CN203849211U

CN203849211U - 一种新型超大探伤车平台

Info

Publication number: CN203849211U
Application number: CN201420097821.7U
Authority: CN
Inventors: 王金奎; 纪国群
Original assignee: TIANJIN TIANDUAN HYDRAULIC CO Ltd
Current assignee: TIANJIN TIANDUAN HYDRAULIC CO Ltd
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2024-03-05

Abstract

一种新型超大探伤车平台，其特征在于它包括平面导轨、横梁、跨梁、拓展立柱Ⅰ、齿条、定位导轨、定位跨梁、拓展立柱Ⅱ、限位横梁及固定座；所述平面导轨安装在跨梁上；所述定位导轨安装在定位跨梁上；所述跨梁和定位跨梁的一端安装横梁，跨梁和定位跨梁的另一端固定安装调整跨梁和定位跨梁之间距离的限位横梁；所述跨梁一端浮动支承于拓展立柱Ⅰ顶部，另一端固定于固定座顶部；所述定位跨梁一端浮动支承于拓展立柱Ⅱ顶部，另一端固定于固定座顶部；所述定位跨梁侧面安装驱动探伤车纵向移动的齿条。

Description

一种新型超大探伤车平台

（一）技术领域：

本实用新型涉及一种焊缝检测平台，尤其是一种新型超大探伤车平台。

（二）背景技术：

焊接作为现代理想的连接手段，与其它连接方法相比具有许多突出的优点。它决定者整个国家的工业生产能力和技术水平。特别是石油、天然气输送管道制造技术均离不开焊接技术。焊接检验是焊接结构制造过程中自始至终不可缺少的重要工序，也是提高产品质量，防止废品转入下一道序或出厂的重要措施。产品在使用过程中，定期的进行焊接检验，可以发现由于使用过程产生的而尚未导致破坏的缺陷，及时消除而防止事故的发生，从而延长产品的使用寿命。

针对当前石油、天然气输送管道等急需大量的钢管焊缝检验设备，特别是超大型焊缝检验设备，其一般要求管道直径长度35000mm～50000mm。检验手段一般采用超声波探伤、射线探伤、磁力探伤、渗透法探伤、声发射探伤和中子探伤等。由于超声波具有灵敏度高、设备轻巧、操作方便、探测速度快、成本低和对人体无害等，故被广泛应用。但是，阻碍大型管材焊缝检验技术发展不是因为检测仪器问题，而是检验平台。即需要一个大型焊缝检验移动设备，通过横、纵向运动，快速完成钢管焊缝检验最后一道序。

国内大多数制造商提供的焊缝检验平台是采用悬壁式，即将承载超声波仪移动车悬挂在悬臂横梁上，使其承受较大的弯矩。不得不增加立柱横向尺寸和悬臂的高度尺寸来克服移动车自重和横向移动后产生的弯矩，提高平台的刚度及稳定性。由此带来的结果是增加检验平台自重、制造周期长、成本高、内侧定位滚轮易磨损等。

（三）实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种新型超大探伤车平台，它能够解决现有技术的不足，提高了钢管焊缝检验效率，适合大型焊接钢管的检测，减少了材料消耗，缩短制造周期。

本实用新型的技术方案：一种新型超大探伤车平台，其特征在于它包括平面导轨、横梁、跨梁、拓展立柱Ⅰ、齿条、定位导轨、定位跨梁、拓展立柱Ⅱ、限位横梁及固定座；所述平面导轨安装在跨梁上；所述定位导轨安装在定位跨梁上；所述跨梁和定位跨梁的一端安装横梁，跨梁和定位跨梁的另一端固定安装调整跨梁和定位跨梁之间距离的限位横梁；所述跨梁一端浮动支承于拓展立柱Ⅰ顶部，另一端固定于固定座顶部；所述定位跨梁一端浮动支承于拓展立柱Ⅱ顶部，另一端固定于固定座顶部；所述定位跨梁侧面安装驱动探伤车纵向移动的齿条。

