CN116539714A - 一种轮毂螺栓探伤方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轮毂螺栓探伤方法及装置，属于探伤技术领域。该方法利用超声波探头对安装在轮毂上的轮毂螺栓进行在役检测；所述方法通过调整超声波探头的聚焦深度对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探测。利用本发明实现了对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探伤，进而实现了全面探伤，并且能够实现多个非拆卸在役螺栓的批量一次性全面检测，提高了探测效率及准确性，减少了维修难度和工作量。

Description

一种轮毂螺栓探伤方法及装置

技术领域

本发明属于探伤技术领域，具体涉及一种轮毂螺栓探伤方法及装置，尤其涉及一种对在役状态下的飞机轮毂螺栓进行整体检测的方法和装置。

背景技术

轮毂螺栓是车轮机构的关键承载部件，例如飞机及运输车辆轮毂上的固定螺栓，确保其安全稳定对于保障安全具有重要意义。

以飞机为例，起落架轮毂螺栓是大型民航飞机的关键承载部件，其结构如图2中的螺栓部分所示。现有民航飞机的运行频率较高，频繁起降导致轮毂螺栓所承受的冲击载荷较高，轮毂螺栓疲劳断裂事件时有发生。当飞机降落的垂直加速度过大时，机轮着地载荷过高，轮毂瞬间受力较大，导致轮毂螺栓上有两个位置容易发生局部损伤，第一个易断位置是螺栓上安装螺母处，即螺母44安装位置，第二个易断位置是螺栓头部41与螺栓螺杆42的过渡弧位置，即螺栓头部过渡弧位置。在后续使用过程中，如果螺栓损伤累积或者扩展，将导致两个易断位置处发生断裂，这样会严重威胁到航空安全。

现有的检测方法是采取定期检验的方式，即按照飞行起落数或者飞行小时数，依据维修手册对飞机轮毂处螺栓进行安全性检测。采用的检查方法具体如下：

将轮毂螺栓全部拆下并清洗，然后进行目视检查、磁粉检查或者荧光检查。目前的检测方案，是基于适航维修规章而指定的航线检查工作方案。该方案能够最大限度的降低事故发生的概率，提供安全裕度。但是在日常检查周期内，仍然可能发生轮毂螺栓断裂事件。

而且，在轮毂上分布有大量螺栓，如果对螺栓进行逐个检测，必将大大延长航后维修成本。但是如果仅仅只是抽检，可能会导致部分损伤的螺栓被漏检。目前并没有相关的技术能够实现轮毂螺栓在役状态下的检测。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种轮毂螺栓探伤方法及装置，能够同时对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探伤，进而实现全面探伤，并且能够实现多个非拆卸在役螺栓的批量一次性全面检测，提高探测效率及准确性，减少维修难度和工作量。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一个方面，提供了一种轮毂螺栓探伤方法，所述方法利用超声波探头对安装在轮毂上的轮毂螺栓进行在役检测；

所述方法通过调整超声波探头的聚焦深度对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探测。

本发明的进一步改进在于：

所述方法包括：

将超声波探头安装在一个轮毂螺栓上，使得超声波探头的检测头部端面与轮毂螺栓的螺纹端部接触，通过调整超声波探头的聚焦深度对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探测，探测完毕后，将超声波探头安装在下一个轮毂螺栓上，使得超声波探头的检测头部端面与轮毂螺栓的螺纹端部接触，通过调整超声波探头的聚焦深度对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探测，依此类推，直到完成对轮毂上的最后一个轮毂螺栓的探测。

本发明的进一步改进在于：

所述方法包括：

在轮毂的每个轮毂螺栓上分别安装一个超声波探头，使得各个超声波探头的检测头部端面分别与对应的轮毂螺栓的螺纹端部接触；

依次针对每个超声波探头，通过调整超声波探头的聚焦深度对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探测。

