CN113933383A - 一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置及方法，该装置包括支撑模块、行程机构、探头夹具；其中支撑模块包括枞树型底座、竖向支架和横向支架。行程机构包括滑块、丝杠、导轨、联轴器、电机、外框。探头夹具设置固定螺栓。支撑模块通过横向支架与行程机构的外框连接，探头夹具一端与行程机构的滑块连接，另一端与阵列涡流探头连接。该方法包括：将探头放入轮盘叶根槽中；将枞树型底座插入相邻叶根槽中，并将探头卡入夹具中；设置主机采集速度和滑块移动速度一致并开始检测；将探头放入下一个叶根槽中检测。本发明可避免检测图像畸变，同时不出现图像黑影中断现象，极大地提高了检测结果的可靠性及准确度。
Description
技术领域
本发明属于涡流无损检测技术领域，具体是一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置及方法。
背景技术
透平轮盘是燃气轮机的核心部件之一，轮盘外围圆周方向加工的叶根槽是轮盘与透平叶片装配的部位，一般为枞树型槽，其在服役过程中须经受复杂的循环应力作用，极易在叶根槽典型部位产生裂纹缺陷。目前，国内已有在役机组透平轮盘叶根槽产生裂纹的案例，严重影响机组的安全稳定运行。因此，对透平轮盘叶根槽实施细致有效的无损检测是燃气轮机检修维护的重要内容之一。
其中，阵列涡流检测技术具有扫查覆盖区域大、灵敏度高、可与复杂形状部位直接耦合等优点，非常适合轮盘叶根槽的高精度无损检测。但目前根据枞树型叶根槽设计的适形阵列涡流探头在检测时依靠检测人员手持探头沿叶根槽滑动扫查，手持式滑动探头存在两个严重缺点。第一：手持式滑动探头时无法精确控制探头的移动速度，与仪器设置的采样速度存在偏差，造成检测图像发生畸变；第二：由于服役后的叶根槽表面较粗糙，采用手持式滑动阵列涡流探头沿叶根槽滑动的过程中出现卡涩的现象，造成阵列涡流信号中断，出现黑影线段。上述两个缺点严重影响检测结果的可靠性和准确度。因此，如何实现阵列涡流探头与主机设置的移动速度匹配避免图像畸变，同时克服手持式滑动探头过程中的卡涩造成的图像黑影问题，是燃气轮机透平轮盘叶根槽阵列涡流检测中急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对目前燃气轮机透平轮盘叶根槽阵列涡流检测时采用手持式滑动探头进行扫查时出现的速度不匹配图像畸变和探头卡涩图像黑影等导致的检测结果准确度和可靠性难以保证的问题，提供了一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置及方法。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置，包括支撑模块、行程机构和探头夹具；支撑模块包括枞树型底座，设置在枞树型底座上的竖向支架，以及设置在竖向支架上的横向支架；行程机构为直线模组结构，包括滑块、丝杠、导轨、联轴器、电机和外框；滑块螺纹连接在丝杠上，并设置在导轨内，电机的输出端通过联轴器与丝杠的一端连接，丝杠的另一端与外框活动连接；
支撑模块通过横向支架与行程机构的外框连接，探头夹具一端与行程机构的滑块连接，另一端与阵列涡流探头连接。
本发明进一步的改进在于，探头夹具为凹字形夹具，设置有固定螺栓。
本发明进一步的改进在于，支撑模块包括左支撑和右支撑，左支撑和右支撑各含一个枞树型底座、2组V字形的竖向支架和一个横向支架；竖向支架的一端与枞树型底座连接，另一端与横向支架连接。
本发明进一步的改进在于，行程机构的丝杠、联轴器和电机为同轴连接，滑块套穿于丝杠外部，滑块另一端与导轨滑动连接，外框为行程机构的支撑框架。
本发明进一步的改进在于，支撑模块的结构型式为与所检透平轮盘外形匹配逆向设计，能够实现支撑模块与所检透平轮盘装配完全匹配。
本发明进一步的改进在于，支撑模块的枞树型底座为与在役燃机所检透平叶根槽仿形设计，与所检叶根槽形状完全匹配。
本发明进一步的改进在于，所述行程机构的滑块为滚珠内循环方形结构，联轴器为梅花联轴器，导轨为双T形导轨，电机为伺服电机。
本发明进一步的改进在于，所述行程机构设置一体化集成结构的可编程式逻辑控制器，能够实现滑块速度的精确设定及稳定控制。
一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助方法，该方法基于所述的一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置，包括以下步骤：
