CN203274985U

CN203274985U - 桥壳残余应力检测装置

Info

Publication number: CN203274985U
Application number: CN2013203401758U
Authority: CN
Inventors: 石光林; 朱林; 陆维钊; 孙有平; 温全明; 李旺珍
Original assignee: Guangxi University of Science and Technology
Current assignee: Guangxi University of Science and Technology
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2023-06-14

Abstract

本实用新型提供了一种桥壳残余应力检测装置，包括底座、固定座、转动座、主横梁、测量头固定平台、X射线残余应力测量头；X射线残余应力测量头可进行水平、竖直以及俯仰方向上的运动。本实用新型装置结构简单，操作便利，有效避免了钻孔法对桥壳的破坏，同时克服桥壳因结构复杂、体积大、表面起伏大而不易于测量的缺点，便捷地完成对整个桥壳表面的无损残余应力测量，同时对于不同长度尺寸的桥壳具有很强的适应性。

Description

桥壳残余应力检测装置

技术领域

本实用新型涉及应力测量领域，具体涉及一种桥壳残余应力检测装置。

背景技术

桥壳在制造过程中，将受到来自各种工艺等因素的作用与影响；当这些因素消失之后，有些构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全消失，仍有部分作用与影响残留在桥壳内部，则桥壳内部则会产生残余应力。受压状态下的残余应力会提高桥壳的疲劳寿命，但是受拉状态下的残余应力会降低桥壳的疲劳寿命，因此可见残余应力的存在状态将会对桥壳的疲劳寿命造成较大的影响，所以需要通过测量手段来获得桥壳的残余应力分布状态。由于桥壳尤其是重型装载机的桥壳体积较大，并且形状较不规则，对于一般的桥壳生产厂商来说，由于受到测试条件的限制，一般不进行残余应力的测试，或是直接采用钻孔法这种破坏性的测量方式进行测量，这样不仅无法满足实际生产的需要，而且也无法指导后续的去应力处理。

在常见的几种残余应力测试设备中X射线残余应力测试装置因其测量精度高、读取方便、对被测件无破坏等优点而被广泛使用。但X射线残余应力测试装置在测试过程中会产生以下问题：由于在测试过程中必须保证射线管发出的点光源垂直于测量面，对于复杂表面的桥壳来说更是要通过不停地调整桥壳的摆放位置来满足这一要求，但是桥壳结构由于体积过大难以挪动和转动，因此难以实现对桥壳残余应力的检测。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种桥壳残余应力检测装置。本实用新型提供的桥壳残余应力检测方法避免了对桥壳的破坏，能简单、便利的完成对桥壳整体表面残余应力的检测。本实用新型提供的桥壳残余应力检测装置结构简单，操作便利，能够很好的实现对桥壳整体表面残余应力的检测。

本实用新型提供的桥壳残余应力检测装置，该装置包括底座、固定座、转动座、主横梁、测量头固定平台、X射线残余应力测量头；所述的底座的两端分别设有固定座，所述的转动座安装于固定座上，转动座上设有安装桥壳的固定机构，用于卡住桥壳的两端；底座两侧的固定座上设有竖直移动槽，主横梁安装于竖直移动槽中，能够沿着竖直移动槽在竖直方向上做进给运动；主横梁上设有桥壳轴向方向的横向移动槽，测量头固定平台安装在横向移动槽中，能够沿着横向移动槽做进给运动；所述的X射线残余应力测量头安装于测量头固定平台上，通过测量头固定平台在桥壳的径向上进行俯仰运动。

所述的底座上至少有一端的固定座通过导轨安装于底座上，能在底座上沿桥壳的轴向上做进给运动。

所述的测量头固定平台包括测量头固定托板、横梁托架、铰链、隔板、螺栓；横梁托架安装于主横梁的横向移动槽中；测量头固定托板呈折线结构，分为上板和下板，X射线残余应力测量头安装于下板上，其上板与横梁托架通过铰链连接，隔板固定安装于横梁托架的下面，隔板的中间位置设螺栓，螺栓的头部与上板相接触，通过旋转螺栓调节隔板与上板的接触距离，使得测量头固定托板与横梁托架间产生俯仰角，从而实现X射线残余应力测量头在桥壳的径向上的俯仰调节。