本发明的进一步改进在于：

所述通过调整超声波探头的聚焦深度对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探测的操作包括：

将超声波探头的聚焦深度调整到1L/5，根据超声波的回波信号判断第一个易断位置处是否有缺陷；

将超声波探头的聚焦深度调整到3L/5，根据超声波的回波信号判断第二个易断位置处是否有缺陷；

L为轮毂螺栓的长度。

本发明的第二个方面，提供了一种轮毂螺栓探伤装置，所述轮毂螺栓探伤装置包括：阵列对接工装，以及安装在其上的多个超声探测器；

所述阵列对接工装包括底座、支架和锁紧盘；

所述支架的下端与所述底座连接，所述支架的上端与所述锁紧盘连接；

在所述锁紧盘上开有多个贯通其前后表面的探头安装孔，所述超声波探测器可拆卸地安装在所述探头安装孔内。

本发明的进一步改进在于：

所述锁紧盘为圆盘状，在其中心开有中心通孔；

所述支架的上部设置有连接臂，连接臂的中心轴线与底座平行；

在锁紧盘的中心通孔内安装有轴承，锁紧盘通过轴承安装在连接臂的前端；

多个所述探头安装孔沿圆周均匀分布在中心通孔的周围。

本发明的进一步改进在于：

所述超声波探测器包括超声波探头和探头夹具；所述超声波探头的一端安装在探头夹具内；

在所述探头夹具的外表面设置有外螺纹，在锁紧盘上的每个探头安装孔的内表面上设置有内螺纹，探头夹具通过螺纹连接在探头安装孔内。

本发明的进一步改进在于：

所述轮毂螺栓探伤装置包括齿轮环；

所述齿轮环是一个圆环状结构，在其环形内壁上设置有多个沿圆周均布的齿；

在锁紧盘的后侧设置有与锁紧盘同轴线的圆环，在圆环的内壁上安装有轴承，所述齿轮环的圆环形外壁与轴承连接，齿轮环通过轴承连接在锁紧盘上，并能够相对齿轮盘旋转；

在每个探头夹具的外壁上设置有从动齿轮；

所有探头夹具外壁上的从动齿轮上的齿能够同时与齿轮环上的齿啮合。

本发明的进一步改进在于：

所述轮毂螺栓探伤装置包括喷淋部件；

所述喷淋部件包括：液压源、中央压力管和多头分配器；

所述中央压力管的一端与液压源连接，另一端与多头分配器连接；

所述多头分配器的各个出口分别与超声波探头上的液压输送管连接。

本发明的进一步改进在于：

所述支架采用可伸缩支架；

所述支架可移动地安装在所述底座上；

在所述底座的下方设置有万向轮；

在所述底座的下方或者边缘处设置有液压支柱、履带或者吸盘。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

利用本发明实现了对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探伤，进而实现了全面探伤，并且能够实现多个非拆卸在役螺栓的批量一次性全面检测，提高了探测效率及准确性，减少了维修难度和工作量。

附图说明

图1是飞机轮毂结构的示意图；

图2是本发明的超声探测器与轮毂螺栓配合安装的剖示图；

图3是轮毂螺栓安装结构的示意图；

图4是超声探测器检测安装的示意图；

图5是本发明轮毂螺栓探伤装置中的阵列对接工装的示意图；

图6是本发明轮毂螺栓探伤装置中的阵列对接工装使用时的装配示意图；

图7是图6中的A-A面剖视图；

图8是图7的局部放大示意图；

图9是本发明轮毂螺栓探伤装置中的齿轮环与超声探测器的啮合关系示意图；

图10是图9中的一个超声探测器处的局部放大图；

图11是是本发明轮毂螺栓探伤装置中的喷淋部件的结构示意图。

附图标记说明

1、内侧轮毂；2、轮胎；

3、外侧轮毂，31、安装孔；

4、轮毂螺栓，41、螺栓头部，42、螺栓螺杆，43、螺栓螺纹，44、螺母，45、螺纹端部；

5、超声探测器，51、探头夹持装置，52、超声波探头；

6、阵列对接工装，61、探头安装孔，62底座，63、支架，64锁紧盘；

具体实施方式

轮毂是轮胎内廓轮钢通过立柱连接的轮芯旋转部分，即支撑轮胎的中心装在轴上的金属部件，其广泛应用于车辆及航空设备领域。轮毂在汽车、飞机等运输设备中应用广泛，其作为与地面支撑的关键机构，并且在飞机起飞降落过程中也会承受更大的压力。轮毂螺栓是整个轮毂的承重关键构件，其使用状态的检测对于汽车、飞机等运输设备的安全运行有着至关重要的作用，因此需要定期的检测轮毂螺栓的裂纹情况。

