CN117929532A - 一种基于超声波的大型风力发电机主轴裂纹探伤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发电机主轴裂纹探伤技术领域，具体为一种基于超声波的大型风力发电机主轴裂纹探伤装置，包括直线导轨，直线导轨的上表面设置有滑台座，滑台座的上表面安装有固定块，固定块的一侧设置有位置调节组件，位置调节组件包括转轴以及半圆导轨，转轴位于固定块的一侧且与固定块转动连接，半圆导轨的内部开设有滑槽，滑槽的内部设置有滑块，滑块的一侧固定连接有支撑座，支撑座连接有驱动组件和柔性组件，本发明通过直线导轨和驱动电机的配合使用，达到对发电机主轴裂纹进行自动探伤的目的，提高裂纹探伤的效率，且在裂纹探伤过程中自动对耦合剂进行添加和涂覆，同时保证耦合剂涂覆的均匀性，从而避免耦合剂涂覆不均对超声波探伤结果产生影响。

Description

一种基于超声波的大型风力发电机主轴裂纹探伤装置

技术领域

本发明涉及发电机主轴裂纹探伤技术领域，具体为一种基于超声波的大型风力发电机主轴裂纹探伤装置。

背景技术

风力发电机主轴是风力发电机的核心部件之一，负责将风车叶片转动的动力传递给发电机，进而转化为电能。发电机主轴通常需要经过热处理工艺，以提高其硬度和强度。如果热处理不当，或者制造工艺存在缺陷，可能导致主轴在某些部位的强度减弱，使得主轴内部应力分布不均匀，从而引发裂纹。发电机主轴是承载整个风力发电机转子系统的关键组件之一，如果主轴出现裂纹并未被发现，可能会在设备运行过程中导致主轴断裂，引发严重事故，因此对发电机主轴进行裂纹探伤是非常必要的，可以保障设备的安全性、可靠性和长期运行。超声波探伤可以用于检测主轴内部的裂纹和其他缺陷，通过将超声波引入主轴材料中，检测其反射情况来识别可能存在的裂纹。

通过超声波对风力发电机主轴进行裂纹探伤时，需要在主轴的被检测表面涂覆耦合剂，以确保超声波能够有效地传播到被测材料内部，例如现有技术是通过技术人员手动涂覆耦合剂，并手持超声波探测仪进行探测工作，手动涂覆耦合剂存在涂抹不均匀的情况，并且由于主轴表面不平整，手动涂覆耦合剂难以对不平整的区域的进行均匀填充， 不均匀的耦合剂涂覆可能导致一些额外的反射或散射，产生误导性的信号，从而影响超声波的探伤结果，而且由于主轴体积较大，其外表面面积也较大，手持探头对主轴表面进行裂纹检测，效率十分低下。

实用新型内容

本发明的目的在于提供一种基于超声波的大型风力发电机主轴裂纹探伤装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于超声波的大型风力发电机主轴裂纹探伤装置，包括直线导轨，直线导轨的上表面设置有滑台座，滑台座的上表面安装有固定块，固定块的一侧设置有位置调节组件，位置调节组件用于调节机构的探伤位置；

位置调节组件，包括转轴以及半圆导轨，转轴位于固定块的一侧且与固定块转动连接，半圆导轨的内部开设有滑槽，滑槽的内部设置有滑块，滑块的一侧固定连接有支撑座，支撑座连接有驱动组件和柔性组件。

驱动组件包括驱动电机、齿轮以及半圆齿条，驱动电机位于支撑座的内部，驱动电机的输出轴与齿轮相互连接，半圆齿条固定连接在半圆导轨的一侧，驱动组件用于带动支撑座沿着半圆导轨进行滑动。