所述的主横梁和底座之间安装有电动撑杆，在电动撑杆的控制下在竖直方向上做进给运动。

所述的转动座分为上下两层空心圆柱体，转动座下层与固定座固定连接，转动座上层上安装有三爪卡盘，同时转动座上层与转动座下层之间通过转盘轴承相连接。

所述的转动座上下层的固定连接可以是焊接、螺栓固定或其他方式。

所述的转动座上安装的桥壳的固定机构为三爪卡盘、四爪卡盘或专用夹具。

本实用新型的桥壳残余应力检测方法避免了钻孔法检测应力对桥壳的损坏，同时保证X射线残余应力测量头具有在上下左右俯仰六个自由度，再加上桥壳自身的自转，能够对形状不规则的桥壳各点进行精确的残余应力测量。本实用新型操作简单，实用性强，还可以加入数控系统，使X射线残余应力测量头运动和桥壳自身的自转通过程序自动控制，进一步提高测试效率。

本实用新型的桥壳残余应力检测装置，通过安装在固定座上的转动座，可以实现桥壳自身的翻转运动，保证桥壳表面各个点都能得到测量；主横梁在电动撑杆的控制下在竖直方向上做进给运动，从而使安装在主横梁上的测量头固定平台做竖直运动，控制X射线残余应力测量头与桥壳的距离，便于配合桥壳本身的自转调节，同时在桥壳自转完成后，X射线残余应力测量头进入合适的测试距离；测量头固定平台可在主横梁上沿水平方向进给运动，从而使得测量头固定平台上X射线残余应力测量头能够在整个桥壳的轴向上进行测量；测量头固定平台上的测量头固定托板可以进行俯仰运动，进而使得安装在测量头固定托板上的X射线残余应力测量头实现俯仰调节，使得X射线射出方向与桥壳测量点所在局部表面保持垂直；上述X射线残余应力测量头的竖直运动、水平运动以及俯仰运动配合桥壳自身的自转，可以保证桥壳表面所有部分均得到残余应力测量。

本实用新型桥壳残余应力检测装置的底座上至少有一端的固定座通过导轨安装于底座上，能在底座上沿桥壳的轴向上做进给运动。这是由于桥壳的尺寸类型很多，为满足适用于不同类型桥壳的使用要求，辅助装置中的右支座设置为移动式的，这样就可以满足不同尺寸类型的测量要求；也可以不采用移动式的底座，根据实际需要将测量装置做成不同的大小，只是这样做应用范围就会较为狭窄。

综上所述，本实用新型桥壳残余应力检测装置，有效避免了钻孔法对桥壳的破坏，同时克服桥壳因结构复杂、体积大、表面起伏大而不易于测量的缺点，便捷地完成对整个桥壳表面的无损残余应力测量，同时对于不同长度尺寸的桥壳具有很强的适应性。

附图说明

图1为本实用新型桥壳残余应力检测装置的结构示意图

图2为本实用新型桥壳残余应力检测装置的结构俯视图

图3为本实用新型桥壳残余应力检测装置的A-A剖面图

图4为本实用新型桥壳残余应力检测装置的测量头固定平台结构图

图5为本实用新型桥壳残余应力检测装置的转动座结构示意图

图中各部分名称和标号如下：

1为X射线残余应力测量头，2为桥壳，3为测量头固定平台，4为主横梁，5为横向移动槽，6为电动撑杆，7为测量头固定托板，8为横梁托架，9为铰链，10为隔板，11为螺栓，12为底座，13为固定座，14为转动座，15为竖直移动槽，71为上板，72为下板，141为转动座上层，142为转动座下层，143为转盘轴承。

具体实施方式

如图1～图3所示，本实用新型提供的桥壳残余应力检测装置包括底座12、固定座13、转动座14、主横梁4、测量头固定平台3、X射线残余应力测量头1；所述的底座12的两端分别设有固定座13，所述的转动座14安装于固定座13上，转动座14上设有安装桥壳2的固定机构，用于卡住桥壳2的两端；底座12两侧的固定座13上设有竖直移动槽15，主横梁4安装于竖直移动槽15中，能够沿着竖直移动槽15在竖直方向上做进给运动；主横梁4上设有桥壳2轴向方向的横向移动槽5，测量头固定平台3安装在横向移动槽5中，能够沿着横向移动槽5做进给运动；所述的X射线残余应力测量头1安装于测量头固定平台3上，通过测量头固定平台3在桥壳2的径向上进行俯仰运动；

所述的底座12右端的固定座13通过导轨安装于底座12上，能在底座12上沿桥壳2的轴向上做进给运动；

所述的主横梁4和底座12之间安装有电动撑杆6，在电动撑杆6的控制下在竖直方向上做进给运动。

如图4所示，所述的测量头固定平台3包括测量头固定托板7、横梁托架8、铰链9、隔板10、螺栓11；横梁托架8安装于主横梁4的横向移动槽5中；测量头固定托板7呈折线结构，分为上板71和下板72，X射线残余应力测量头1安装于下板72上，其上板71与横梁托架8通过铰链9连接，隔板10固定安装于横梁托架8的下面，隔板10的中间位置设螺栓11，螺栓11的头部与上板71相接触，通过旋转螺栓11调节隔板10与上板71的接触距离，使得测量头固定托板7与横梁托架8间产生俯仰角，从而实现X射线残余应力测量头1在桥壳2的径向上的俯仰调节。