图1显示了飞机轮毂的结构示意图，轮毂包括内侧轮毂1和外侧轮毂3两个部分，轮胎2安装在内、外侧轮毂之间，同时内、外侧轮毂通过轮毂螺栓4连接在一起。

如图2所示，一个轮毂螺栓4依次包括螺栓头部41、螺栓螺杆段42、螺栓螺纹段43、螺纹端部45，螺母44与轮毂螺栓上的螺栓螺纹段43配合可实现紧固。

如图3所示，装配时，轮毂螺栓4依次穿过内侧轮毂1和外侧轮毂3后，螺纹端部45从外侧轮毂3凸出，此时螺栓头部41与内侧轮毂1接触，螺母44与螺栓螺纹段43配合使螺母44与外侧轮毂3的表面接触，通过螺栓头部41和螺母44压紧内、外侧轮毂，通过螺栓螺杆段42及螺栓螺纹段43实现轮毂螺杆的承重。在实际应用中可能根据需要围绕轮毂外周布置多个轮毂螺栓4，通过圆周上均匀布置的轮毂螺栓实现内、外侧轮毂的紧密装配并满足一定强度的承重需要。

目前轮毂螺栓4容易发生断裂的两个易断位置之间的实际超声探测位置差距较大，第一个易断位置距离螺纹端部45约为20mm，而第二个易断位置距离螺纹端部45约100mm。因此通过一种探头实现两个易断位置的同时探测，将大大减少航向的维修难度和工作量。

其次，在飞机轮毂的圆周上安装有数十根轮毂螺栓，即使使用一种探头对同一个螺栓的两个危险位置进行探测，整个轮毂检查下来，工作量也是非常大的。为进一步简化检测流程，同时实现在役检测的目的。本发明还需要实现对一个飞机轮毂上的所有毂螺栓实现一次性探测。

现有检测方法是在到达设定的飞行小时数后，将轮毂螺栓从飞机上拆卸下来，然后使用磁粉或者荧光进行检测，检测完毕后，再将轮毂螺栓重新安装到飞机上，因此现有技术工作周期长，而且在以往的检测中发现轮毂螺栓在重新安装后，出现了安装错误，例如垫片安装反向等问题，进而导致故障，因此对轮毂螺栓进行拆装是有一定风险的。利用本发明能够实现在役检测，“在役检测”指的是飞机在停场或者落地过夜期间，在不拆卸轮毂螺栓的情况下，直接在机轮位置开展检测，进而避免了轮毂螺栓的拆装，也避免了拆装过程中出现的错误。

为了快速准确检测，本发明提供了一种轮毂螺栓探伤方法，所述方法利用超声波探头对安装在轮毂上的轮毂螺栓进行在役检测，并通过调整超声波探头的聚焦深度对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探测。

具体的，可以将超声波探头安装在一个轮毂螺栓上，使得超声波探头的检测头部端面与轮毂螺栓的螺纹端部接触，通过调整超声波探头的聚焦深度对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探测，探测完毕后，将超声波探头安装在下一个轮毂螺栓上，使得超声波探头的检测头部端面与轮毂螺栓的螺纹端部接触，通过调整超声波探头的聚焦深度对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探测，依此类推，直到完成对轮毂上的最后一个轮毂螺栓的探测。

或者，在轮毂的每个轮毂螺栓上分别安装一个超声波探头，使得各个超声波探头的检测头部端面分别与对应的轮毂螺栓的螺纹端部接触；依次针对每个超声波探头，通过调整超声波探头的聚焦深度对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探测。

