CN112946066A - 回转体表面检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种回转体表面检测装置，涉及无损检测技术领域。其包括机架、驱动机构、第一传动机构、夹持机构、安装机构、直线往复运动机构、涡流传感器和角度传感器。驱动机构、第一传动机构和夹持机构依次传动连接，夹持机构用于夹持安装机构上的被测回转体；直线往复运动机构包括相连接的转动部件和移动部件，转动部件绕自身轴向的转动带动移动部件直线往复运动；涡流传感器安装固定在移动部件上，角度传感器用于检测转动部件的角位移。本发明在被测回转体转动的同时实现涡流传感器移动，进而扩大了装置的检测范围，而且只通过涡流传感器与角位移传感器实现被测回转体表面缺陷位置的确定，检测部分结构简单，降低了整体造价。

Description

回转体表面检测装置

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种回转体表面检测装置。

背景技术

大型回转体例如轧辊、传动轴、辊道支撑辊等长期使用后会出现磨损、裂纹、点蚀等缺陷，修复时需准确确定其位置，尤其是微细裂纹，一般用人眼很难判断，因此需要借助检测装置对回转体的表面缺陷进行检测。

现有的自动化检测装置一般通过检测部分围绕回转体旋转进行检测，或者通过转动回转体，检测部分对旋转的回转体进行检测，检测范围小，而且检测部分结构复杂，造价较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种回转体表面检测装置，至少部件分解决现有技术中存在的问题。

本发明提出的技术方案如下：一种回转体表面检测装置，包括：机架，以及位于所述机架上的驱动机构、第一传动机构、夹持机构、安装机构、直线往复运动机构、涡流传感器和角度传感器；所述驱动机构、所述第一传动机构和所述夹持机构依次传动连接，所述夹持机构用于夹持所述安装机构上的被测回转体，并带动被测回转体转动；所述直线往复运动机构包括相连接的转动部件和移动部件，所述转动部件绕自身轴向的转动带动所述移动部件直线往复运动；所述涡流传感器安装固定在所述移动部件上，所述角度传感器用于检测所述转动部件的角位移。

根据本发明提供的回转体表面检测装置，在被测回转体转动的同时实现涡流传感器移动，进而扩大了装置的检测范围，而且只通过涡流传感器与角位移传感器的检测来实现被测回转体表面缺陷位置的确定，检测部分结构简单，降低了整体造价。

另外，根据本发明上述实施例的回转体表面检测装置，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个示例，还包括第二传动机构，所述第二传动机构分别与所述第一传动机构和所述转动部件的一端传动连接，并用于带动所述转动部件绕自身轴向转动。

根据本发明的一个示例，所述第二动机构与所述转动部件之间通过离合器相连接。

根据本发明的一个示例，所述第一传动机构包括第一传动轴和第一轴座，所述第一传动轴安装在所述第一轴座上，所述第一传动轴一端与所述驱动机构相连接，另一端与所述夹持机构相连接；所述第二传动机构包括第二传动轴和第二轴座，所述第二传动轴安装在所述第二轴座上，所述第二传动轴与所述第一传动轴平行设置，并与所述第一传动轴传动连接，所述第二传动轴与所述转动部件相连接。

根据本发明的一个示例，沿所述转动部件的周向，所述涡流传感器的测量宽度为D，所述转动部件绕自身轴向转动一周带动所述移动部件的移动的距离为d，其中，d≤D。

根据本发明的一个示例，所述移动部件可由所述转动部件的相对两端中的一端运动至另一端，所述转动部件相对两端中的至少一端设有行程开关，所述移动部件移动至预设位置时打开所述行程开关。

根据本发明的一个示例，所述安装机构包括固定支架和可移动支架，所述固定支架位于所述夹持机构和所述可移动支架之间，所述可移动支架可在所述机架上沿靠近或远离所述固定支架的方向移动。

根据本发明的一个示例，所述固定支架包括架体以及由下至上依次安装在所述架体内的第一高度调节结构和支座，所述支座用于安装固定带测回转体。

根据本发明的一个示例，还包括安装在所述第一高度调节结构和所述支座之间的第二高度调节机构。

根据本发明的一个示例，所述第二调节结构包括活动座、调节块和直线移动结构；所述活动座安装在所述第一高度调节结构上；所述调节块位于所述活动座内；所述直线移动结构与所述调节块相连接，并用于带动所述调节块在所述活动座内直线运动；所述调节块的上侧设有第一斜面，所述支座的下侧设有与所述第一斜面相适配的第二斜面。

以上附加方面的优点将在下面的描述中部件分给出，部件分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例的回转体表面检测装置的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的侧视图；

