CN116106417B - 一种用于气瓶超声波探伤的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气瓶探伤技术领域，具体是涉及了一种用于气瓶超声波探伤的设备，包括上料辊道、与上料辊道对应设置的出料辊道、设置在上料辊道和出料辊道之间探伤结构，所述探伤结构包括机架、设置在机架上的前进辊道、辊道升降结构、旋转辊轮、探伤架和设置在探伤架上的探头，所述前进辊道与上料辊道、出料辊道对应设置，所述辊道升降结构包括设置在机架上的升降驱动电机和升降传动轴、设置在升降传动轴上的齿轮和设置在前进辊道侧面的齿条，所述旋转辊轮包括设置在机架上的旋转驱动电机和旋转传动轴、设置在旋转传动轴上的旋转轮，本发明自动化程度高，使用方便，显著提高气瓶探伤效率和准确率。

Description

一种用于气瓶超声波探伤的设备

技术领域

本发明涉及气瓶探伤技术领域，具体是涉及了一种用于气瓶超声波探伤的设备。

背景技术

钢质无缝气瓶和铝合金无缝气瓶广泛应用于充装高压空气、氧气、氮气、氩气、二氧化碳以及压缩天然气。

气瓶的复合材料结构易在缠绕、装配及服役过程中受到载荷作用导致损伤，例如层间分层损伤、纤维断裂、脱粘等，进而在外载荷下可能发生纤维局部屈曲，导致承载能力明显下降。

气瓶超声波探伤原理是利用了超声波探头的压电效应以及超声波在弹性介质中传播时的物理特性，采用横波反射法在探头和气瓶相对移动的状态下进行检测，目前存在较为简易的小型气瓶探伤设备，自动化程度低，需要大量的人工辅助，劳动强度高，并且设备调节不灵活，最终导致探伤效率和探伤准确率难以提高，时常出现漏检、误判的结果。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种用于气瓶超声波探伤的设备，自动化程度高，使用方便，显著提高气瓶探伤效率和准确率。

本发明采用的技术方案是，提供了一种用于气瓶超声波探伤的设备，包括上料辊道、与上料辊道对应设置的出料辊道、设置在上料辊道和出料辊道之间探伤结构，所述探伤结构包括机架、设置在机架上的前进辊道、辊道升降结构、旋转辊轮、探伤架和设置在探伤架上的探头，所述前进辊道与上料辊道、出料辊道对应设置，所述探头朝向旋转辊轮之间；

所述辊道升降结构包括设置在机架上的升降驱动电机和升降传动轴、设置在升降传动轴上的齿轮和设置在前进辊道侧面的齿条，所述齿轮与齿条啮合，所述升降传动轴一端与升降驱动电机传动连接，所述升降驱动电机驱动升降传动轴带动齿轮转动，所述前进辊道借助齿条与齿轮进行上下移动；

所述旋转辊轮包括设置在机架上的旋转驱动电机和旋转传动轴、设置在旋转传动轴上的旋转轮，所述旋转传动轴对称设置于前进辊道上端两侧且一侧的旋转传动轴一端与旋转驱动电机传动连接，所述旋转驱动电机驱动旋转传动轴带动旋转轮转动；

所述探伤架包括设置在机架上的伸缩缸和摆动杆，所述伸缩缸固定于机架上且伸缩端与摆动杆外端固定，所述摆动杆一端铰接于机架上且与伸缩缸上下间隔设置，所述探头固定于摆动杆外端上，所述摆动杆外端借助伸缩缸驱动进行上下摆动，所述探头借助摆动杆摆动进行上下移动。

所述机架上还设置有水平位移结构，包括设置在机架上端的水平滑轨、滑动设置在水平滑轨上的水平滑板、设置在水平滑板一侧的水平竖板、设置在机架和水平滑板之间的水平丝杠和设置机架上的水平驱动电机，所述水平驱动电机与水平丝杠传动连接，所述水平滑板下端与水平丝杠连接，所述水平驱动电机驱动水平丝杠转动带动水平滑板在水平滑轨上水平滑动，所述水平竖板借助水平滑板带动进行水平移动，所述探伤架设置于水平竖板内侧，所述探伤架借助水平竖板进行水平移动。