实际操作时，本发明利用超声波探测器5实现对轮毂螺栓4的两个易断位置进行探测。探测完一个轮毂螺栓后，再将超声波探头52安装到下一个轮毂螺栓上，完成对下一个轮毂螺栓的探测，依此类推，直到完成对最后一个轮毂螺栓的探测。为了提高效率，也可以同时在每个轮毂螺栓上分别安装一个超声波探头52，通过各个超声波探头实现对各个轮毂螺栓的探测。

如图2所示，超声波探测器5包括超声波探头52及探头夹具51，检测时通过探头夹具51将超声波探头52固定连接在一个轮毂螺栓4的螺纹端部45，之后调整超声波探头52位置，使超声波探头52的检测头部端面与螺纹端部45的顶端面紧密贴合，超声波探头52的检测头部端面涂抹有耦合剂，用于将超声激励信号导入到轮毂螺栓，损伤位置的反射信号被超声波探头52接收，通过对超声波探头52采集的反射信号进行分析，进而判断损伤的位置和大小，根据反射信号进行分析获得损失位置和大小的方法采用现有超声波分析方法实现即可，在此不再赘述。

所述探头夹具51能够适应螺纹端部45的直径从而稳定夹持在所述螺纹端部45处，而所述超声波探头52可活动的安装在所述探头夹具51上，从而在所述探头夹具51固定在所述螺纹端部45上后，能够调整其位置使所述超声波探头52的检测头部与螺纹端部45的顶端面紧密贴合。

例如，所述探头夹具51可以采用两端开口的弹性套管，超声波探头52的一端位于弹性套管内，另一端从弹性套管的一端伸出来，弹性套管的另一端套在轮毂螺栓的螺纹端部45即可，通过调整超声波探头52位于弹性套管内的长度来调整超声波探头52与螺纹端部45之间的距离。

所述探头夹具51也可以采用专利CN209372759U公开的超声波探头夹具，安装结构如图4所示。对单根螺栓进行在役检测时的剖面结构如图2所示，超声波探头52通过耦合剂紧密贴合在轮毂螺栓4的螺纹端部45的顶端面，超声信号导入到轮毂螺栓，损伤位置的反射信号被超声波探头52接收，通过现有的超声探测仪器分析，判断损伤的位置和大小。所述超声波探头52一般使用双晶探头，该探头对近场损伤的探测比较敏感，但是对于螺栓4头部位置的损伤，其判断能力有限，因此必须探索合适的双晶聚焦位置，才能实现两个易断位置的同时探测。

为了同时实现两个易断位置的损伤检测，本发明采用一种超声探测深度为特定位置的双晶超声波探头，该双晶超声波探头为现有成熟产品，通过改变增益调整聚焦位置，从而实现对两个易断位置的全面检测。增益是指反射波的放大倍数，在实际操作中，通过改变提取反射波的范围，对特定位置的信号进行放大，然后提取信号后能够识别特定位置的损伤特征，改变增益是现有超声检测设备的基本功能，在此不再赘述。

为了能够同时对轮毂螺栓4的两个易断位置的缺陷进行全面检测，需要探索合适的双晶聚焦位置，才能实现两个易断位置的同时探测。根据轮毂螺栓4的结构以及超声波探测性能，在检测开始之前先获取轮毂螺栓4的相关参数，包括长度和直径，根据长度和直径获取聚焦位置，之后开始检测，并将获取的返回信号发送给现有的超声探测仪器进行分析得出轮毂螺栓4的裂纹生成情况，完成检测。

经过多次实验可知，对于长度为L，直径为D的螺栓，所述超声波探头52的聚焦范围设定为L/10-9L/10(实际操作中，该聚焦范围是通过调整双晶探头中的两个晶片的夹角实现的，调整夹角的方法为现有技术，在此不再赘述)，才能够准确的同时对两个易断位置进行探测。由于两个晶片发射超声波后，在三维空间形成一个聚焦区域，在此聚焦区域范围内，信号非常强，具有较高的分辨率，因此，为了更为准确和有针对性的进行检测，聚焦范围优选设定为1L/5-3L/5。