第一步：将阵列涡流探头放入透平轮盘叶根槽中，连接阵列涡流探头与阵列涡流主机；
第二步：将支撑模块的枞树型底座插入所检叶根槽两侧的叶根槽中，并将阵列涡流探头卡入探头夹具中，并紧固；
第三步：设置阵列涡流主机采集速度和行程机构逻辑控制器的滑块移动速度，并将两者保持一致，开始检测；
第四步：将阵列涡流探头放入下一个叶根槽中，重复上述第一、二、三步，逐一完成全部叶根槽的扫查。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
本发明提供一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置及方法，该装置及方法可实现阵列涡流探头与主机设置的采样速度保持一致，避免出现检测图像畸变问题。同时，自动化电机丝杠驱动探头避免了手持式滑动探头因受力不均匀产生的移动卡涩导致的图像黑影中断现象，提高了检测结果的可靠性及准确度，为机组的安全稳定运行提供技术保障。
附图说明
图1是本发明一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置及方法示意图正视图。
图2是本发明一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置及方法示意图俯视图。
图3是本发明一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置及方法使用演示图。
附图标记说明：
1、支撑模块，2、行程机构，3、探头夹具，4、阵列涡流探头，5、透平轮盘叶根槽。
101、枞树型底座，102、竖向支架，103、横向支架；201、滑块，202、丝杠，203、导轨，204、联轴器，205、电机，206、外框；301、固定螺栓。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合参照附图，对本发明进一步详细说明。
参照附图1、附图2和附图3，本发明提供一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置，包括支撑模块1、行程机构2和探头夹具3；其中支撑模块1包括枞树型底座101、竖向支架102和横向支架103。行程机构2为直线模组结构，包括滑块201、丝杠202、导轨203、联轴器204、电机205和外框206。探头夹具3为凹字形夹具，设置固定螺栓301。支撑模块1通过横向支架103与行程机构2的外框206连接，探头夹具3一端与行程机构2的滑块201连接，另一端与阵列涡流探头4连接。
本发明提供的一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助方法，包括以下步骤：
第一步：将阵列涡流探头4放入透平轮盘叶根槽5中，连接阵列涡流探头4与阵列涡流主机；
第二步：将支撑模块1的枞树型底座101插入所检叶根槽两侧的叶根槽中，并将阵列涡流探头4卡入探头夹具3中，采用固定螺栓301紧固；
第三步：设置阵列涡流主机采集速度和行程机构2逻辑控制器的滑块201移动速度，并将两者保持一致，开始检测。
第四步：将阵列涡流探头4放入下一个叶根槽中，重复上述第一、二、三步，逐一完成全部叶根槽的扫查。
所述支撑模块1包括左支撑和右支撑，左支撑和右支撑各含一个枞树型底座101、2组V字形的竖向支架102、一个横向支架103。竖向支架102的一端与枞树型底座101连接，另一端与横向支架103连接。V字形支架和横梁式横向支架既可保持应有的支撑刚度，又可节省体积，避免装置太重，同时，支架间空隙也方便检测时涡流探头的放置及观察。
所述行程机构2的丝杠202、联轴器204、电机205为同轴连接，滑块201套穿于丝杠202外部，滑块201另一端与导轨204滑动连接，外框206为行程机构2的支撑框架。直线模组式行程机构既可实现探头行程的精确控制，且装置简单易操作，空间占有率低，非常适合透平轮盘叶根槽现场检测的应用场景。
所述支撑模块1的结构型式为与所检透平轮盘外形匹配逆向设计，可实现支撑模块1与所检透平轮盘装配完全匹配，逆向设计采用了原始透平轮盘结构配形设计，即与透平轮盘的直径、不同叶根槽的扭角和取向完全匹配，保证装置可紧密装配，不出现晃动或无法装配的问题，且方便一个叶根槽检测完现场快速拆卸后放入下一个叶根槽中。
所述支撑模块1的枞树型底座101为与在役燃机所检透平叶根槽5仿形设计，与所检叶根槽5形状完全匹配，完全匹配的枞树型底座可保证装置的稳定不晃动，且方便快速拆装。
