CN111413406B - 一种曲轴测试用缺陷检测装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲轴测试用缺陷检测装置及其使用方法，属于曲轴领域，一种曲轴测试用缺陷检测装置，包括曲轴主体，曲轴主体包括多个曲轴轴颈、平衡块和连接杆颈，连接杆颈上套接有套环，套环的上端连接有连接杆，曲轴主体的前后两端均安装有支撑座，支撑座上卡接有卡环，支撑座与卡环之间安装有与曲轴轴颈相匹配的轴承环，套环包括一对半圆环，轴承环和半圆环的内壁上均连接有超声波探头，两个半圆环上均开凿有排油孔，两个半圆环分别安装有脉冲注射管和回收罐，可以实现在曲轴转动过程中对曲轴进行缺陷检测，同时可定时定量注入润滑油进行润滑，且可通过润滑油中的铁氧体颗粒对缺陷进行定位和分析。

Description

一种曲轴测试用缺陷检测装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及曲轴领域，更具体地说，涉及一种曲轴测试用缺陷检测装置。

背景技术

曲轴是发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。因此要求曲轴有足够的强度和刚度，轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。

曲轴的结构为：曲轴两端分别为法兰端和小头端，在法兰端和小头端之间设置有多个曲轴轴颈、平衡块和连接杆颈，以曲轴轴颈为中心轴，通过一对平衡块和一个连接杆颈连接相邻两个曲轴轴颈，其中连接杆颈与活塞杆铰接，使活塞杆在曲轴转动过程中进行活塞运动。

在曲轴工作过程中，曲轴中的连接杆颈由于与活塞杆连接，在活塞杆被带动做活塞运动时，活塞杆会对连接杆颈施加作用力，长时间工作下，连接杆颈容易发生弯曲、变形或断裂，所以需要在曲轴生产后对曲轴进行测试，来获得曲轴长时间工作下的性能和破损分析，而目前没有可以很好对曲轴进行测试的装置。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种曲轴测试用缺陷检测装置，它可以实现在曲轴转动过程中通过超声波探头对曲轴进行缺陷检测，同时可定时定量向连接杆颈处注入润滑油进行润滑，且可通过润滑油中混合的铁氧体颗粒对连接杆颈缺陷位置进行辅助定位和分析。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种曲轴测试用缺陷检测装置，包括曲轴主体，所述曲轴主体包括多个曲轴轴颈、平衡块和连接杆颈，所述连接杆颈上套接有套环，所述套环的上端连接有连接杆，所述曲轴主体的前后两端均安装有支撑座，所述支撑座上卡接有卡环，所述支撑座与卡环之间安装有与曲轴轴颈相匹配的轴承环，所述套环包括一对半圆环，所述半圆环上固定连接有一对密封卡板，所述轴承环和半圆环的内壁上均连接有超声波探头，两个所述半圆环上均开凿有排油孔，两个所述半圆环分别安装有脉冲注射管和回收罐，所述脉冲注射管包括注射管，所述注射管上固定连接有电磁脉冲阀，所述电磁脉冲阀上固定连接有储液罐，所述储液罐内安装有与电磁脉冲阀相匹配的微型液泵，所述回收罐内储存有回收海绵，可以实现在曲轴转动过程中对曲轴进行缺陷检测，同时可定时定量注入润滑油进行润滑，且可通过润滑油中混合的铁氧体颗粒对缺陷位置进行辅助定位和分析。

一种曲轴测试用缺陷检测装置，其缺陷检测方法为：

S1、将电动机的转子与曲轴主体连接，将活塞杆与连接杆铰接，通过电动机驱动曲轴主体转动；

S2、曲轴主体转动过程中轴承环和半圆环内安装有的超声波探头发出超声波对曲轴轴颈和连接杆颈进行缺陷，以此对曲轴轴颈和连接杆颈进行实时超声波探伤，以此对曲轴轴颈和连接杆颈进行初步缺陷检测；

S3、在曲轴主体转动过程中，轴承环和套环上的脉冲注射管定时注入定量的混合润滑液，通过混合润滑液对轴承环和套环与连接杆颈之间的间隙润滑，混合润滑液在曲轴轴颈和连接杆颈上流动过程中，润滑液中的铁氧体颗粒在渗入曲轴轴颈和连接杆颈上的裂缝；

S4、曲轴主体工作24-36小时后，由于摩擦力作用，曲轴轴颈和连接杆颈发热，从而使润滑液中的铁氧体颗粒消磁，附着在连接杆颈表面的铁氧体颗粒随润滑液通过排液孔排入回收罐中被回收；