驱动电机带动齿轮进行旋转，由于齿轮与半圆齿条啮合连接，齿轮在旋转的过程中会带动支撑座沿着半圆导轨进行滑动。

齿轮的一侧连接有棘爪，棘爪的外部套接有棘齿，棘齿的一侧固定连接有支撑板，支撑板的一侧连接有第一皮带轮。

齿轮逆时针旋转时，支撑座会沿着半圆导轨顺时针滑动，齿轮带动棘爪同步旋转，使得棘爪带动棘齿和第一皮带轮同步旋转，当齿轮顺时针旋转时，支撑座会沿着半圆导轨逆时针滑动，齿轮继续带动棘爪同步旋转，而此时棘爪不带动棘齿和第一皮带轮进行旋转。

第一皮带轮的一侧连接有挡板，挡板通过固定杆与支撑座相互连接，挡板用于对第一皮带轮和棘齿进行支撑。

第一皮带轮与挡板转动连接，挡板不仅提供支撑功能，同时对驱动组件提供防护功能。

柔性组件，包括弹簧以及底座，弹簧的一端与支撑座相互连接，弹簧的另一端与底座相互连接，支撑座的一侧固定连接有第一连接块，底座的一侧固定连接有第二连接块，第二连接块的上表面固定连接有限位轴，限位轴贯穿第一连接块，底座连接有探伤组件，柔性组件用于控制探伤组件与主轴紧密贴合。

底座通过弹簧在支撑座的一侧构成伸缩结构，有利于保证底座一侧设置的探伤部件与主轴外表面紧密贴合，从而有利于对不同尺寸的主轴进行探伤工作。

探伤组件包括探伤部件和加料部件，探伤部件包括储剂瓶、滚筒和探头，储剂瓶的上端螺纹连接有固定座，固定座与底座固定连接，滚筒的上端连接有固定轴，固定轴与底座固定连接，探头的一侧连接有连接线，连接线的另一端连接有超声波探测仪，超声波探测仪位于滑台座的上表面。

储剂瓶内部的耦合剂被挤压到主轴外表面上后，滚筒会对耦合剂进行挤压涂覆，从而保证耦合剂涂覆的均匀度，耦合剂涂覆均匀后，探头会与主轴外表面相互贴合，以便进行超声波探伤工作。

加料部件包括支撑杆以及挤压板，支撑杆与底座固定连接，支撑杆套接在挤压板的外表面，挤压板的一侧连接有第二皮带轮。

挤压板通过旋转挤压储剂瓶，使得储剂瓶内部的耦合剂被挤出并落在主轴外表面上。

储剂瓶为柔性塑料材质，支撑杆到储剂瓶的距离小于挤压板的高度，挤压板的长度大于储剂瓶的直径。

储剂瓶为柔性塑料材质，当储剂瓶失去挤压时会自动回弹复位并恢复原状，且储剂瓶下端的喷嘴为压力喷嘴，倒置的储剂瓶中的耦合剂具有一定的自重，但是该自重低于压力喷嘴预设的排气压力，在储剂瓶没有受到外力挤压时不会发生泄漏。

底座的一侧连接有张紧轮，张紧轮的外表面连接有连接皮带，连接皮带与第一皮带轮和第二皮带轮相互连接，张紧轮用于对皮带进行张紧。

第一皮带轮通过连接皮带带动第二皮带轮进行旋转，便于对动力进行传递。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过直线导轨和驱动电机的配合使用，从而控制探伤部件进行运动，从而达到对风力发电机主轴裂纹进行自动探伤的目的，提高了裂纹探伤的效率。

本发明通过柔性组件的设计，使得底座通过弹簧在支撑座的一侧构成伸缩结构，从而保证底座一侧设置的探伤部件与主轴外表面紧密贴合，有利于满足对不同尺寸的主轴进行裂纹探伤的需求。

本发明通过加料部件和滚筒的设置，能够在裂纹探伤过程中自动对耦合剂进行添加和涂覆，同时可保证耦合剂涂覆的均匀性，从而避免耦合剂涂覆不均对超声波探伤结果产生影响。

本发明通过棘轮棘爪的设计，当齿轮逆时针旋转时，棘爪带动棘齿和第一皮带轮同步旋转，第一皮带轮通过第二皮带轮带动加料部件工作，从而对耦合剂进行添加，当齿轮顺时针旋转时，此时棘爪不带动棘齿和第一皮带轮进行旋转，加料部件不工作，有利于当探头对某些重要部位重复探测时，耦合剂会重复添加以保证超声波能够有效地传播到被测材料内部，同时避免耦合剂过度添加的情况发生。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中滑块与支撑座的连接结构示意图；