所述水平竖板上还设置有竖向位移结构，包括设置在水平滑板上的竖向驱动电机、设置在水平竖板上的固定板、设置在竖向驱动电机输出端上的竖向丝杠、设置在固定板上的滑动座和设置在水平竖板上的第一轴座，所述竖向丝杠上端穿过水平滑板与竖向驱动电机输出端传动连接、下端穿过滑动座并转动设置于第一轴座内，所述滑动座与竖向丝杠滑动连接，所述竖向驱动电机驱动竖向丝杠转动通过滑动座带动固定板进行上下移动，所述探伤架设置于固定板上。

所述竖向位移结构还包括设置在水平竖板和固定板之间的光轴、设置在水平竖板上的第二轴座和设置在固定板上的第三轴座，所述光轴上端滑动设置于第二轴座内、下端滑动设置于第三轴座内。

所述机架上还设置有定位结构，所述定位结构包括设置在机架上的定位驱动电机和定位传动轴、设置在定位传动轴一端的定位板，所述定位传动轴位于旋转轮外侧并与定位驱动电机传动连接，所述定位板一侧与定位传动轴一端固定并借助定位传动轴转动进行摆动、另一侧位于前进辊道上端。

所述探伤结构还包括设置在摆动杆外端的安装座和设置在安装座下端的支撑辊轮，所述探头固定于安装座上，所述支撑辊轮位于探头下端两侧且支撑辊轮下端面高于探头下端面。

所述上料辊道包括支撑架、设置在支撑架上的转辊、设置在转辊上的限位套和设置在支撑架上并与转辊传动连接的进料驱动电机，所述转辊沿进料方向并排转动设置于支撑架上，所述进料驱动电机与转辊外端借助链条传动连接，所述限位套呈锥形结构且对称套装于转辊上，所述转辊上的限位套尖端相对设置，所述出料辊道、前进辊道和上料辊道结构相同。

本发明的有益效果是：

1、本结构通过相应的数控系统配合使用，通过数控系统控制上料辊道、出料辊道、前进辊道、辊道升降结构、旋转辊轮、探伤架、探头，可实现精准控制，避免遗漏探伤部位，探伤全程可实现自动化，可与气瓶生产流水线进行对接，根据气瓶尺寸，进行相应的数据预设后，即可自动对气瓶进行探伤，上料辊道和出料辊道与其气瓶其他工序的输送辊道对接，实现生产、探伤一体化，显著提高探伤效率和探伤准确率，有效避免漏检、误判的情况。

2、升降驱动电机、升降传动轴、齿轮和齿条配合，控制前进辊道进行上升和下降，上升后可以对气瓶进行输送，下降后可以避免对气瓶探伤和气瓶转动造成妨碍，并且减少旋转轮的负担，使气瓶转动更加稳定，保证气瓶在探伤时更加转动更加稳定和准确。

3、旋转轮为挂胶轮，避免对气瓶表面造成损伤，前进辊道下降后气瓶落在旋转轮之间，旋转轮一个为主动、一个为从动，通过旋转轮对气瓶进行翻转，实现探头对气瓶全方位探伤，使用方便，转速根据实际情况进行调节，运行稳定。

4、探伤架由伸缩缸和摆动杆组成，伸缩缸作为驱动，探头固定在摆动杆外端上，对探头进行支撑，伸缩缸驱动摆动杆进行摆动，控制探头的收放，控制精准，方便调节，探伤架外端的安装座用于安装固定探头，安装座为框架结构，上下贯通，方便探头的拆装，并且不对探头的探伤造成阻碍，还可对探头进行防护，安装座下端的支撑辊轮在探伤时与气瓶上表面贴合，对探头和气瓶之间的距离进行定位和限位，避免探头与气瓶发生摩擦造成损坏，同时支撑辊轮与旋转轮同步转动，不会对旋转轮造成负担，保证探头与转动的气瓶之间距离不会发生变化，提高探伤的精准度。

5、水平位移结构通过水平驱动电机驱动水平滑板在水平滑轨上进行平移，调动水平竖板进行平移，以此带动探伤架和探头进行平移，实现对探头的水平位置调节，使用方便，移动稳定，适用范围广。