S5、曲轴主体工作72小时后，技术人员对曲轴主体拆卸套环，对曲轴轴颈和连接杆颈进行光谱检测，获得曲轴轴颈和连接杆颈上残留荧光粉的分布图，即可获得连接杆颈长时间工作下产生的缺陷位置和缺陷大小。

进一步的，所述S3步骤中的混合润滑液为润滑油和铁磁体颗粒的均匀混合物，所述铁氧体经过磁化处理，所述铁磁体颗粒的表面涂覆涂有低熔点荧光粉，所述铁氧体颗粒的粒径为500-800nm，通过磁化的铁氧体粉末聚集在连接杆颈的缺陷处，使铁磁体颗粒表面涂覆的荧光粉末集中附着在缺陷处，易于技术人员对缺陷位置的定位和缺陷大小的分析。

进一步的，所述支撑座、卡环、轴承环和套环均由高强度绝缘材料制成。

进一步的，所述回收海绵包括磁铁块，所述磁铁块上包覆有吸油海绵，易于集中回收润滑油和铁氧体颗粒。

进一步的，所述超声波探头上安装有一对推板，所述推板底端与连接杆颈之间的距离为2-2.5mm，通过推板涂抹润滑油在连接杆颈上均匀分布，推板与连接杆颈保持一定间距，防止铁氧体颗粒堵塞。

进一步的，所述储液罐和回收罐的底端均卡接有密封盖，所述密封盖上固定连接有密封圈，所述密封盖上螺纹连接有两对固定钉，方便维护储液罐和回收罐。

进一步的，所述储液罐上安装有控制器，所述控制器上连接有计时器，所述电磁脉冲阀和微型液泵均与控制器电性连接，使电磁脉冲阀和微型液泵可定时进行工作。

进一步的，所述连接杆颈上开凿有与密封卡板相匹配的密封槽，所述密封槽的开口处开凿有与半圆环相匹配的45°倒角，使部分润滑液集中在倒角处，使密封槽中流失润滑油时可及时补充。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案在曲轴转动过程中通过超声波探头对曲轴进行缺陷检测，同时可定时定量向连接杆颈处注入润滑油进行润滑，润滑液中混合有涂覆了荧光粉的磁化铁氧体颗粒，通过磁化的铁氧体粉末聚集在连接杆颈的缺陷处，铁氧体受摩擦加热后消磁，通过排油孔排入回收罐中，而荧光粉末集中辅助在缺陷处，使易于技术人员通过光谱分析荧光粉的分布，即可对缺陷位置的定位和对缺陷大小分析。

（2）本方案中使用脉冲注射管进行润滑油的补充，脉冲注射管上设置有电磁脉冲阀和定时器，使脉冲注射管定时定量的注射润滑油，一方面减少润滑油浪费，由于混合润滑液中均匀混合铁氧体颗粒，而铁氧体可以受摩擦加热后消磁，另一方面还可通过分析回收的铁氧体颗粒数量与注入润滑液中铁氧体颗粒数量的对比来判断套环与连接杆颈之间的摩擦力大小。

（3）本方案中连接杆颈上开凿有与密封卡板相匹配的密封槽，密封槽的开口处开凿有与半圆环相匹配的45°倒角，使部分润滑液集中在倒角处，使密封槽中流失润滑有时可及时补充。

（4）本方案中超声波探头上安装有一对推板，推板底端与连接杆颈之间的距离为2-2.5mm，通过推板涂抹润滑油在连接杆颈上均匀分布，推板与连接杆颈保持一定间距，防止铁氧体颗粒堵塞。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明的侧面剖视图；

图4为本发明图3中A处的结构示意图；

图5为本发明的正面剖视图；

图6为图5中B处的结构示意图。

1曲轴、101曲轴轴颈、102平衡块、103连接杆颈、2支撑座、3卡环、4轴承环、5超声波探头、6脉冲注射管、601注射管、602电磁脉冲阀、603储液罐、7套环、701半圆环、702密封卡板、8回收罐、9回收海绵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：请参阅图1-4，一种曲轴测试用缺陷检测装置，包括曲轴主体1，曲轴主体1包括多个曲轴轴颈101、平衡块102和连接杆颈103，连接杆颈103上套接有套环7，套环7的上端连接有连接杆，曲轴主体1的前后两端均安装有支撑座2，支撑座2上卡接有卡环3，支撑座2与卡环3之间安装有与曲轴轴颈101相匹配的轴承环4，套环7包括一对半圆环701，半圆环701上固定连接有一对密封卡板702，连接杆颈103上开凿有与密封卡板702相匹配的密封槽，密封槽的开口处开凿有与半圆环701相匹配的45°倒角，使部分润滑液集中在倒角处，使密封槽中流失润滑有时可及时补充，支撑座2、卡环3、轴承环4和套环7均由高强度绝缘材料制成，轴承环4和半圆环701的内壁上均连接有超声波探头5，超声波探头5上安装有一对推板，推板底端与连接杆颈103之间的距离为2-2.5mm，通过推板涂抹润滑油在连接杆颈103上均匀分布，推板与连接杆颈103保持一定间距，防止铁氧体颗粒堵塞，两个半圆环701上均开凿有排油孔；