具体的，以常用空中客车A320飞机为例，其为欧洲空中客车公司研制生产的单通道双发中短程150座级客机，轮毂螺栓4的直径为18mm，长度为110mm，超声波探头52采用双晶纵波超声波探头，聚焦范围确定为距离螺纹端部11-99mm处，优选聚焦范围为22-66mm。

采用本发明能够在飞机轮毂处于服役状态下、且不需要拆卸轮毂螺栓，实现对轮毂螺栓的裂纹检测，检测时的装配情况如图4所示，检测时可在所有的轮毂螺栓4上分别安装一个超声波探测器5，进而对整个飞机轮毂上的轮毂螺栓4进行检测。

在检测安装过程中，由于轮毂上安装有多个轮毂螺栓4，在役状态下进行检测时需要对每个轮毂螺栓一个一个依次安装超声波探测器5，为提高效率和安装准确性，以保证快速准确的实现全面检测，本发明还提供了一种轮毂螺栓探伤装置。

如图5所示，所述轮毂螺栓探伤装置包括：阵列对接工装6及多个所述超声探测器5(图5中没有画出超声探测器5)，所述超声波探测器5可拆卸的安装在所述阵列对接工装6上，从而利用阵列对接工装6一次性完成多个超声波探测器5与服役轮毂螺栓的对接探测。

具体的，如图6到图8所示，所述阵列对接工装6包括底座62、支架63及锁紧盘64，所述支架63的下端与所述底座62连接，所述支架63的上端与所述锁紧盘64连接。在所述锁紧盘64上开有多个贯通其前后表面的探头安装孔61，所述超声波探测器5可拆卸地安装在所述探头安装孔61内。

其中，为适应外侧轮毂3的形状，所述锁紧盘64可以为圆盘状，在其中心开有中心通孔，设置中间通孔的目的有两个，第一个是减轻整个装置的重量，特别是头部的重量。第二是为安装支架提供空间，具体的，支架63的上部设置有连接臂，连接臂的中心轴线与底座平行，连接臂的前端与锁紧盘的中心通孔连接。

所述探头安装孔61沿圆周均匀分布在中心通孔的周围，且探头安装孔61的分布位置与所述外侧轮毂3上的轮毂螺栓4的分布位置对应。

需要对在役轮毂螺栓4进行探伤检测时，可以先将多个所述超声波探测器5安装在所述探头安装孔61内，超声波探测器与探头安装孔一一对应，然后通过调整所述阵列对接工装6的位置调整锁紧盘64相对于所述外侧轮毂3的位置，使得锁紧盘64进入到外侧轮毂3的内圈中，同时使得各个轮毂螺栓插入到对应的超声波探测器5的探头夹具51内，这样各个超声波探测器5能够快速准确的与所述轮毂螺栓3对接，进而一次性的完成多个所述超声波探测器5的安装，

然后，通过调整超声波探头52在探头夹具51中的位置，使得超声波探头52检测头部的端面与所述轮毂螺栓4的螺纹端部45的顶端面接触后，即可开始进行超声波探伤。

进一步的，为实现所述超声波探测器5的可拆卸安装，在所述探头夹具51的外表面设置有外螺纹，与之相对应的，在每个探头安装孔61的内表面上设置有内螺纹，通过内、外螺纹的配合实现超声波探测器5在锁紧盘上的快速可拆卸安装。螺纹连接比较稳和准确，当然也可以采用其他方式实现可拆卸安装，例如气压推动、液压推动等，只要能够实现准确定位即可。

具体的，所述探头夹具51内侧与所述超声波探头52外侧表面能够滑动配合，即超声波探头52可在探头夹具51内部有所限制的移动，从而实现超声波探头52的检测头部端面与所述螺纹端部45的顶端面接触(超声波探测方式中，需要探头的检测头部与被测物体接触，才能将超声波输入到被测工件中，实际操作中，为提高这种接触效果，还需要在两者之间涂覆一些粘性液体或者水，进而避免有空气隔离二者，因为空气会导致超声波信号的迅速衰减)。例如，超声波探头52与所述探头夹具51可以通过螺纹配合实现位置的移动，即在超声波探头52的外表面设置有外螺纹，在探头夹具51的内表面设置有内螺纹，两者通过螺纹连接并调整相对的位置。