6、竖向位移结构通过竖向驱动电机驱动固定板在水平竖板上进行上下移动，实现对探头的高度位置调节，使用方便，适用范围广，通过光轴、第二轴座和第三轴座配合，对固定板的移动进行导向和定位，进一步提高固定板移动的稳定性，同时加强固定板与水平竖板之间的连接强度，降低竖向丝杠的受力强度，提高固定板的承重能力和固定板移动时的稳定性。

7、定位结构通过定位驱动电机驱动定位板外端上下摆动，以此控制定位板的收放，气瓶在前进辊道上移动时，通过定位板对气瓶的位置进行定位和限位，精准确定气瓶位置，提高探伤准确度，收回后，不会对气瓶在前进辊道上造成妨碍，使用方便。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的正视结构示意图；

图3是本发明的侧视结构示意图；

图4是本发明探伤架的结构示意图；

图5是本发明水平位移结构的结构示意图；

图6是本发明竖向位移结构的结构示意图；

图7是本发明光轴的连接结构示意图；

图8是本发明定位结构的结构示意图；

图9是本发明安装座的结构示意图；

图10是本发明支撑辊轮的结构示意图；

图11是本发明的限位套结构示意图。

附图中， 1、上料辊道，2、出料辊道，3、机架，4、前进辊道，5、探头，6、升降驱动电机，7、升降传动轴，8、齿轮，9、齿条，10、旋转驱动电机，11、旋转传动轴，12、旋转轮，13、伸缩缸，14、摆动杆，15、水平滑轨，16、水平滑板，17、水平竖板，18、水平丝杠，19、水平驱动电机，20、竖向驱动电机，21、固定板，22、竖向丝杠，23、滑动座，24、第一轴座，25、光轴，26、第二轴座，27、第三轴座，28、定位驱动电机，29、定位传动轴，30、定位板，31、安装座，32、支撑辊轮，33、支撑架，34、转辊，35、限位套，36、进料驱动电机。

具体实施方式

如图1-11所示，本发明提供了一种用于气瓶超声波探伤的设备，包括上料辊道1、与上料辊道1对应设置的出料辊道2、设置在上料辊道1和出料辊道2之间探伤结构，所述探伤结构包括机架3、设置在机架3上的前进辊道4、辊道升降结构、旋转辊轮、探伤架和设置在探伤架上的探头5，所述前进辊道4与上料辊道1、出料辊道2对应设置，所述探头5朝向旋转辊轮之间；

所述辊道升降结构包括设置在机架3上的升降驱动电机6和升降传动轴7、设置在升降传动轴7上的齿轮8和设置在前进辊道4侧面的齿条9，所述齿轮8与齿条9啮合，所述升降传动轴7一端与升降驱动电机6传动连接，所述升降驱动电机6驱动升降传动轴7带动齿轮8转动，所述前进辊道4借助齿条9与齿轮8进行上下移动；

所述旋转辊轮包括设置在机架3上的旋转驱动电机10和旋转传动轴11、设置在旋转传动轴11上的旋转轮12，所述旋转传动轴11对称设置于前进辊道4上端两侧且一侧的旋转传动轴11一端与旋转驱动电机10传动连接，所述旋转驱动电机10驱动旋转传动轴11带动旋转轮12转动；

上料辊道1、出料辊道2和前进辊道4为气瓶输送辊道，属于本领域常见技术，在此不再过多阐述，本结构在使用时，气瓶通过上料辊道1输入端进入，通过上料辊道1进行输送，此时升降驱动电机6驱动升降传动轴7转动，带动齿轮8转动，通过齿条9带动前进辊道4上升，气瓶通过上料辊道1进入前进辊道4上，当气瓶移动至预设位置时，升降驱动电机6驱动前进辊道4下降，此时，气瓶落于旋转轮12之间，旋转驱动电机10驱动旋转传动轴11转动，带动旋转轮12转动，一侧的旋转轮12为主动，另一侧的旋转轮12为从动，此时气瓶转动，实现气瓶的翻转，探头5在气瓶上方对气瓶进行探伤，探伤完毕后，旋转驱动电机10停止驱动，升降驱动电机6驱动前进辊道4上升，将气瓶顶起，气瓶再次回到前进辊道4上，从而脱离旋转轮12，气瓶通过前进辊道4进行输送至出料辊道2上，由出料辊道2输送，完成出料。