请参阅图5-6，两个半圆环701分别安装有脉冲注射管6和回收罐8，回收罐8上的排油孔开凿有多条支路，脉冲注射管6包括注射管601，注射管601上固定连接有电磁脉冲阀602，电磁脉冲阀602上固定连接有储液罐603，储液罐603内安装有与电磁脉冲阀602相匹配的微型液泵，储液罐603和回收罐8的底端均卡接有密封盖，密封盖上固定连接有密封圈，密封盖上螺纹连接有两对固定钉，方便维护储液罐603和回收罐8，储液罐603上安装有控制器，控制器上连接有计时器，电磁脉冲阀602和微型液泵均与控制器电性连接，使电磁脉冲阀602和微型液泵可定时进行工作，回收罐8内储存有回收海绵9，回收海绵9包括磁铁块，磁铁块上包覆有吸油海绵，易于集中回收润滑油和铁氧体颗粒。

一种曲轴测试用缺陷检测装置，其缺陷检测方法为：

S1、将电动机的转子与曲轴主体1连接，将活塞杆与连接杆铰接，通过电动机驱动曲轴主体1转动；

S2、曲轴主体1转动过程中轴承环4和半圆环701内安装有的超声波探头5发出超声波对曲轴轴颈101和连接杆颈103进行缺陷，以此对曲轴轴颈101和连接杆颈103进行实时超声波探伤，以此对曲轴轴颈101和连接杆颈103进行初步缺陷检测；

S3、在曲轴主体1转动过程中，轴承环4和套环7上的脉冲注射管6定时注入定量的混合润滑液，通过混合润滑液对轴承环4和套环7与连接杆颈103之间的间隙润滑，混合润滑液在曲轴轴颈101和连接杆颈103上流动过程中，润滑液中的铁氧体颗粒在渗入曲轴轴颈101和连接杆颈103上的裂缝；

S4、曲轴主体1工作24-36小时后，由于摩擦力作用，曲轴轴颈101和连接杆颈103发热，使润滑液中的铁氧体颗粒受热而消磁，附着在连接杆颈103表面的铁氧体颗粒脱离并随润滑液通过排液孔排入回收罐8中被回收，而铁氧体颗粒上的荧光粉辅助在缺陷处，集中在缺陷处的铁氧体会导致缺陷处荧光粉汇集；

S5、曲轴主体1工作72小时后，技术人员对曲轴主体1拆卸套环7，对曲轴轴颈101和连接杆颈103进行光谱检测，获得曲轴轴颈101和连接杆颈103上残留荧光粉的分布图，由于荧光粉集中汇聚在缺陷处，即可获得连接杆颈103长时间工作下产生缺陷的缺陷位置和缺陷大小。

S3步骤中的混合润滑液为润滑油和铁磁体颗粒的均匀混合物，铁氧体经过磁化处理，铁磁体颗粒的表面涂覆涂有荧光粉，铁氧体颗粒的粒径为500-800nm，通过磁化的铁氧体粉末聚集在连接杆颈103的缺陷处，使铁磁体颗粒表面涂覆的荧光粉末集中附着在缺陷处，易于技术人员对缺陷位置的定位和缺陷大小的分析。

本方案在曲轴转动过程中通过超声波探头5对曲轴进行缺陷检测，同时可定时定量向连接杆颈103处注入润滑油进行润滑，润滑液中混合有涂覆了荧光粉的磁化铁氧体颗粒，通过磁化的铁氧体粉末聚集在连接杆颈103的缺陷处，铁氧体受摩擦加热后消磁，通过排油孔排入回收罐8中，而荧光粉末集中辅助在缺陷处，使易于技术人员通过光谱分析荧光粉的分布，即可对缺陷位置的定位和对缺陷大小分析。

本方案中使用脉冲注射管6进行润滑油的补充，脉冲注射管6上设置有电磁脉冲阀602和定时器，使脉冲注射管6定时定量的注射润滑油，一方面减少润滑油浪费，由于混合润滑液中均匀混合铁氧体颗粒，而铁氧体可以受摩擦加热后消磁，另一方面还可通过分析回收的铁氧体颗粒数量与注入润滑液中铁氧体颗粒数量的对比来判断套环与连接杆颈之间的摩擦力大小

