CN211262675U - 汽轮机叶片叶根外弧齿根部位相控阵辅助检测的机械结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽轮机叶片叶根外弧齿根部位相控阵辅助检测的机械结构，其包括叶片安装轨道和能够在所述叶片安装轨道上滑动的运动承载装置，所述运动承载装置的下端安装有探头固定装置，所述探头固定装置的下端安装有超声检测探头，所述超声检测探头为相控阵超声检测探头，所述运动承载装置的主体部分为运动承载基架，所述运动承载基架上设有与所述叶片安装轨道配合的滚轮机构，所述滚轮机构中至少一个与所述叶片安装轨道滚动配合的滚轮上设有旋转编码器。本实用新型结构简单，成本低廉，使用方便，可对叶片齿根部位执行原位检测，无需拆卸叶片。

Description

汽轮机叶片叶根外弧齿根部位相控阵辅助检测的机械结构

本实用新型涉及汽轮机叶片叶根外弧齿根部位相控阵辅助检测的机械结构，属相控阵超声检查技术领域。

背景技术

在汽轮机叶片齿根检测领域，由于汽轮机叶片安装于汽轮机安装座中，其齿根部位全部安装在枞树型叶片安装座上，常规的相控阵手段无法实现不拆除叶片执行相控阵检测，若拆除叶片，将会耗费大量的人力成本以及时间成本。

实用新型内容

为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种汽轮机叶片叶根外弧齿根部位相控阵辅助检测的机械结构，其结构简单，成本低廉，使用方便，可对叶片齿根部位执行原位检测，无需拆卸叶片。

本实用新型的技术方案是：汽轮机叶片叶根外弧齿根部位相控阵辅助检测的机械结构，包括叶片安装轨道（简称轨道）和能够在所述叶片安装轨道上滑动的运动承载装置，所述运动承载装置的下端安装有探头固定装置，所述探头固定装置的下端安装有超声检测探头。

所述超声检测探头为相控阵超声检测探头（简称相控阵探头），所述相控阵探头可以采用现有技术。

所述运动承载装置的主体部分可以为运动承载基架，所述运动承载基架上优选设有与所述叶片安装轨道配合的滚轮机构。

所述滚轮机构中至少一个与所述叶片安装轨道滚动配合（以与所述叶片安装轨道的表面接触且相对于叶片安装轨道滚动的连接方式连接）的滚轮上设有旋转编码器，通过这种编码器的输出，就可以计算出所述运动承载装置相对于轨道的滑动情况或数据（例如，移动距离或实时位置），可以据此确定实时检测位置。

所述旋转编码器可以采用任何适宜的现有技术，例如，光栅式编码器。

所述滚轮机构可以包括上滚轮和下滚轮，所述上滚轮和下滚轮的数量均可以为一个，也可以其中一种滚轮（例如，下滚轮或上滚轮）为一个，另一种滚轮（例如，上滚轮或下滚轮）为多个（例如两个）。由于叶片安装轨道带有弯曲，这种滚轮机构的设置能够适应于轨道状况。

所述叶片安装轨道上可以设有与所述上滚轮配合的槽口朝上的上滚轮槽（通常可以设置在轨道的顶面）和与所述下滚轮配合的槽口朝下的下滚轮槽（通常可以设置在轨道的底面），所述上滚轮的下部和下滚轮的上部分别插入所述上滚轮槽和下滚轮槽，沿上滚轮槽和下滚轮槽滚动，由此同时实现了运动承载装置与轨道的移动配合、上滚轮与轨道的滚动配合以及运动承载装置在轨道上的防滑脱，也可以进一步设置其他形式的防滑脱结构，例如，后述的夹持竖向轴承。

所述运动承载装置设有能够带动其相对于所述叶片安装轨道移动的运动承载装置驱动机构，所述运动承载装置驱动机构可以采用任意适宜的现有技术，例如，电动机和带（链条）传动机构，电动机（通常可以为减速电动机，优选设有齿轮减速器的直流伺服电动机，下同）以及带（链条）传动机构的各带轮（链轮）（包括主动轮、从动轮及中间的支撑轮）的轴可以与叶片安装轨道固定连接，具体分布方式依据叶片安装轨道的形状、尺寸等，运动承载装置的主体部分与带（链条）传动机构的传动带（链条）固定连接，电动机转动时，通过传动带（链条）带动运动承载装置沿轨道移动；再如，电动机及驱动轮，所述电动机和驱动轮的轴均固定安装在所述运动承载装置上，其中驱动轮与叶片安装轨道滚动摩擦接触（允许驱动轮相对叶片表面滚动且因相对滚动在相互接触面之间产生的相对运动趋势产生摩擦作用力的连接方式连接），依靠驱动轮与轨道表面的摩擦力形成推动运动承载装置运动的力，由此通过电动机带动运动承载装置沿轨道运动。