如图3-4所示，所述探伤架包括设置在机架3上的伸缩缸13和摆动杆14，所述伸缩缸13固定于机架3上且伸缩端与摆动杆14外端固定，所述摆动杆14一端铰接于机架3上且与伸缩缸13上下间隔设置，所述探头5固定于摆动杆14外端上，所述摆动杆14外端借助伸缩缸13驱动进行上下摆动，所述探头5借助摆动杆14摆动进行上下移动。

摆动杆14通过伸缩缸13进行驱动带动探头5进行摆动，在气瓶进入前，伸缩缸13回缩，驱动摆动杆14向上摆动，带动探头5上移，当气瓶进入前进辊道4移动至预设位置后，前进辊道4下降，气瓶落入旋转轮12之间后，伸缩缸13伸出，驱动摆动杆14向下摆动，带动探头下移，直至探头5移动至气瓶上端，开始对气瓶进行探伤，完成探伤后，伸缩缸13回缩，带动探头5上升，脱离气瓶，此时，前进辊道4上升对完成探伤后的气瓶进行输送。

如图5所示，所述机架3上还设置有水平位移结构，包括设置在机架3上端的水平滑轨15、滑动设置在水平滑轨15上的水平滑板16、设置在水平滑板16一侧的水平竖板17、设置在机架3和水平滑板16之间的水平丝杠18和设置机架3上的水平驱动电机19，所述水平驱动电机19与水平丝杠18传动连接，所述水平滑板16下端与水平丝杠18连接，所述水平驱动电机19驱动水平丝杠18转动带动水平滑板16在水平滑轨15上水平滑动，所述水平竖板17借助水平滑板16带动进行水平移动，所述探伤架设置于水平竖板17内侧，所述探伤架借助水平竖板17进行水平移动。

水平驱动电机19驱动水平丝杠18转动，带动水平滑板16在水平滑轨15上进行平移，水平滑板16平移则带动水平竖板17进行同步平移，位于水平竖板17上的探伤架和探头5则同步进行平移，在探头5对气瓶进行探伤时，通过水平驱动电机19驱动，可以使探头15在探伤时进行平移，完成对气瓶全方位的探伤，适用于多种尺寸的气瓶，调节、使用更方便。

如图6所示，所述机架3上还设置有竖向位移结构，包括设置在水平滑板16上的竖向驱动电机20、设置在水平竖板17上的固定板21、设置在竖向驱动电机20输出端上的竖向丝杠22、设置在固定板21上的滑动座23和设置在水平竖板17上的第一轴座24，所述竖向丝杠22上端穿过水平滑板16与竖向驱动电机20输出端传动连接、下端穿过滑动座23并转动设置于第一轴座24内，所述滑动座23与竖向丝杠22滑动连接，所述竖向驱动电机20驱动竖向丝杠22转动通过滑动座23带动固定板21进行上下移动，所述探伤架设置于固定板21上。

竖向驱动电机20驱动竖向丝杠22进行转动，竖向丝杠22转动带动竖向丝杠22上的滑动座23沿竖向丝杠22上下移动，固定板21与滑动座23同步移动，则固定板21上的探伤架和探头5进行同步移动，便于调整探头5的高度，进一步适用于多种尺寸的气瓶，使用范围更广，调节、使用更方便。

如图7所示，所述竖向位移结构还包括设置在水平竖板17和固定板21之间的光轴25、设置在水平竖板17上的第二轴座26和设置在固定板21上的第三轴座27，所述光轴25上端滑动设置于第二轴座26内、下端滑动设置于第三轴座27内。

光轴25、第二轴座26和第三轴座27配合，对固定板21移动时进行导向和限位，同时加强固定板23与水平竖板17之间的连接强度，降低竖向丝杠22的受力强度，提高固定板23的承重能力和固定板23移动时的稳定性。