所述跨梁一端通过悬浮板浮动支承于拓展立柱Ⅰ顶部；所述定位跨梁一端通过悬浮板浮动支承于拓展立柱Ⅱ顶部。

所述跨梁焊接有跨梁筋板；所述定位跨梁焊接有定位跨梁筋板；所述限位横梁焊接有横梁筋板。

所述拓展立柱Ⅰ、拓展立柱Ⅱ和固定座下方分别通过铰接方式与铰接支座构成一体。

所述跨梁和定位跨梁分别通过紧固螺栓或定位销与限位横梁及固定座固定连接。

所述平面导轨上采用平轮，所述定位导轨上采用单向浮动式滚动轮。

本实用新型的技术效果：采用龙门框架式代替悬臂式。优先选用满足使用条件方钢、工字钢和槽钢型材作为主要框架基础材料，以便在焊接前不需要再经过机械加工，或只须很少的机械加工，即可按照平台的结构尺寸完成机身结构焊接成形。鉴于框架式特点和焊接材料物理性质，使用焊条电弧焊、药芯焊丝电弧焊相结合。近90%焊缝采用平焊保证焊接强度。在接近焊接位置时与旁边的零件有充足工艺距离，一般为焊缝高度的8～10倍。以免电弧不能按要求稳定燃烧。确保联系焊缝、承载焊缝质量。

将跨梁、立柱及连接板等零部件做成标准模块（企业标准）。跨梁的端部仅占拓展立柱顶部的一半，当增加跨梁长度时，可将横梁拆除，在跨梁端部续接跨梁，且在该跨梁端部再布置左立柱使跨梁拓展延伸到工艺要求的长度。按照工艺要求的钢管焊缝检验长度，在框架式结构的立柱横板上将两对横梁作为一组进行拼接，使连接面达到最小。此结构是焊接量最少，达到最佳焊缝个数和焊接量。可以将焊接好的构件进行热处理工艺，有效地减低或消除内应力，提高焊接质量。每个立柱低面支撑由铰接件构成，便于调整水平，保证探伤车横向和纵向移动平稳、无超越力存在。将钢管通过自动输送装置被送入龙门框架之间后，可以方便地检测直径长度45000焊缝质量。

根据移动探伤车重量、速度、惯性量（加速）和定位精度，确定平台的承载力、剪切力、抗弯刚度和挠度。一般相对变形量：f=30x10^-6，选择方钢、工字钢和槽钢型材，充分发挥各种型材的物理性能，在受相同力的条件下将平台材料总重量降到最低。合理确定型材断面面积，通过TD-2010有限元法分析软件（天锻编制）计算该平台结构在探伤车作用方向上位移、抗弯、抗扭刚度和热变形量。采取增加筋板措施，最大限度地降低f值。

移动探伤车平面导轨、定位导轨分别铺设在跨梁和定位跨梁上。驱动探伤车纵向移动的齿条安装在定位横梁侧面。其横向移动的驱动机构安装在探伤车上。在平面导轨上滚动的是平轮，而在定位导轨上采用单向浮动式滚动轮，其与齿条、齿轮相配合作为主动轮带动探伤车实现纵向运动。横、纵向移动的动力源是由伺服电机通过同步皮带带动减速机组成。选用编码器作为行程检测装置控制位移。两端限位横梁上安装限位开关和液压缓冲器，阻止移动探伤车纵向机械超程。

本实用新型的工作过程：移动探伤车─→在横、纵向原点上─→设定速度、位置、控制精度─→移动警示灯开始闪亮─→横、纵向慢速移动─→横、纵向快速移动─→当接近检测焊口时，工进─→到达终点─→横、纵向慢速退回─→横、纵向高速退回─→接近原点时，慢速退回─→停止─→检验结束，警示灯熄灭─→显示检测结果。