如图5所示，所述的转动座14分为上下两层空心圆柱体，转动座下层142与固定座13固定连接，转动座上层141上安装有三爪卡盘，同时转动座上层141与转动座下层142之间通过转盘轴承143相连接。

本实用新型的桥壳残余应力检测装置的工作流程如下：

（1）将桥壳的左端吊装至左端固定座的三角卡盘处，将其夹紧，将右端固定座移动至可以固定桥壳的位置，并将右端的三角卡盘夹紧；

（2）在测量头固定平台3上固定X射线残余应力测量头1，控制电动撑杆6，使X射线残余应力测量头1上升到合适的高度，留出空间，使桥壳2在自身轴向上自转，使得需要检测的测点位置到达检测位置，，这时停止自转，保持桥壳2稳定；

（3）X射线残余应力测量头1竖直下降，使得X射线残余应力测量头1与桥壳2的距离到达检测距离之内；

（4）X射线残余应力测量头1水平进给到测量点位置，调节螺栓11使X射线残余应力测量头1在桥壳2的径向上进行俯仰运动，使得X射线射出方向与桥壳2测量点所在局部表面保持垂直，进行X射线应力检测，获得该点的应力参数；

（5）X射线残余应力测量头1水平进给到各个轴向上的测量点，测试各点的应力参数；

（6）重复步骤（1）～（5），从而完成整个桥壳的应力参数检测；

（7）对检测得到的数据进行核算，找出数据中的最大值点，并根据测得的所有数值来确定残余应力在桥壳上的分布情况。

Claims

1.一种桥壳残余应力检测装置，包括底座（12）、固定座（13）、转动座（14）、主横梁（4）、测量头固定平台（3）、X射线残余应力测量头（1）；所述的底座（12）的两端分别设有固定座（13），所述的转动座（14）安装于固定座（13）上，转动座（14）上设有安装桥壳（2）的固定机构，用于卡住桥壳（2）的两端；底座（12）两侧的固定座（13）上设有竖直移动槽（15），主横梁（4）安装于竖直移动槽（15）中，能够沿着竖直移动槽（15）在竖直方向上做进给运动；主横梁（4）上设有桥壳（2）轴向方向的横向移动槽（5），测量头固定平台（3）安装在横向移动槽（5）中，能够沿着横向移动槽（5）做进给运动；所述的X射线残余应力测量头（1）安装于测量头固定平台（3）上，通过测量头固定平台（3）在桥壳（2）的径向上进行俯仰运动。

2.如权利要求1所述的桥壳残余应力检测装置，其特征在于：所述的底座（12）上至少有一端的固定座（13）通过导轨安装于底座（12）上，能在底座（12）上沿桥壳（2）的轴向上做进给运动。

3.如权利要求1所述的桥壳残余应力检测装置，其特征在于：测量头固定平台（3）包括测量头固定托板（7）、横梁托架（8）、铰链（9）、隔板（10）、螺栓（11）；横梁托架（8）安装于主横梁（4）的横向移动槽（5）中；测量头固定托板（7）呈折线结构，分为上板（71）和下板（72），X射线残余应力测量头（1）安装于下板（72）上，上板（71）与横梁托架（8）通过铰链（9）连接；隔板（10）固定安装于横梁托架（8）的下面，隔板（10）的中间位置设螺栓（11），通过旋转螺栓（11）调节隔板（10）与测量头固定托板（7）的上板(71)的接触距离，使得测量头固定托板（7）与横梁托架（8）间产生俯仰角，从而实现X射线残余应力测量头（1）在桥壳（2）的径向上的俯仰调节。

4.如权利要求1所述的桥壳残余应力检测装置，其特征在于：所述的主横梁（4）和底座（12）之间安装有电动撑杆（6），在电动撑杆（6）的控制下在竖直方向上做进给运动。

5.如权利要求1所述的桥壳残余应力检测装置，其特征在于：所述的转动座（14）分为上下两层空心圆柱体，转动座下层（142）与固定座（13）固定连接，转动座上层（141）上安装有三爪卡盘，同时转动座上层（141）与转动座下层（142）之间通过转盘轴承（143）相连接。

6.如权利要求1所述的桥壳残余应力检测装置，其特征在于：所述的转动座（14）上安装桥壳（2）的固定机构为三爪卡盘、四爪卡盘或专用夹具。