图4为图1的A-A截面图；

图5为图1的B-B截面图。

图中：

1-机架；

2-驱动机构；21-调速手轮；

3-第一传动机构；31-第一传动轴；311-第一带轮；32-第一轴座；33-联轴器；

4-夹持机构；

5-安装机构；51-固定支架；511-架体；512-第一高度调节结构；513-支座；5131-支撑滚轮；514-第二高度调节机构；5141-活动座；5142-调节块；5143-直线移动结构；5144-调节手柄；52-可移动支架；

6-直线往复运动机构；61-转动部件；62-移动部件；

7-涡流传感器；71-传感器支撑架；

8-角度传感器；

9-第二传动机构；91-第二传动轴；911-第二带轮；92-第二轴座；93-传动带；94-离合器；

10-行程开关；

100-被测回转体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

基于背景技术中的描述可知，由于现有的自动化检测装置的检测部件在检测过程中不能沿着回转体的长度方向移动，造成装置的检测范围受限，而为了实现大面积的检测，检测部分一般具有多个检测结构，整体结构复杂，且生产成本高，有鉴于此，本实施例提供了一种回转体表面检测装置，旨在通过对检测动作远离和检测部分结构的改进来解决上述问题。

结合附图1、2和3所示，本实施例提供的回转体表面检测装置包括机架1、驱动机构2、第一传动机构3、夹持机构4、安装机构5、直线往复运动机构6、涡流传感器7和角度传感器8等功能结构。其中，本实施例的机架1作为整个装置的安装固定基础，上述的驱动机构2、第一传动机构3、夹持机构4、安装机构5、直线往复运动机构6、涡流传感器7和角度传感器8等均直接或间接安装在机架1上，本实施例的机架1的结构形式不限，只要能够满足安装固定要求即可，因此本实施例不对机架1的结构做过多描述。

本实施例的驱动机构2为能够输出旋转扭矩的结构，例如驱动机构2包括图示中的减速电机，本实施例的驱动机构2、第一传动机构3和夹持机构4依次传动连接，夹持机构4用于夹持安装机构5上的被测回转体100，夹持机构4可以是卡盘等结构。本实施例的驱动机构2输出的扭矩依次通过第一传动机构3和夹持机构4来带动被测回转体100绕着自身的轴向转动，在被测回转体100安装在本实施例的安装机构5上以后，被测回转体100、驱动机构2、夹持机构4一般为同轴设置。

本实施例的直线往复运动机构6包括相连接的转动部件61和移动部件62，转动部件61绕自身轴向的转动带动移动部件62直线往复运动，本实施例的直线往复运动机构6可以是丝杆结构，即本实施例的转动部件61为丝杆结构的丝杆，移动部件62为丝杆结构的螺母，当然本实施例的直线往复运动机构6还可以是齿条齿轮、丝锥、滑块连杆等将回转运动转化为直线运动的机构。

本实施例的涡流传感器7通过传感器支撑架71安装固定在移动部件62上，本实施例的角度传感器8用于检测转动部件61的角位移，角度传感器8可以安装在转动部件61一端的附近。在检测作业时，被测回转体100在安装机构5上连续转动，涡流传感器7在被测回转体100表面一定距离处沿转动部件61的轴向移动，当回转体表面有缺陷时，涡流传感器7的信号就会发生变化，然后通过计算机中的处理器来记录涡流传感器7的位置和角度传感器8对应的角度，处理器通过数据处理就可获得被测回转体100表面、近表面缺陷的准确位置，为后续的修复工作提供基础。

上述结构的检测装置在被测回转体100被带动绕自身轴向转动的同时，可以通过直线往复运动机构6带动涡流传感器7的移动，进而扩大了检测装置的检测范围，而且只通过涡流传感器7与角位移传感器的检测来实现被测回转体100表面缺陷位置的确定，检测部分结构简单，降低了整体造价。

基于上述结构，为了进一步简化结构，实现同一动力源同时驱动被测回转体100和涡流传感器7运动，本实施例的回转体表面检测装置还包括第二传动机构9，第二传动机构9分别与第一传动机构3和转动部件61的一端传动连接，并用于带动转动部件61绕自身轴向转动。

本实施例的第一传动机构3可以包括第一传动轴31和第一轴座32，第一传动轴31安装在第一轴座32上，第一传动轴31一端与驱动机构2通过联轴器33相连接，另一端与夹持机构4相连接。同理，本实施例的第二传动机构9包括第二传动轴91和第二轴座92，第二传动轴91安装在第二轴座92上，第二传动轴91与第一传动轴31平行设置，并与第一传动轴31传动连接，第二传动轴91与转动部件61相连接。