所述运动承载装置设有与所述叶片安装轨道配合的防滑脱结构，以防止所述运动承载装置从轨道上滑脱，所述防滑脱机构可以采用任意适宜的现有技术，例如，挡在轨道左右两侧的挡板或竖向延伸的凸块；又如，将轨道夹在中间的竖向夹持轴承装置（轴承的旋转轴线为竖向），所述竖向夹持轴承装置的竖向夹持轴承可以分为前后两组或更多组，每组包括左右两个竖向夹持轴承，两竖向夹持轴承将所述叶片安装轨道夹持在中间，同组竖向夹持轴承的安装轴固定安装同一个夹持轴承支架上，所述夹持轴承支架竖向旋转（旋转轴线为竖向）连接在所述运动承载装置的主体部分上，由此当轨道弯曲时，运动承载装置依然能够稳定且精确地移动。

所述探头固定装置的主体部分可以为探头固定基架，所述探头固定基架的上端与所述运动承载基架的下端优选采用轴孔配合的旋转连接方式连接，并设有锁紧（固定）装置，例如，旋接在所述探头固定基架的上端与所述运动承载基架的下端之间的旋转连接轴两端的锁紧螺母，通过旋紧锁紧螺母，就可以将通过轴孔配合方式旋转连接在一起的所述探头固定基架的上端与所述运动承载基架的下端紧固在一起。这种连接方式，允许调整探头固定基架相对于运动承载基架的角度，以更好地适应于与探头接触的曲面形状。

所述探头的主体部位为探头基架。当采用相控阵探头时，用于组成相控阵的检测用晶片安装在所述探头基架上。

所述探头基架的上端与所述探头固定基架的下端优选采用轴孔配合的旋转连接方式连接，并设有或者不设有锁紧（固定）装置。用于轴孔配合的锁紧装置可以采用任意适宜的现有技术，例如，旋接在所述探头基架的上端与所述探头固定基架的下端之间的旋转连接轴两端的锁紧螺母，通过旋紧锁紧螺母，就可以将通过轴孔配合方式旋转连接在一起的所述探头基架的上端与所述探头固定基架的下端紧固在一起。这种连接方式，允许调整探头基架相对于探头固定基架的角度，以更好地适应于与探头接触的曲面形状。

所述探头基架的上端与所述探头固定基架的下端之间还可以设有将探头推向叶片表面的弹簧推力机构，例如，弹簧推力机构包括套设在所述探头基架的上端与所述探头固定基架的下端之间的旋转连接轴上的螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的一端向外延伸压在或固定在探头固定基架上，另一端向外延伸压在或固定在所述探头基架上，所述螺旋弹簧优选设有预应力（例如，反向扭转产生的弹性力），预应力方向为将探头推向叶片表面的方向，适当选择螺旋弹簧的弹力，使得在检测过程中，探头始终与叶片表面保持接触。当设有锁紧装置时，当需要弹簧推力机构发挥作用时，应松开锁紧装置或适当降低锁紧装置的锁紧力度，避免因所述探头基架的上端与所述探头固定基架的下端被锁紧而妨碍弹簧推力机构的作用。

通常，所述弹簧推力机构的螺旋弹簧的数量可以为两个，分别套设在旋转连接轴的左右两侧，且镜像对称设置，由此保证左右两侧弹簧力的均衡。在此情形下，所述探头基架的上端与所述探头固定基架的下端中，一个的连接部位位于左右两个螺旋弹簧的中间，另一个的连接部位分为两部分，分别位于螺旋弹簧的左右外侧（左螺旋弹簧的左侧和右螺旋弹簧的右侧）。

在实际应用中，首先将适宜的叶片安装轨道安装在叶片叶身上，然后将运动承载装置安装在叶片安装轨道上，接着将相控阵探头固定装置安装于运动承载装置的下端面，将相控阵探头通过紧固螺丝安装在相控阵探头固定装置上后，探头便可以贴合于汽轮机叶身部位，实现汽轮机叶片外弧齿根的相控阵检测任务。

本实用新型的有益效果是：通过叶片安装轨道引导运动承载装置沿所需路线运动，适应于叶片根部的特殊外形；通过弹簧机构向探头固定装置施以将探头的探测面推向叶片表面的适宜大小的弹簧力，保持相控阵探头在移动过程中耦合的状态；通过运动承载装置的滚轮（滚动轴承）在轨道上运动，提供了有效的移动信号，通过设置记录滚轮转动的编码器采集到的滚轮转动信号，就可以计算出运动承载装置的运动状态特别是在叶片安装轨道上的移动距离，保证相控阵数据的编码记录。