图3为本发明中棘爪与棘齿的连接结构示意图；

图4为本发明中柔性组件的结构示意图；

图5为本发明中探伤组件的结构示意图；

图6为本发明中加料部件的结构示意图；

图7为本发明中支撑杆与挤压板的连接结构示意图；

图8为本发明中固定杆与挡板的连接结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、直线导轨；2、滑台座；3、固定块；4、转轴；5、半圆导轨；6、滑槽；7、滑块；8、支撑座；9、驱动电机；10、齿轮；11、棘爪；12、棘齿；13、支撑板；14、第一皮带轮；15、固定杆；16、挡板；17、弹簧；18、第一连接块；19、限位轴；20、第二连接块；21、底座；22、固定座；23、储剂瓶；24、固定轴；25、滚筒；26、探头；27、连接线；28、超声波探测仪；29、张紧轮；30、支撑杆；31、第二皮带轮；32、挤压板；33、连接皮带；34、半圆齿条。

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。

本发明提供一种技术方案：

如图1-图8所示的一种基于超声波的大型风力发电机主轴裂纹探伤装置，包括直线导轨1，直线导轨1的上表面设置有滑台座2，滑台座2的上表面安装有固定块3，固定块3的一侧设置有位置调节组件，位置调节组件用于调节机构的探伤位置；

位置调节组件，包括转轴4以及半圆导轨5，转轴4位于固定块3的一侧且与固定块3转动连接，半圆导轨5的内部开设有滑槽6，滑槽6的内部设置有滑块7，滑块7的一侧固定连接有支撑座8，支撑座8连接有驱动组件和柔性组件。

通过旋转转轴4以调节半圆导轨5的位置，使其位于主轴的上方或下方，从而满足对主轴整个外表面进行裂纹探伤的需求，且固定块3内部设置有锁止结构，以保证半圆导轨5的稳定性。

驱动组件包括驱动电机9、齿轮10以及半圆齿条34，驱动电机9位于支撑座8的内部，驱动电机9的输出轴与齿轮10相互连接，半圆齿条34固定连接在半圆导轨5的一侧，驱动组件用于带动支撑座8沿着半圆导轨5进行滑动。

驱动电机9带动齿轮10进行旋转，由于齿轮10与半圆齿条34啮合连接，齿轮10在旋转的过程中会带动支撑座8沿着半圆导轨5进行滑动。

齿轮10的一侧连接有棘爪11，棘爪11的外部套接有棘齿12，棘齿12的一侧固定连接有支撑板13，支撑板13的一侧连接有第一皮带轮14。

齿轮10逆时针旋转时，支撑座8会沿着半圆导轨5顺时针滑动，齿轮10带动棘爪11同步旋转，使得棘爪11带动棘齿12和第一皮带轮14同步旋转，第一皮带轮14通过第二皮带轮31带动加料部件工作，从而对耦合剂进行添加，当齿轮10顺时针旋转时，支撑座8会沿着半圆导轨5逆时针滑动，齿轮10继续带动棘爪11同步旋转，而此时棘爪11不带动棘齿12和第一皮带轮14进行旋转，加料部件不工作，有利于当探头26对某些重要部位重复探测时，耦合剂会重复添加以保证超声波能够有效地传播到被测材料内部，同时避免耦合剂过度添加的情况发生。