另外，考虑到该装置检测的是在役轮毂螺栓4，而在役轮毂是安装在使用状态下的车辆或飞机上的，所以每次检测时由于轮毂转动的角度不同，轮毂螺栓4在周向的分布位置会发生改变，为了应对该情况，所述锁紧盘64可旋转的安装在所述支架63上，具体可以通过轴承配合锁紧机构实现安装，即在锁紧盘的中心通孔内安装轴承，锁紧盘64通过轴承连接在连接臂上，在调整周向角度完毕后利用锁紧机构进行锁紧盘64的固定，或者也可采用电动方式，将锁紧盘64安装在旋转电机输出轴上，通过电机驱动锁紧盘旋转调整位置。

锁紧盘64的作用是保障探头与螺栓的紧密接触，这是因为如果二者虚接或者接触不紧密，将导致超声信号的衰减或者无法接收到缺陷位置的反射信号。保障探头和螺纹头部45紧密接触的方式有很多，例如，可以使用液压或者气动方式，推动探头向螺栓头部移动，也可以在所述锁紧盘的后侧设置齿轮环，齿轮环与锁紧盘同轴线设置，齿轮环通过外部的轴承与锁紧盘连接，这样齿轮环通过轴承能够相对锁紧盘进行旋转。

具体的，如图9和图10所示，齿轮环是一个圆环状结构，在其环形内壁上设置有多个沿圆周均布的齿。为了安装齿轮环，在锁紧盘的后侧设置有与锁紧盘同轴线的圆环(图5到图8中未画出该圆环)，该圆环与锁紧盘可以一体成型，也可以与锁紧盘焊接成一体，在圆环的内壁上安装有轴承，所述齿轮环的圆环形外壁与轴承连接，即轴承的外圈与锁紧盘上的圆环的内壁连接，轴承的内圈与齿轮环的圆环形外壁连接，这样，齿轮环通过轴承连接在锁紧盘上，并能够相对齿轮盘旋转。

在每个探头夹具51的外壁上设置有从动齿轮，该从动齿轮可以采用类似螺帽的结构，固定连接在探头夹具51的外壁上即可，所有探头夹具51外壁上的从动齿轮上的齿能够同时与齿轮环上的齿啮合，这样，通过齿轮环(即主动齿轮)上的齿和从动齿轮的配合，就可以通过转动齿轮环来带动所有探头夹具51的旋转，进而推动所有探头夹具51以及超声波探头52进行前后移动，实现超声波探头52与螺栓的螺纹端部的顶端面的紧密贴合或者分离。

具体的，所述齿轮环可以通过手动驱动，也可以通过一个外齿轮，利用电机驱动。齿轮环旋转时驱动探头夹具51旋转，具体的，齿轮环顺时针旋转时，可以带动探头夹具51顺时针旋转，超声波探头52向前移动，即向螺纹端部移动，保证超声波探头52的检测头端面抵近螺纹端部的顶端吗，在顶住后固定或者锁住齿轮环，即可实现探头与螺栓头部的紧密贴合。齿轮环逆时针旋转时，可以带动探头夹具51逆时针旋转，超声波探头52向后移动，与螺纹端部脱离。为了简便和清晰，图9、图10中仅仅画出了齿轮环、探头夹具上相互啮合处的齿，其它位置的齿没有画出。

进一步的，可以使用自动喷水(水是一种超声耦合剂)或者喷耦合剂的方式，向超声波探头52和螺纹端部喷洒水或者其他耦合剂，进而提供超声波探头52和螺纹端部的紧密贴合，排出超声波探头52和螺纹端部间隙位置的空气就可以了。