具体的，是本实施例的第一轴座32和第二轴座92内设有轴承(图中未标识)，轴承用于连接上述的第一传动轴31和第二传动轴91，本实施例的第一传动轴31和第二传动轴91之间的传动连接可以是带连接，即本实施例的第一传动轴31上设有第一带轮311，本实施例的第二传动轴91上设有第二带轮911，第一带轮311和第二带轮911通过传动带93相连接。当然，本实施例的第一传动轴31和第二传动轴91之间的传动连接形式不限于此，例如通过齿轮和链条连接等。

另外，为了能够调整涡流传感器7位置与被测回转体100相位之间的关系，本实施例在第二动机构与转动部件61之间通过离合器94相连接，离合器94可以是现有的电磁离合器等。

由于本实施例通过驱动机构2同时带动被测回转体100和涡流传感器7运动，被测回转体100的旋转与涡流传感器7的移动具有严格的连锁关系，被测回转体100旋转一周，涡流传感器7轴向移动的距离最多为涡流传感器7头部的直径，确保涡流传感器7的头部能遍历整个回转体表面，实现不漏检，具体的可以理解为，在沿转动部件61的周向，涡流传感器7的测量宽度为D，转动部件61绕自身轴向转动一周带动移动部件62的移动的距离为d，其中，d≤D。举例来说，当本实施例的涡流传感器7头部直径10mm，说明涡流传感器7的检测宽度也是10mm，本实施例的第一传动轴31和第二传动轴91的传动比优选为1：1，当驱动机构2带动被测回转体100转动一圈，本实施例的涡流传感器7可以移动10mm，正好覆盖了自身的检测范围，可以保证被测回转体100的表面被完全检测。

另外，为了防止移动部件62带动转动部件61移动至极限位置时与机架1发生碰撞，本实施例在转动部件61相对两端中的至少一端设有行程开关10，移动部件62移动至预设位置时打开行程开关10，形成开关与计算机的处理器连接，当移动部件62打开行程开关10后，处理器关闭驱动机构2，防止转动部件61上的涡流传感器7继续移动而发生碰撞，避免造成涡流传感器7的损坏。

基于上述结构，为了提高装置对各个规格被测回转体100的适配性，本实施例的安装机构5包括固定支架51和可移动支架，固定支架51位于夹持机构4和可移动支架之间，可移动支架可在机架1上沿靠近或远离固定支架51的方向移动，可移动支架52与机架1之间可以通过锁紧结构来锁紧，通过可移动支架的移动来调整与固定支架51的距离，进而来适配不同长度的被测回转体100。

除了上述的锁紧结构外，本实施例的固定支架51和可移动支架的结构基本相同，因此本实施例仅对固定支架51的结构进行描述，可移动支架的结构可以参考固定支架51部分的描述。具体的，结合附图4和5所示，本实施例的固定支架51包括架体511以及由下至上依次安装在架体511内的第一高度调节结构512和支座513，支座513用于安装固定带测回转体，支座513可以包括两个间隔且相对设置的支撑滚轮5131，被测回转体100的转轴直接置于两个支撑滚轮5131之间，以便于被测回转体100的转动。

本实施例的第一高度调节结构512包括多个叠放在一起的垫片，通过调整垫片的数量来调整支座513的高度。除此之外，为了实现高度的微量调节，本实施例的安装机构5还包括安装在第一高度调节结构512和支座513之间的第二高度调节机构514。

本实施例的第二调节结构包括活动座5141、调节块5142和直线移动结构5143；其中，本实施例的活动座5141为上端敞口结构，其包括底壁和侧壁，活动座5141安装在第一高度调节结构512上；本实施例的调节块5142位于活动座5141内，直线移动结构5143与调节块5142相连接，并用于带动调节块5142在活动座5141内直线运动；调节块5142的上侧设有第一斜面，支座513的下侧设有与第一斜面相适配的第二斜面，通过调节块5142在活动座5141内的移动，使得第一斜面和第二斜面的贴合位置发生改变，进而调节支座513的高度。

具体的，本实施例的直线移动结构5143可以与本实施例上述的直线往复运动机构6相同，为丝杆结构，直线移动结构5143的螺母安装在活动座5141的侧壁上，直线移动结构5143的丝杆安装在螺母上，并且直线移动结构5143的丝杆的一端位于活动座5141外，另一端位于活动座5141内且与调节块5142连接，优选的，此处高度调节可以手动实现，例如将丝杆的外端连接有一个调节手柄5144，通过调节手柄5144带动丝杆转动，进而实现高度调节。