本实用新型的工作原理：

该平台由于体积庞大，数量不多，采用焊接件。在重量上占整个装备相当大的比重。起着探伤车部件载体作用，它的设计和制造质量对移动探伤车的检测精度有很大影响。依据截面形状不同，其抗弯截面模量W_Z也不同。一般用W_Z/F比值来衡量截面形状的合理性和经济性，比值越大，则截面的形状就越合理也经济。见如下对比表

截面形状	矩形	圆形	槽钢	工字钢
					W_Z/F	0.167h	0.125d	(0.27～0.31)h	(0.27～0.31)h

h—截面高度 d—截面直径

从表中所列数值看出，工字钢或槽钢比矩形截面合理，矩形截面比圆形截面合理。

所以龙门式大梁抗弯杆件采用工字钢截面或槽钢截面，受压支承立柱选用箱型截面及空心方钢。支柱的底部均选用铰接支座。按照热变形原理,求出跨梁热胀冷缩变形长度：

L₂=L₁+L₁K(t₂-t₁)

K—线膨胀系数1/℃。K=1.18x10-5

L₁—跨梁长度 m

t₁—最低温度 ℃

t₂—最高温度 ℃

按照长度的温差变化量确定悬浮板、跨梁、定位横梁和导轨的连接尺寸，使其一端固定，而另一端处于自由膨胀状态，避免其因环境温度的变化导致齿条或导轨不均匀变形而将移动车卡死；或造成过大的间隙，从而影响位移精度，丧失平台功能。

为了增加跨梁、定位横梁等构件抗弯、抗扭刚度，根据有限元分析和模拟受力状态，在其上采取π型方式布设筋板。筋板的高度与厚度之比h/δ=40，两筋板距离为0.5L(支承点之距)，采取两两交替支承焊接。

在跨梁端部焊接连接板时，通常将焊条进行预热80℃～100℃。焊接时采用对称焊接，焊接后将焊口振动失效处理，消除焊接时产生的内应力，避免安装导轨、齿条后发生变形，影响探伤车运行、传动和定位精度，从而保证探伤钢管焊缝检验质量。

在构建平台时，立柱上的铰接支座调整跨梁的水平，用限位横梁上装置来调整两个导轨的距离。浮动板是用来消除跨梁因环境温度变化，使导轨因热胀冷缩而产生很大的内应力，这种力足以导致构件功能丧失或自身损坏。轻者影响探伤车运动精度，重者造成整个平台报废。对制造方、使用方和社会均带来不可估量的经济损失。

移动探伤车由伺服电机、减速机和同步皮带驱动齿轮、齿条传递运动，以此在导轨上移动。通过定位导轨和探伤车上的滚动轴承配合，起到移动导向作用。而探伤车的另一侧安装平导轨与滚轮处于自由状态，无定位，仅起到支承作用。该机构简单、易行，无变形。

本实用新型的优越性：1、采用本方案既发挥型材优势，也通过焊接工艺实现快速生产的目的；通过有限元法分析和筋板布置，在实现同等平台功能的条件下，减少钢材的消耗量，消除焊缝质量不稳定因素，提高了整个平台焊接件适用性，快速装配性；改善了生产加工条件，减轻了劳动强度；2、经实验验证，该机构比悬臂式刚度、强度均提高了25%和40%；3、本实用新型弥补了我国大型钢管焊缝检验设备品种少、可靠性差、效率低的缺陷，整个平台自重减少80吨（与悬挂式比较），即减少40%钢材；制造工期缩短了30﹪；4、提高钢管焊缝检验效率，运行速度可达到300mm/sec，定位精度为±0.025mm；5、检测范围可达6、将检验平台选用龙门框架式，降低了材料消耗，缩短了加工周期，又提高了移动车的定位精度，推动了超声波探伤技术向大型焊接管件推广及应用。