所述行程机构2的滑块201为滚珠内循环方形结构，联轴器204为梅花联轴器，导轨203为双T形导轨，电机205为伺服电机，伺服电机可实现滑块速度的任意可调，完全适应涡流主机中设置的涡流探头不同移动采集速度，保证检测图像的高真不畸变。
所述行程机构2设置一体化集成结构的可编程式逻辑控制器，可实现滑块201速度的精确设定及稳定控制，可编程式逻辑控制器具备数字输入端口，方便现场精确输入与涡流主机中设置的一致的涡流探头4采集速度的数值。
上述实施例只为说明本发明的技术构思和特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置，其特征在于，包括支撑模块(1)、行程机构(2)和探头夹具(3)；支撑模块(1)包括枞树型底座(101)，设置在枞树型底座(101)上的竖向支架(102)，以及设置在竖向支架(102)上的横向支架(103)；行程机构(2)为直线模组结构，包括滑块(201)、丝杠(202)、导轨(203)、联轴器(204)、电机(205)和外框(206)；滑块(201)螺纹连接在丝杠(202)上，并设置在导轨(203)内，电机(205)的输出端通过联轴器(204)与丝杠(202)的一端连接，丝杠(202)的另一端与外框(206)活动连接；
支撑模块(1)通过横向支架(103)与行程机构(2)的外框(206)连接，探头夹具(3)一端与行程机构(2)的滑块(201)连接，另一端与阵列涡流探头(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置，其特征在于，探头夹具(3)为凹字形夹具，设置有固定螺栓(301)。
3.根据权利要求1所述的一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置，其特征在于，支撑模块(1)包括左支撑和右支撑，左支撑和右支撑各含一个枞树型底座(101)、2组V字形的竖向支架(102)和一个横向支架(103)；竖向支架(102)的一端与枞树型底座(101)连接，另一端与横向支架(103)连接。
4.根据权利要求1所述的一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置，其特征在于，行程机构(2)的丝杠(202)、联轴器(204)和电机(205)为同轴连接，滑块(201)套穿于丝杠(202)外部，滑块(201)另一端与导轨(204)滑动连接，外框(206)为行程机构(2)的支撑框架。
5.根据权利要求1所述的一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置，其特征在于，支撑模块(1)的结构型式为与所检透平轮盘外形匹配逆向设计，能够实现支撑模块(1)与所检透平轮盘装配完全匹配。
6.根据权利要求1所述的一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置，其特征在于，支撑模块(1)的枞树型底座(101)为与在役燃机所检透平叶根槽(5)仿形设计，与所检叶根槽(5)形状完全匹配。
7.根据权利要求1所述的一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置，其特征在于，所述行程机构(2)的滑块(201)为滚珠内循环方形结构，联轴器(204)为梅花联轴器，导轨(203)为双T形导轨，电机(205)为伺服电机。
8.根据权利要求1所述的一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置，其特征在于，所述行程机构(2)设置一体化集成结构的可编程式逻辑控制器，能够实现滑块(201)速度的精确设定及稳定控制。
9.一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至8中任一项所述的一种透平轮盘叶根槽阵列涡流探头自动辅助装置，包括以下步骤：
第一步：将阵列涡流探头(4)放入透平轮盘叶根槽(5)中，连接阵列涡流探头(4)与阵列涡流主机；
第二步：将支撑模块(1)的枞树型底座(101)插入所检叶根槽两侧的叶根槽中，并将阵列涡流探头(4)卡入探头夹具(3)中，并紧固；
第三步：设置阵列涡流主机采集速度和行程机构(2)逻辑控制器的滑块(201)移动速度，并将两者保持一致，开始检测；
第四步：将阵列涡流探头(4)放入下一个叶根槽中，重复上述第一、二、三步，逐一完成全部叶根槽的扫查。
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