下面就本实施例的回转体表面检测装置的具体操作过程进行描述：

1、建立信号连接，将涡流传感器7、角度传感器8和编码器输出端分别连接在计算机中，通过软件编程进行数据处理及显示。

2、安装被测回转体100，根据被测回转体100支撑点间的距离调整可移动支架在机架1上的位置，使之能与回转件支撑点位置相对应，之后通过锁紧结构把可移动支架固定锁紧在机架1上。另外，需要根据被测回转体100的直径确定垫片的数量和厚度，使被测回转体100支撑到支座513的两个支撑滚轮5131之间时，被测回转体100的轴线与卡盘的轴线基本重合。

3、夹持被测回转体100，调整卡盘的轴向位置，使之处于缩进状态(向图2所示位置左侧移动)，同时卡盘的卡抓也处于伸出状态；然后把被测回转体100放置到固定支架51和可移动支架52上，通过调节手柄5144使被测回转体100的轴线与卡盘的轴线重合，之后伸出卡盘(向图2所示位置右侧移动)，使被测回转体100轴端处卡盘内，最后操纵卡爪夹紧被测回转体100的轴端。

4、涡流传感器7调节，沿被测回转体100径向方向调节传感器支撑架71，使涡流传感器7的头部与被测回转体100的圆柱表面保持一定距离，例如1毫米。

5、转速调节，旋转减速电机的调速手轮21，使之处于最小输出转速位置。

6、表面检测，打开减速电机，观察被测回转体100的运动情况，保证能平稳运转，直到涡流传感器7由被测回转体100的一端到达另一端时停机，与此同时计算机启动测量程序，开始采集记录数据，并进行数据处理，最终得出结果，完成检测。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种回转体表面检测装置，其特征在于，包括：机架，以及位于所述机架上的驱动机构、第一传动机构、夹持机构、安装机构、直线往复运动机构、涡流传感器和角度传感器；

所述驱动机构、所述第一传动机构和所述夹持机构依次传动连接，所述夹持机构用于夹持所述安装机构上的被测回转体，并带动被测回转体转动；

所述直线往复运动机构包括相连接的转动部件和移动部件，所述转动部件绕自身轴向的转动带动所述移动部件直线往复运动；

所述涡流传感器安装固定在所述移动部件上，所述角度传感器用于检测所述转动部件的角位移。

2.根据权利要求1所述的回转体表面检测装置，其特征在于，还包括第二传动机构，所述第二传动机构分别与所述第一传动机构和所述转动部件的一端传动连接，并用于带动所述转动部件绕自身轴向转动。

3.根据权利要求2所述的回转体表面检测装置，其特征在于，所述第二动机构与所述转动部件之间通过离合器相连接。

4.根据权利要求2所述的回转体表面检测装置，其特征在于，所述第一传动机构包括第一传动轴和第一轴座，所述第一传动轴安装在所述第一轴座上，所述第一传动轴一端与所述驱动机构相连接，另一端与所述夹持机构相连接；所述第二传动机构包括第二传动轴和第二轴座，所述第二传动轴安装在所述第二轴座上，所述第二传动轴与所述第一传动轴平行设置，并与所述第一传动轴传动连接，所述第二传动轴与所述转动部件相连接。

5.根据权利要求1所述的回转体表面检测装置，其特征在于，沿所述转动部件的周向，所述涡流传感器的测量宽度为D，所述转动部件绕自身轴向转动一周带动所述移动部件的移动的距离为d，其中，d≤D。

6.根据权利要求1-5任一项所述的回转体表面检测装置，其特征在于，所述移动部件可由所述转动部件的相对两端中的一端运动至另一端，所述转动部件相对两端中的至少一端设有行程开关，所述移动部件移动至预设位置时打开所述行程开关。

7.根据权利要求1-5任一项所述的回转体表面检测装置，其特征在于，所述安装机构包括固定支架和可移动支架，所述固定支架位于所述夹持机构和所述可移动支架之间，所述可移动支架可在所述机架上沿靠近或远离所述固定支架的方向移动。

8.根据权利要求1-5任一项所述的回转体表面检测装置，其特征在于，所述固定支架包括架体以及由下至上依次安装在所述架体内的第一高度调节结构和支座，所述支座用于安装固定带测回转体。

9.根据权利要求8所述的回转体表面检测装置，其特征在于，还包括安装在所述第一高度调节结构和所述支座之间的第二高度调节机构。

10.根据权利要求9所述的回转体表面检测装置，其特征在于，所述第二调节结构包括活动座、调节块和直线移动结构；所述活动座安装在所述第一高度调节结构上；所述调节块位于所述活动座内；所述直线移动结构与所述调节块相连接，并用于带动所述调节块在所述活动座内直线运动；所述调节块的上侧设有第一斜面，所述支座的下侧设有与所述第一斜面相适配的第二斜面。

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