置、6是横梁、7是圆锥离合器、8是吸盘、9是支撑梁、10是连接架、11是纵向行走电动机、12是齿轮、13是齿条、14是纵梁骨架、15是滚轮导轨座、16是滚轮座、17是丝杆电动机、18是丝杆、19是凹锥支架、20是凸锥支架、21是球形铰座、22是螺旋腿杆、23是轴套、24是支腿座、25是卡紧弹簧、26是支腿卡板、27是拉簧、28是滑轨、29是支撑杆、30是探头夹紧装置、31是安装座、32是滚轮。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的实施例，包括叶片扫查器端、工作车端和主缆；叶片扫查器端包括纵梁、行走装置、横梁、支撑架和气动吸盘。纵梁2包括一个纵梁骨架14，在纵梁骨架14的上面装有齿条13，在纵梁骨架的下面装有滚轮导轨座15，导轨座上有两根平行的滚轮导轨；行走装置4套装在纵梁2上，位于上面的齿轮12与纵梁2上的齿条13相啮合，齿轮12与纵向行走电动机11连接；行走装置4下部的滚轮32置于纵梁骨架14下面的两根滚轮导轨之间，通过滚轮32将行走装置4吊装在滚轮导轨上。
横梁6通过可调节角度的圆锥离合器7与纵梁2上的行走装置4连接，在横梁6上设置一个凸锥支架20，在行走装置4上设置一个凹锥支架19，凸锥与凹锥配合到一起，将纵梁6与行走装置4连接，并通过螺栓定位夹紧。横梁6上设置有滚动丝杆丝母传动装置，丝杆18与丝杆电动机17连接。扫查探头通过夹紧装置30和高度补偿装置5与横梁6上的滑座丝母连接。高度补偿装置5是由3节伸缩支撑杆29与拉簧27组成，以保证当叶片曲率变化时的增减，确保扫查探头与叶片的良好偶合。
纵梁2的两端设置有支撑架，支撑架由支撑梁9和支腿1组成，支撑梁9穿过纵梁2端部的孔，并通过螺栓定位。所述的支腿1是快速调节支腿，支腿座24安装在支撑梁9的两端，支腿座24的上面铰接有支腿卡板26，支腿卡板26与支腿座24之间装有卡紧弹簧25，加工有螺旋沟槽的螺旋腿杆22安装在支腿座24和支腿卡板26的圆孔内。在纵梁2的两端各安装有1个气动吸盘，连接吸盘8的中空支撑杆置于纵梁端部的孔内，通过螺栓定位；中空支撑杆通过气管和阀门与真空发生器连接。
在纵梁2的一侧，两个端部支撑架之间，与纵梁2平行的位置设置有拖链槽与拖链3，主缆安装在拖链3的内部。工作车端由扫查器电控箱、超声相控阵检测仪、水泵、真空泵、储水箱、移动电源组成，并通过无线通讯与计算机连接。工作车端通过主缆与扫查器端的偶合楔块、吸盘、丝杆电动机、纵向行走电动机和扫查探头连接，主缆包括电动机控制线缆、检测反馈线缆、水管和气管。具体连接关系见图7。

Claims (7)

1.一种风电叶片自动超声无损检测扫查装置，包括叶片扫查器端、工作车端和主缆；叶片扫查器端包括纵梁、行走装置、横梁、支撑架和气动吸盘，其特征是：
所述纵梁（2）包括一个纵梁骨架（14），在纵梁骨架（14）的上面装有齿条（13），在纵梁骨架（14）的下面装有滚轮导轨座（15），导轨座上有两根平行的滚轮导轨；行走装置（4）套装在纵梁（2）上，位于上面的齿轮（12）与纵梁（2）上的齿条（13）相啮合，齿轮（12）与纵向行走电动机（11）连接；行走装置（4）下部的滚轮（32）置于纵梁骨架（14）下面的两根滚轮导轨之间，通过滚轮（32）将行走装置（4）吊装在滚轮导轨上；
横梁（6）通过可调节角度的圆锥离合器（7）与纵梁（2）上的行走装置（4）连接，横梁（6）上设置有丝杆丝母传动装置，丝杆（18）与丝杆电动机（17）连接；扫查探头通过夹紧装置（30）和高度补偿装置（5）与横梁（6）上的滑座丝母连接；
纵梁（2）的两端设置有支撑架，支撑架由支撑梁（9）和支腿（1）组成，支撑梁（9）穿过纵梁（2）端部的孔，并通过螺栓定位；在纵梁（2）的两端安装有气动吸盘系统，连接吸盘（8）的中空支撑杆置于纵梁（2）端部的孔内，通过螺栓定位；中空支撑杆通过气管和阀门与真空泵连接；
扫查器端的作业装置通过主缆与工作车端连接；在纵梁（2）的一侧，两个端部支撑架之间，与纵梁（2）平行的位置设置有拖链槽与拖链（3），主缆安装在拖链（3）的内部。
2.根据权利要求1所述的风电叶片自动超声无损检测扫查装置，其特征是：所述的丝杆丝母传动装置是滚动丝杆丝母传动装置。
3.根据权利要求1所述的风电叶片自动超声无损检测扫查装置，其特征是：所述的可调节角度的圆锥离合器（7），是在横梁（6）上设置一个凸锥支架（20），在行走装置（4）上设置一个凹锥支架（19），凸锥与凹锥配合到一起，将纵梁（2）与行走装置（4）连接，并通过螺栓定位夹紧。
4.根据权利要求1所述的风电叶片自动超声无损检测扫查装置，其特征是：所述的支腿（1）是快速调节支腿，支腿座（24）安装在支撑梁（9）的两端，支腿座（24）的上面铰接有支腿卡板（26），支腿卡板（26）与支腿座（24）之间装有卡紧弹簧（25），加工有螺旋沟槽的螺旋腿杆（22）安装在支腿座（24）和支腿卡板（26）的圆孔内。
5.根据权利要求1所述的风电叶片自动超声无损检测扫查装置，其特征是：所述高度补偿装置（5）是由2～3节伸缩支撑杆（29）与拉簧（27）组成。
6.根据权利要求1所述的风电叶片自动超声无损检测扫查装置，其特征是：工作车端由扫查器电控箱、扫查控制软件、超声相控阵检测仪、水泵、真空泵、储水箱、移动电源组成；主缆包括电动机控制线缆、检测反馈线缆、水管和气管。
7.根据权利要求1所述的风电叶片自动超声无损检测扫查装置，其特征是：安装在纵梁两端的气动吸盘，每端吸盘的数量是1～2个。
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