喷水或喷耦合剂可以采用两种方式，第一种方式是，在测试前在轮毂螺栓的螺纹端部和超声波探头52上喷水或耦合剂。另外一种方式是，通过喷淋部件将耦合剂或者水输送到各个超声波探头52和螺栓接触的位置，进一步增强两者之间的接触。

具体的，如图11所示，所述喷淋部件包括中央压力管1101、液压源和多头分配器1102，所述中央压力管1101的一端与液压源连接(液压源可以设置在底座上或其它合适的位置处)，另一端与多头分配器1102连接(多头分配器可以设置在连接臂的后部或其它合适的位置处)，多头分配器1102的各个出口分别与探头上的液压输送管(液压输送管为超声波探头上的现有配置，在此不再赘述。)连接，这样液压源中的液体通过中央压力管1101、多头分配器1102、液压输送管被输送到各个超声波探头的后部，液体在压力作用下，进入到超声波探头与螺栓的结合位置处，实现了超声波探头和螺纹端部的耦合接触。液压源、中央压力管、多头分配器、液压输送管均为现有产品，在此不再赘述。

在一些实施例中，由于轮胎气压或者航空器自身重量的问题，所述支架63可以设计为伸缩支架，能够实现高度方向的调整，例如，可以采用液压或者气动支架，能够实现一定范围的升降，进而调节探头安装孔的高度，实现探头和轮毂螺栓的基本对正。

进一步的，所述支架63还可以设计为可移动的安装在所述底座62上，例如通过滑槽、导轨等领域内的常规安装方式进行安装设置，实现支架63在水平面内的横向及纵向移动。通过以上设置，所述锁紧盘63能够自由灵活的调整其在空间内的三维位置，从而灵活的与所述轮毂对接，实现超声波探测器5与所述轮毂螺栓4的对正。

进一步的，在所述底座的下方设置有用于移动的万向轮，另外，在所述底座的下方或者边缘处设置有液压支柱、履带或者吸盘，工作时将底座移动到轮毂位置，实现基本对正后，收起万向轮，通过液压立柱、履带、吸盘等方式固定在地面上。当探头顶着在螺栓根部时，底座需要保证地面接触力。因为锁住万向轮后不足以支撑整个装置的接触稳定，所以进一步使用液压方式紧密贴合地面，液压支柱，履带和吸盘这三者的地面摩擦力均比较大，都是为了保障锁紧盘靠紧螺栓端部时，反作用力不至于导致整个装置离开轮毂螺栓。

利用上述装置进行轮毂螺栓的探伤方法如下：

将上述轮毂螺栓探伤装置靠近轮毂，调整锁紧盘的高度，使其与轮毂的高度一致，然后放出液压支柱或者履带或者吸盘接触地面，保证接触完好后，转动锁紧盘，使得轮毂螺栓与各个超声波探测器对齐并进入到探头夹具内，驱动齿轮环，从而驱动探头靠近螺栓，超声波探头与螺纹端部抵近后，开启喷淋部件。

依次启动各个超声波探头，当启动某个超声波探头时，首先进行第一个易断位置的损伤探测，具体的，使用近场信号，即将超声波回波距离锁定在近场区域(聚焦深度在1L/5处)，观察回波信号，如果有明显回波信号(这个是采用现有仪器能够实现的，在此不再追随。)，则可以确定第一个易断位置有缺陷，如果没有明显回波信号，则第一个易断位置没有缺陷。然后进行第二个易断位置的损伤探测，具体的，使用远场信号，将回波测量距离锁定在远场区域(聚焦深度在3L/5位置处)，观察回波信号，如果有明显回波信号，则可以确认第二个易断位置有缺陷，如果没有明显回波信号，则第二个易断位置没有缺陷。依次使用各个探头完成检查后，所有轮毂螺栓全部检查完毕。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施例所描述的结构，因此前面描述的只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (10)