如图8所示，所述机架3上还设置有定位结构，所述定位结构包括设置在机架3上的定位驱动电机28和定位传动轴29、设置在定位传动轴29一端的定位板30，所述定位传动轴29位于旋转轮12外侧并与定位驱动电机28传动连接，所述定位板30一侧与定位传动轴29一端固定并借助定位传动轴29转动进行摆动、另一侧位于前进辊道4上端。

定位结构对气瓶在前进辊道4上的位置进行定位，当气瓶在前进辊道4上进行移动时，定位驱动电机28驱动定位传动轴29转动带动定位板30摆动，定位板20外端落于前进辊道4上方，当气瓶前端顶住定位板20后，即表明气瓶移动至预设的探伤位置，此时前进辊道4下降，气瓶落入旋转轮12上，竖向位移结构对探头高度进行调节，探头5通过伸缩缸13驱动落于气瓶上表面，旋转轮12转动带动气瓶自转，当探头5对当前气瓶位置探伤完毕后通过伸缩缸13驱动脱离气瓶表面，水平位移结构带动探头5进行水平移动，移动后探头5重新摆动至气瓶上表面，继续进行探伤，直接完成对气瓶整体的探伤，完成探伤后，定位板30外端向回摆动，前进辊道4上升，对气瓶进行输送。

如图9-10所示，所述探伤结构还包括设置在摆动杆14外端的安装座31和设置在安装座31下端的支撑辊轮32，所述探头5固定于安装座31上，所述支撑辊轮32位于探头5下端两侧且支撑辊轮32下端面高于探头5下端面。

安装座31用于固定探头5，安装座31为框状结构，探头5安装于安装座31内，探头5探伤端朝下，支撑辊轮32固定于安装座下端并位于探头5探伤端两侧，在探头5移动至气瓶上表面时，支撑辊轮32与气瓶上表面贴合，对探头5和气瓶之间的距离进行定位和限位，避免探头5与气瓶发生摩擦造成损坏，同时支撑辊轮32与旋转轮12同步转动，不会对旋转轮12造成负担。

如图1和图11所示，所述上料辊道1包括支撑架33、设置在支撑架33上的转辊34、设置在转辊34上的限位套35和设置在支撑架33上并与转辊34传动连接的进料驱动电机36，所述转辊34沿进料方向并排转动设置于支撑架33上，所述进料驱动电机36与转辊34外端借助链条传动连接，所述限位套35呈锥形结构且对称套装于转辊34上，所述转辊上的限位套35尖端相对设置，所述出料辊道2、前进辊道4和上料辊道1结构相同。

气瓶在上料辊道1上进行输送时，进料驱动电机26驱动转辊34和限位条35进行转动，通过转辊34转动带动转辊34上的气瓶进行向前移动，限位套35对气瓶进行限位和定位，避免气瓶在输送时发生偏移，输送更加稳定。

Claims (6)

1.一种用于气瓶超声波探伤的设备，包括上料辊道（1）、与上料辊道（1）对应设置的出料辊道（2）、设置在上料辊道（1）和出料辊道（2）之间探伤结构，其特征在于：所述探伤结构包括机架（3）、设置在机架（3）上的前进辊道（4）、辊道升降结构、旋转辊轮、探伤架和设置在探伤架上的探头（5），所述前进辊道（4）与上料辊道（1）、出料辊道（2）对应设置，所述探头（5）朝向旋转辊轮之间；

所述辊道升降结构包括设置在机架（3）上的升降驱动电机（6）和升降传动轴（7）、设置在升降传动轴（7）上的齿轮（8）和设置在前进辊道（4）侧面的齿条（9），所述齿轮（8）与齿条（9）啮合，所述升降传动轴（7）一端与升降驱动电机（6）传动连接，所述升降驱动电机（6）驱动升降传动轴（7）带动齿轮（8）转动，所述前进辊道（4）借助齿条（9）与齿轮（8）进行上下移动；

所述旋转辊轮包括设置在机架（3）上的旋转驱动电机（10）和旋转传动轴（11）、设置在旋转传动轴（11）上的旋转轮（12），所述旋转传动轴（11）对称设置于前进辊道（4）上端两侧且一侧的旋转传动轴（11）一端与旋转驱动电机（10）传动连接，所述旋转驱动电机（10）驱动旋转传动轴（11）带动旋转轮（12）转动；