第一皮带轮14的一侧连接有挡板16，挡板16通过固定杆15与支撑座8相互连接，挡板16用于对第一皮带轮14和棘齿12进行支撑。

第一皮带轮14与挡板16转动连接，挡板16不仅提供支撑功能，同时对驱动组件提供防护功能。

柔性组件，包括弹簧17以及底座21，弹簧17的一端与支撑座8相互连接，弹簧17的另一端与底座21相互连接，支撑座8的一侧固定连接有第一连接块18，底座21的一侧固定连接有第二连接块20，第二连接块20的上表面固定连接有限位轴19，限位轴19贯穿第一连接块18，底座21连接有探伤组件，柔性组件用于控制探伤组件与主轴紧密贴合。

底座21通过弹簧17在支撑座8的一侧构成伸缩结构，有利于保证底座21一侧设置的探伤部件与主轴外表面紧密贴合，从而有利于对不同尺寸的主轴进行探伤工作。

探伤组件包括探伤部件和加料部件，探伤部件包括储剂瓶23、滚筒25和探头26，储剂瓶23的上端螺纹连接有固定座22，固定座22与底座21固定连接，滚筒25的上端连接有固定轴24，固定轴24与底座21固定连接，探头26的一侧连接有连接线27，连接线27的另一端连接有超声波探测仪28，超声波探测仪28位于滑台座2的上表面，储剂瓶23为柔性塑料材质，支撑杆30到储剂瓶23的距离小于挤压板32的高度，挤压板32的长度大于储剂瓶23的直径。

加料部件包括支撑杆30以及挤压板32，支撑杆30与底座21固定连接，支撑杆30套接在挤压板32的外表面，挤压板32的一侧连接有第二皮带轮31，底座21的一侧连接有张紧轮29，张紧轮29的外表面连接有连接皮带33，连接皮带33与第一皮带轮14和第二皮带轮31相互连接，张紧轮29用于对皮带进行张紧。

工作原理：首先需要吊装设备将风力发电机主轴吊起，使得主轴悬空放置，接着移动直线导轨1，并使得半圆导轨5位于主轴的上方，驱动电机9运行后，会带动齿轮10进行旋转，由于齿轮10与半圆齿条34啮合连接，齿轮10在旋转的过程中会带动支撑座8沿着半圆导轨5进行滑动，使得支撑座8下方底座21连接的储剂瓶23、滚筒25和探头26同步运动，并且当齿轮10逆时针旋转时，支撑座8会沿着半圆导轨5顺时针滑动，齿轮10带动棘爪11同步旋转，使得棘爪11带动棘齿12和第一皮带轮14同步旋转，第一皮带轮14通过第二皮带轮31带动挤压板32进行旋转，挤压板32通过旋转挤压储剂瓶23，使得储剂瓶23内部的耦合剂被挤出并落在主轴外表面上，储剂瓶23为柔性塑料材质，当储剂瓶23失去挤压时会自动回弹复位并恢复原状，且储剂瓶23下端的喷嘴为压力喷嘴，倒置的储剂瓶23中的耦合剂具有一定的自重，但是该自重低于压力喷嘴预设的排气压力，在储剂瓶23没有受到外力挤压时不会发生泄漏，滚筒25会对耦合剂进行挤压涂覆，从而保证耦合剂涂覆的均匀度，耦合剂涂覆均匀后，探头26与主轴外表面相互贴合，以便进行超声波探伤工作，当支撑座8滑动至半圆导轨5末端后，驱动电机9再驱动齿轮10顺时针旋转，使得支撑座8沿着半圆导轨5逆时针滑动，而此时棘爪11不带动棘齿12和第一皮带轮14进行旋转，加料部件不工作，接着滑台座2沿着直线导轨1运行适当距离后，驱动电机9运行，并重复上述操作，从而对主轴的整个上外表面进行裂纹探伤，同理，将半圆导轨5调节至主轴的下方，可对主轴的整个下外表面进行裂纹探伤。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于超声波的大型风力发电机主轴裂纹探伤装置，其特征在于，包括：

直线导轨（1），所述直线导轨（1）的上表面设置有滑台座（2），所述滑台座（2）的上表面安装有固定块（3），所述固定块（3）的一侧设置有位置调节组件，所述位置调节组件用于调节机构的探伤位置；