本实用新型结构简单，成本低廉，使用方便，实用性强，主要可用于汽轮机外弧齿根部位检测，也可用于其他类似场合。

附图说明

图1为本实用新型的正视示意图；

图2为本实用新型的背视示意图图；

图3为本实用新型实际使用方式的示意图。

具体实施方式

参见图1-3，这种机械结构包括叶片安装轨道1和叶片安装轨道1上的运动承载装置2。在运动承载装置2的下端面安装相控阵探头固定装置3，相控阵探头固定装置3从运动承载装置2下部伸出，使得相控阵探头贴合于叶身表面。

作为优化方案，本具体实施方式在运动承载装置2和相控阵探头固定装置3之间设置了用于调整探头贴合紧密长度的弹簧结构4。在实际应用中，通过弹簧结构4可使得相控阵探头7紧密的贴合汽轮机叶身表面，从而实现保证探头良好耦合的目的，通过弹簧结构4，相控则探头7能够更好的适应汽轮机叶身表面结构的变，增强了实用性。同时，为了保证相控阵探头移动过程中的稳定性，在叶片安装轨道1和运动承载装置2之间加入了轴承结构5，使得相控阵探头在移动中能够更稳定，以保证其工作性能。

在实际应用中，首先将叶片安装轨道1安装在汽轮机叶片6上，然后通过轴承结构5将运动承载装置2安装在叶片安装轨道1上，接着将已经安装好相控阵探头的相控阵探头固定装置3固定在运动承载装置2下端，使相控阵探头7能够贴合汽轮机叶身6执行汽轮机原位检测任务。

以上实施例仅是对本实用新型优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型请求保护范围进行的限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域工程技术人员依据本实用新型的技术方案做出的各种形式的变形，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

本说明书所称轴孔配合的旋转连接方式是指相互连接的两个件中，一个件与旋转连接轴固定连接，另一个件通过其上开设的孔（通孔和/或盲孔）套在旋转连接轴上，与旋转连接轴旋转配合，可以设有用于进行旋转配合的轴承，也可以不设置轴承。

本说明书所称前、后、左、右、上、下等方位词只是根据附图进行的描述，以便于理解，并非对本实用新型的技术方案以及请求保护范围进行的限制。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (10)

1.汽轮机叶片叶根外弧齿根部位相控阵辅助检测的机械结构，其特征在于包括叶片安装轨道和能够在所述叶片安装轨道上滑动的运动承载装置，所述运动承载装置的下端安装有探头固定装置，所述探头固定装置的下端安装有超声检测探头。

2.如权利要求1所述的机械结构，其特征在于所述超声检测探头为相控阵超声检测探头。

3.如权利要求2所述的机械结构，其特征在于所述运动承载装置的主体部分为运动承载基架，所述运动承载基架上设有与所述叶片安装轨道配合的滚轮机构，所述滚轮机构中至少一个与所述叶片安装轨道滚动配合的滚轮上设有旋转编码器。

4.如权利要求3所述的机械结构，其特征在于所述滚轮机构包括上滚轮和下滚轮，所述叶片安装轨道上设有与所述上滚轮配合的槽口朝上的上滚轮槽和与所述下滚轮配合的槽口朝下的下滚轮槽，所述上滚轮的下部和下滚轮的上部分别插入所述上滚轮槽和下滚轮槽。

5.如权利要求4所述的机械结构，其特征在于所述运动承载装置设有能够带动其相对于所述叶片安装轨道移动的运动承载装置驱动机构。

6.如权利要求5所述的机械结构，其特征在于所述运动承载装置设有与所述叶片安装轨道配合的防滑脱结构。

7.如权利要求3-6任一所述的机械结构，其特征在于所述探头固定装置的主体部分为探头固定基架，所述探头固定基架的上端与所述运动承载基架的下端采用轴孔配合的旋转连接方式连接并设有锁紧装置。

8.如权利要求7所述的机械结构，其特征在于所述探头的主体部位为探头基架，所述探头基架的上端与所述探头固定基架的下端采用轴孔配合的旋转连接方式连接并设有或者不设有锁紧装置，所述探头基架的上端与所述探头固定基架的下端之间设有将探头推向叶片表面的弹簧推力机构。

9.如权利要求8所述的机械结构，其特征在于弹簧推力机构包括套设在所述探头基架的上端与所述探头固定基架的下端之间的旋转连接轴上的螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的一端向外延伸压在或固定在探头固定基架上，另一端向外延伸压在或固定在所述探头基架上，所述螺旋弹簧设有预应力。

10.如权利要求9所述的机械结构，其特征在于所述弹簧推力机构的螺旋弹簧的数量为两个，分别套设在旋转连接轴的左右两侧，且镜像对称设置。

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