（四）附图说明：

附图为本实用新型所涉一种新型超大探伤车平台的结构示意图。

其中，1为平面导轨，2为横梁，3为跨梁，4为拓展左立柱，5为齿条，6为定位导轨，7为定位跨梁，8为悬浮板，9为拓展右立柱，10为跨梁筋板，11为定位跨梁筋板，12为限位横梁，13为横梁筋板，14为固定座，15为铰接支座。

（五）具体实施方式：

实施例：一种新型超大探伤车平台（见附图），其特征在于它包括平面导轨1、横梁2、跨梁3、拓展立柱Ⅰ4、齿条5、定位导轨6、定位跨梁7、拓展立柱Ⅱ9、限位横梁12及固定座14；所述平面导轨1安装在跨梁3上；所述定位导轨6安装在定位跨梁7上；所述跨梁3和定位跨梁7的一端安装横梁2，跨梁3和定位跨梁7的另一端固定安装调整跨梁3和定位跨梁7之间距离的限位横梁12；所述跨梁3一端浮动支承于拓展立柱Ⅰ4顶部，另一端固定于固定座14顶部；所述定位跨梁7一端浮动支承于拓展立柱Ⅱ9顶部，另一端固定于固定座14顶部；所述定位跨梁7侧面安装驱动探伤车纵向移动的齿条5。

所述跨梁3一端通过悬浮板8浮动支承于拓展立柱Ⅰ4顶部；所述定位跨梁7一端通过悬浮板8浮动支承于拓展立柱Ⅱ9顶部。（见附图）

所述跨梁3焊接有跨梁筋板10；所述定位跨梁7焊接有定位跨梁筋板11；所述限位横梁12焊接有横梁筋板13。（见附图）

所述拓展立柱Ⅰ4、拓展立柱Ⅱ9和固定座14下方分别通过铰接方式与铰接支座15构成一体。（见附图）

所述跨梁3和定位跨梁7分别通过紧固螺栓或定位销与限位横梁12及固定座14固定连接。（见附图）

所述平面导轨1上采用平轮，所述定位导轨6上采用单向浮动式滚动轮。（见附图）

Claims

1.一种新型超大探伤车平台，其特征在于它包括平面导轨、横梁、跨梁、拓展立柱Ⅰ、齿条、定位导轨、定位跨梁、拓展立柱Ⅱ、限位横梁及固定座；所述平面导轨安装在跨梁上；所述定位导轨安装在定位跨梁上；所述跨梁和定位跨梁的一端安装横梁，跨梁和定位跨梁的另一端固定安装调整跨梁和定位跨梁之间距离的限位横梁；所述跨梁一端浮动支承于拓展立柱Ⅰ顶部，另一端固定于固定座顶部；所述定位跨梁一端浮动支承于拓展立柱Ⅱ顶部，另一端固定于固定座顶部；所述定位跨梁侧面安装驱动探伤车纵向移动的齿条。

2.根据权利要求1所述一种新型超大探伤车平台，其特征在于所述跨梁一端通过悬浮板浮动支承于拓展立柱Ⅰ顶部；所述定位跨梁一端通过悬浮板浮动支承于拓展立柱Ⅱ顶部。

3.根据权利要求1所述一种新型超大探伤车平台，其特征在于所述跨梁焊接有跨梁筋板；所述定位跨梁焊接有定位跨梁筋板；所述限位横梁焊接有横梁筋板。

4.根据权利要求1所述一种新型超大探伤车平台，其特征在于所述拓展立柱Ⅰ、拓展立柱Ⅱ和固定座下方分别通过铰接方式与铰接支座构成一体。

5.根据权利要求1所述一种新型超大探伤车平台，其特征在于所述跨梁和定位跨梁分别通过紧固螺栓或定位销与限位横梁及固定座固定连接。

6.根据权利要求1所述一种新型超大探伤车平台，其特征在于所述平面导轨上采用平轮，所述定位导轨上采用单向浮动式滚动轮。