位置调节组件，包括转轴（4）以及半圆导轨（5），所述转轴（4）位于固定块（3）的一侧且与固定块（3）转动连接，所述半圆导轨（5）的内部开设有滑槽（6），所述滑槽（6）的内部设置有滑块（7），所述滑块（7）的一侧固定连接有支撑座（8），所述支撑座（8）连接有驱动组件和柔性组件。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声波的大型风力发电机主轴裂纹探伤装置，其特征在于：所述驱动组件包括驱动电机（9）、齿轮（10）以及半圆齿条（34），所述驱动电机（9）位于支撑座（8）的内部，所述驱动电机（9）的输出轴与齿轮（10）相互连接，所述半圆齿条（34）固定连接在半圆导轨（5）的一侧，所述驱动组件用于带动支撑座（8）沿着半圆导轨（5）进行滑动。

3.根据权利要求2所述的一种基于超声波的大型风力发电机主轴裂纹探伤装置，其特征在于：所述齿轮（10）的一侧连接有棘爪（11），所述棘爪（11）的外部套接有棘齿（12），所述棘齿（12）的一侧固定连接有支撑板（13），所述支撑板（13）的一侧连接有第一皮带轮（14）。

4.根据权利要求3所述的一种基于超声波的大型风力发电机主轴裂纹探伤装置，其特征在于：所述第一皮带轮（14）的一侧连接有挡板（16），所述挡板（16）通过固定杆（15）与支撑座（8）相互连接，所述挡板（16）用于对第一皮带轮（14）和棘齿（12）进行支撑。

5.根据权利要求1所述的一种基于超声波的大型风力发电机主轴裂纹探伤装置，其特征在于：所述柔性组件，包括弹簧（17）以及底座（21），所述弹簧（17）的一端与支撑座（8）相互连接，所述弹簧（17）的另一端与底座（21）相互连接，所述支撑座（8）的一侧固定连接有第一连接块（18），所述底座（21）的一侧固定连接有第二连接块（20），所述第二连接块（20）的上表面固定连接有限位轴（19），所述限位轴（19）贯穿第一连接块（18），所述底座（21）连接有探伤组件，所述柔性组件用于控制探伤组件与主轴紧密贴合。

6.根据权利要求5所述的一种基于超声波的大型风力发电机主轴裂纹探伤装置，其特征在于：所述探伤组件包括探伤部件和加料部件，所述探伤部件包括储剂瓶（23）、滚筒（25）和探头（26），所述储剂瓶（23）的上端螺纹连接有固定座（22），所述固定座（22）与底座（21）固定连接，所述滚筒（25）的上端连接有固定轴（24），所述固定轴（24）与底座（21）固定连接，所述探头（26）的一侧连接有连接线（27），所述连接线（27）的另一端连接有超声波探测仪（28），所述超声波探测仪（28）位于滑台座（2）的上表面。

7.根据权利要求6所述的一种基于超声波的大型风力发电机主轴裂纹探伤装置，其特征在于：所述加料部件包括支撑杆（30）以及挤压板（32），所述支撑杆（30）与底座（21）固定连接，所述支撑杆（30）套接在挤压板（32）的外表面，所述挤压板（32）的一侧连接有第二皮带轮（31）。

8.根据权利要求7所述的一种基于超声波的大型风力发电机主轴裂纹探伤装置，其特征在于：所述储剂瓶（23）为柔性塑料材质，所述支撑杆（30）到储剂瓶（23）的距离小于挤压板（32）的高度，所述挤压板（32）的长度大于储剂瓶（23）的直径。

9.根据权利要求8所述的一种基于超声波的大型风力发电机主轴裂纹探伤装置，其特征在于：所述底座（21）的一侧连接有张紧轮（29），所述张紧轮（29）的外表面连接有连接皮带（33），所述连接皮带（33）与第一皮带轮（14）和第二皮带轮（31）相互连接，所述张紧轮（29）用于对皮带进行张紧。