1.一种轮毂螺栓探伤方法，其特征在于：所述方法利用超声波探头对安装在轮毂上的轮毂螺栓进行在役检测；

所述方法通过调整超声波探头的聚焦深度对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探测。

2.根据权利要求1所述的轮毂螺栓探伤方法，其特征在于：所述方法包括：

将超声波探头安装在一个轮毂螺栓上，使得超声波探头的检测头部端面与轮毂螺栓的螺纹端部接触，通过调整超声波探头的聚焦深度对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探测，探测完毕后，将超声波探头安装在下一个轮毂螺栓上，使得超声波探头的检测头部端面与轮毂螺栓的螺纹端部接触，通过调整超声波探头的聚焦深度对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探测，依此类推，直到完成对轮毂上的最后一个轮毂螺栓的探测。

3.根据权利要求1所述的轮毂螺栓探伤方法，其特征在于：所述方法包括：

在轮毂的每个轮毂螺栓上分别安装一个超声波探头，使得各个超声波探头的检测头部端面分别与对应的轮毂螺栓的螺纹端部接触；

依次针对每个超声波探头，通过调整超声波探头的聚焦深度对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探测。

4.根据权利要求1至3任一项所述的轮毂螺栓探伤方法，其特征在于：所述通过调整超声波探头的聚焦深度对轮毂螺栓上的两个易断位置进行探测的操作包括：

将超声波探头的聚焦深度调整到1L/5，根据超声波的回波信号判断第一个易断位置处是否有缺陷；

将超声波探头的聚焦深度调整到3L/5，根据超声波的回波信号判断第二个易断位置处是否有缺陷；

L为轮毂螺栓的长度。

5.一种轮毂螺栓探伤装置，其特征在于：所述轮毂螺栓探伤装置包括：阵列对接工装，以及安装在其上的多个超声探测器；

所述阵列对接工装包括底座、支架和锁紧盘；

所述支架的下端与所述底座连接，所述支架的上端与所述锁紧盘连接；

在所述锁紧盘上开有多个贯通其前后表面的探头安装孔，所述超声波探测器可拆卸地安装在所述探头安装孔内。

6.根据权利要求5所述的轮毂螺栓探伤装置，其特征在于：所述锁紧盘为圆盘状，在其中心开有中心通孔；

所述支架的上部设置有连接臂，连接臂的中心轴线与底座平行；

在锁紧盘的中心通孔内安装有轴承，锁紧盘通过轴承安装在连接臂的前端；多个所述探头安装孔沿圆周均匀分布在中心通孔的周围。

7.根据权利要求6所述的轮毂螺栓探伤装置，其特征在于：所述超声波探测器包括超声波探头和探头夹具；所述超声波探头的一端安装在探头夹具内；

在所述探头夹具的外表面设置有外螺纹，在锁紧盘上的每个探头安装孔的内表面上设置有内螺纹，探头夹具通过螺纹连接在探头安装孔内。

8.根据权利要求7所述的轮毂螺栓探伤装置，其特征在于：所述轮毂螺栓探伤装置包括齿轮环；

所述齿轮环是一个圆环状结构，在其环形内壁上设置有多个沿圆周均布的齿；

在锁紧盘的后侧设置有与锁紧盘同轴线的圆环，在圆环的内壁上安装有轴承，所述齿轮环的圆环形外壁与轴承连接，齿轮环通过轴承连接在锁紧盘上，并能够相对齿轮盘旋转；

在每个探头夹具的外壁上设置有从动齿轮；

所有探头夹具外壁上的从动齿轮上的齿能够同时与齿轮环上的齿啮合。

9.根据权利要求7所述的轮毂螺栓探伤装置，其特征在于：所述轮毂螺栓探伤装置包括喷淋部件；

所述喷淋部件包括：液压源、中央压力管和多头分配器；

所述中央压力管的一端与液压源连接，另一端与多头分配器连接；

所述多头分配器的各个出口分别与超声波探头上的液压输送管连接。

10.根据权利要求5所述的轮毂螺栓探伤装置，其特征在于：所述支架采用可伸缩支架；

所述支架可移动地安装在所述底座上；

在所述底座的下方设置有万向轮；

在所述底座的下方或者边缘处设置有液压支柱、履带或者吸盘。