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种曲轴测试用缺陷检测装置，包括曲轴主体（1），所述曲轴主体（1）包括多个曲轴轴颈（101）、平衡块（102）和连接杆颈（103），所述连接杆颈（103）上套接有套环（7），所述套环（7）的上端连接有连接杆，其特征在于：所述曲轴主体（1）的前后两端均安装有支撑座（2），所述支撑座（2）上卡接有卡环（3），所述支撑座（2）与卡环（3）之间安装有与曲轴轴颈（101）相匹配的轴承环（4），所述套环（7）包括一对半圆环（701），所述半圆环（701）上固定连接有一对密封卡板（702），所述轴承环（4）和半圆环（701）的内壁上均连接有超声波探头（5），两个所述半圆环（701）上均开凿有排油孔，两个所述半圆环（701）分别安装有脉冲注射管（6）和回收罐（8），所述脉冲注射管（6）包括注射管（601），所述注射管（601）上固定连接有电磁脉冲阀（602），所述电磁脉冲阀（602）上固定连接有储液罐（603），所述储液罐（603）内安装有与电磁脉冲阀（602）相匹配的微型液泵，所述回收罐（8）内储存有回收海绵（9）。

2.根据权利要求1所述的一种曲轴测试用缺陷检测装置，其特征在于：其缺陷检测方法为：

S1、将电动机的转子与曲轴主体（1）连接，将活塞杆与连接杆铰接，通过电动机驱动曲轴主体（1）转动；

S2、曲轴主体（1）转动过程中轴承环（4）和半圆环（701）内安装有的超声波探头（5）发出超声波对曲轴轴颈（101）和连接杆颈（103）进行缺陷，以此对曲轴轴颈（101）和连接杆颈（103）进行实时超声波探伤，以此对曲轴轴颈（101）和连接杆颈（103）进行初步缺陷检测；

S3、在曲轴主体（1）转动过程中，轴承环（4）和套环（7）上的脉冲注射管（6）定时注入定量的混合润滑液，通过混合润滑液对轴承环（4）和套环（7）与连接杆颈（103）之间的间隙润滑，混合润滑液在曲轴轴颈（101）和连接杆颈（103）上流动过程中，润滑液中的铁氧体颗粒在渗入曲轴轴颈（101）和连接杆颈（103）上的裂缝；

S4、曲轴主体（1）工作24-36小时后，由于摩擦力作用，曲轴轴颈（101）和连接杆颈（103）发热，润滑液中的铁氧体颗粒消磁，附着在连接杆颈（103）表面的铁氧体颗粒随润滑液通过排液孔排入回收罐（8）中被回收；

S5、曲轴主体（1）工作72小时后，技术人员对曲轴主体（1）拆卸套环（7），对曲轴轴颈（101）和连接杆颈（103）进行光谱检测，获得曲轴轴颈（101）和连接杆颈（103）上残留荧光粉的分布图，即可获得连接杆颈（103）长时间工作下产生的缺陷位置和缺陷大小。

3.根据权利要求2所述的一种曲轴测试用缺陷检测装置，其特征在于：所述S3步骤中的混合润滑液为润滑油和铁磁体颗粒的均匀混合物，所述铁氧体经过磁化处理，所述铁磁体颗粒的表面涂覆涂有低熔点荧光粉，所述铁氧体颗粒的粒径为500-800nm。

4.根据权利要求1所述的一种曲轴测试用缺陷检测装置，其特征在于：所述支撑座（2）、卡环（3）、轴承环（4）和套环（7）均由高强度绝缘材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种曲轴测试用缺陷检测装置，其特征在于：所述回收海绵（9）包括磁铁块，所述磁铁块上包覆有吸油海绵。

6.根据权利要求2所述的一种曲轴测试用缺陷检测装置，其特征在于：所述超声波探头（5）上安装有一对推板，所述推板底端与连接杆颈（103）之间的距离为2-2.5mm。

7.根据权利要求2所述的一种曲轴测试用缺陷检测装置，其特征在于：所述储液罐（603）和回收罐（8）的底端均卡接有密封盖，所述密封盖上固定连接有密封圈，所述密封盖上螺纹连接有两对固定钉。

8.根据权利要求1所述的一种曲轴测试用缺陷检测装置，其特征在于：所述储液罐（603）上安装有控制器，所述控制器上连接有计时器，所述电磁脉冲阀（602）和微型液泵均与控制器电性连接。

9.根据权利要求1所述的一种曲轴测试用缺陷检测装置，其特征在于：所述连接杆颈（103）上开凿有与密封卡板（702）相匹配的密封槽，所述密封槽的开口处开凿有与半圆环（701）相匹配的45°倒角。

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