所述探伤架包括设置在机架（3）上的伸缩缸（13）和摆动杆（14），所述伸缩缸（13）固定于机架（3）上且伸缩端与摆动杆（14）外端固定，所述摆动杆（14）一端铰接于机架（3）上且与伸缩缸（13）上下间隔设置，所述探头（5）固定于摆动杆（14）外端上，所述摆动杆（14）外端借助伸缩缸（13）驱动进行上下摆动，所述探头（5）借助摆动杆（14）摆动进行上下移动；

所述探伤结构还包括设置在摆动杆（14）外端的安装座（31）和设置在安装座（31）下端的支撑辊轮（32），所述探头（5）固定于安装座（31）上，所述支撑辊轮位于探头（5）下端两侧且支撑辊轮（32）下端面高于探头（5）下端面。

2.根据权利要求1所述的一种用于气瓶超声波探伤的设备，其特征在于：所述机架（3）上还设置有水平位移结构，包括设置在机架（3）上端的水平滑轨（15）、滑动设置在水平滑轨（15）上的水平滑板（16）、设置在水平滑板（16）一侧的水平竖板（17）、设置在机架（3）和水平滑板（16）之间的水平丝杠（18）和设置机架（3）上的水平驱动电机（19），所述水平驱动电机（19）与水平丝杠（18）传动连接，所述水平滑板（16）下端与水平丝杠（18）连接，所述水平驱动电机（19）驱动水平丝杠（18）转动带动水平滑板（16）在水平滑轨（15）上水平滑动，所述水平竖板（17）借助水平滑板（16）带动进行水平移动，所述探伤架设置于水平竖板（17）内侧，所述探伤架借助水平竖板（17）进行水平移动。

3.根据权利要求2所述的一种用于气瓶超声波探伤的设备，其特征在于：所述机架（3）上还设置有竖向位移结构，包括设置在水平滑板（16）上的竖向驱动电机（20）、设置在水平竖板（17）上的固定板（21）、设置在竖向驱动电机（20）输出端上的竖向丝杠（22）、设置在固定板（21）上的滑动座（23）和设置在水平竖板（17）上的第一轴座（24），所述竖向丝杠（22）上端穿过水平滑板（16）与竖向驱动电机（20）输出端传动连接、下端穿过滑动座（23）并转动设置于第一轴座（24）内，所述滑动座（23）与竖向丝杠（22）滑动连接，所述竖向驱动电机（20）驱动竖向丝杠（22）转动通过滑动座（23）带动固定板（21）进行上下移动，所述探伤架设置于固定板（21）上。

4.根据权利要求3所述的一种用于气瓶超声波探伤的设备，其特征在于：所述竖向位移结构还包括设置在水平竖板（17）和固定板（21）之间的光轴（25）、设置在水平竖板（17）上的第二轴座（26）和设置在固定板（21）上的第三轴座（27），所述光轴（25）上端滑动设置于第二轴座（26）内、下端滑动设置于第三轴座（27）内。

5.根据权利要求1所述的一种用于气瓶超声波探伤的设备，其特征在于：所述机架（3）上还设置有定位结构，所述定位结构包括设置在机架（3）上的定位驱动电机（28）和定位传动轴（29）、设置在定位传动轴（29）一端的定位板（30），所述定位传动轴（29）位于旋转轮（12）外侧并与定位驱动电机（28）传动连接，所述定位板（30）一侧与定位传动轴（29）一端固定并借助定位传动轴（29）转动进行摆动、另一侧位于前进辊道（4）上端。

6.根据权利要求1所述的一种用于气瓶超声波探伤的设备，其特征在于：所述上料辊道（1）包括支撑架（33）、设置在支撑架（33）上的转辊（34）、设置在转辊（34）上的限位套（35）和设置在支撑架（33）上并与转辊（34）传动连接的进料驱动电机（36），所述转辊（34）沿进料方向并排转动设置于支撑架（33）上，所述进料驱动电机（36）与转辊（34）外端借助链条传动连接，所述限位套（35）呈锥形结构且对称套装于转辊（34）上，所述转辊上的限位套（35）尖端相对设置，所述出料辊道（2）、前进辊道（4）和上料辊道（1）结构相同。

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