超聲波自動探傷系統探頭支架裝置的製作方法

2023-06-06 16:59:16

專利名稱：超聲波自動探傷系統探頭支架裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於軸類零件超聲波自動探傷技術領域，特別涉及一種超聲波自動探傷系統探頭支架裝置的結構設計。
背景技術：
超聲波自動探傷裝置，特別是在採用壓電超聲檢測的軸類零件類零件的探傷工業領域有著廣泛的應用，例如用於軌道交通車輛軸類零件的自動探傷裝置等。已有的超聲波自動探傷裝置的探頭通常是直接固定在探頭支架上的，且探頭支架與探傷手臂固定連接，軸類零件通常採用車床加工而成，由於在加工中，通常會設計成正誤差的加工精度，並且，對於不同的加工階段的軸類零件，同一型號的零件的軸徑也會不同，這樣當探傷零件的尺寸存在誤差時，探頭與零件表面將很難實現較好的耦合，且由於自動探傷過程少有人工的幹涉，探傷掃查過程速度較快，如果出現耦合不好、探頭跳動，容易使得超聲波形出現偏低或出現噪聲等，導致誤探或漏探，影響自動探傷的探傷結果，造成不可預知的損失。

發明內容
本發明的目的是提供一種超聲波自動探傷系統探頭支架裝置，該裝置適合存在加工尺寸誤差的軸類零件的自動探傷，同時不影響探頭在工件表面的相對滑移運動，使探頭具有較好的穩定性。本發明的技術方案如下:本發明所述的超聲波自動探傷系統探頭支架裝置，包括探頭底座、兩個導向輪單元、兩個壓緊連杆單元、活動連接板和探頭臂；所述的探頭底座中心設置有探頭孔，探頭孔中設有探頭導向套；探頭固定安裝在探頭導向套中，探頭導向套在探頭孔中上下滑動；所述的兩個導向輪單元相對探頭孔中心線對稱布置，每個導向輪單元包括導向輪、導向輪座和導向輪連杆；所述的導向輪安裝在導向輪座上，所述的導向輪座與導向輪連杆固定連接，導向輪座安裝在探頭底座中，並與探頭底座滑動配合；所述的兩個壓緊連杆單元相對探頭孔中心線對稱布置，每個壓緊連杆單元包括壓緊連杆和壓緊彈簧，所述的壓緊彈簧套設在壓緊連杆上，所述的壓緊連杆的上端與活動連接板固定連接；所述的探頭臂與活動連接板之間固定連接。所述的探頭底座還包括探頭接觸座，所述的探頭接觸座固定連接在探頭底座下方的中心位置，中心線與所述探頭孔的中心線重合，底部具有圓弧形曲面結構。所述的導向輪單元還包括導向輪壓緊彈簧，所述的導向輪壓緊彈簧套設在導向輪連杆上。所述的導向輪單元還包括導向輪連杆套，導向輪連杆套固定在探頭底座上部，並與導向輪連杆滑動配合。所述的壓緊連杆單元還包括壓緊連杆套，固定在探頭底座上，並與壓緊連杆滑動配合。
所述探頭支架裝置還包括耦合液接頭座，耦合液接頭座固定在探頭底座的側面，所述的耦合液接頭座頂部設有耦合液管接頭，內部設有耦合液流通孔。所述的探頭底座上安裝有至少一個防撞傳感器；防撞傳感器採用電磁接近傳感器、機械觸點開關、電容接近傳感器和雷射傳感器中的一種或幾種的組合。
所述的導向輪座上安裝有至少一個防撞傳感器；防撞傳感器採用電磁接近傳感器、機械觸點開關、電容接近傳感器和雷射傳感器中的一種或幾種的組合。本發明與現有技術相比，具有以下優點和突出性效果:本發明採用對稱布置的雙彈簧、雙導向輪機構和活動連接板等，綜合實現了一種超聲波自動探傷系統探頭支架裝置。該裝置通過彈簧的壓緊作用，使探頭沿所測軸的徑向隨時位於最佳探測位置，同時彈簧具有一定的預緊壓力，減小探頭在工件表面徑向的跳動，達到耦合壓緊目的；通過雙導向輪機構使探頭在工件表面平滑移動，方便保持探頭對中，探頭支架穩定性高；採用活動連接板便於快速調節探頭中心位置；採用防撞傳感器提高了探頭裝置的安全性。該裝置可作為軸類零件自動探傷系統的關鍵部件，適合存在加工尺寸誤差的軸類零件的自動探傷，從而實現高柔性、高可靠性的自動探傷系統。


圖1是本發明所述的超聲波自動探傷系統探頭支架的正面視圖。圖2是圖1所示實施例的側面剖視圖。圖3是圖1所示實施例的探頭底座部分放大視圖。圖4是圖1所示實施例的三維外觀圖。圖5是圖1所示實施例的三維外觀圖。圖6是圖1所示實施例的探頭支架與被探零件之間緊密耦合時的正視圖。圖7是圖1所示實施例的探頭支架與被探零件之間的相互位置與運動關係三維外觀圖。在圖1至圖7中:1-探頭底座； 10-探頭；11-探頭接觸座；12-探頭導向套；2-導向輪單元；21-導向輪；22-導向輪座；23-導向輪連杆；24-導向輪壓緊彈簧； 25-導向輪連杆套；3-壓緊連杆單元；31-壓緊連杆套；32-壓緊彈簧；33-壓緊連杆；4-活動連接板；5-探頭臂；51-活動連接板調整螺母；6-固定連接座；7-耦合液接頭座 71-耦合液管接頭；72-耦合液流通孔；8-防撞傳感器；9-被探零件。
具體實施方式
下面結合附圖及實施例進一步詳細說明本發明具體結構、工作原理的內容。本發明所述的超聲波自動探傷系統探頭支架裝置的一種實施例，如圖1、圖2、圖
3、圖4和圖5所示，包括探頭底座1、兩個導向輪單元2、兩個壓緊連杆單元3、活動連接板4和探頭臂5 ;所述的探頭底座I中心設置有探頭孔13，探頭孔13中設有探頭導向套12 ;探頭10固定安裝在探頭導向套12中，探頭導向套12在探頭孔13中上下滑動；所述的兩個導向輪單元2相對探頭孔13中心線對稱布置，每個導向輪單元2包括導向輪21、導向輪座22和導向輪連杆23 ;所述的導向輪21安裝在導向輪座22上，所述的導向輪座22與導向輪連杆23固定連接，導向輪座22安裝在探頭底座I中，並與探頭底座I滑動配合；所述的兩個壓緊連杆單元3相對探頭孔13中心線對稱布置，每個壓緊連杆單元3包括壓緊連杆33和壓緊彈簧32，所述的壓緊彈簧32套設在壓緊連杆33上，所述的壓緊連杆34的上端與活動連接板4固定連接；所述的探頭臂5與活動連接板4之間固定連接。所述的探頭底座I還包括探頭接觸座11，所述的探頭接觸座11固定連接在探頭底座I下方的中心位置，中心線與所述探頭孔13的中心線重合，底部具有圓弧形曲面結構。所述的導向輪單元2還包括導向輪壓緊彈簧24，所述的導向輪壓緊彈簧24套設在導向輪連杆23上。所述的導向輪單元2還包括導向輪連杆套25，導向輪連杆套25固定在探頭底座I上部，並與導向輪連杆23滑動配合。所述的壓緊連杆單元3還包括壓緊連杆套31，固定在探頭底座I上，並與壓緊連杆33滑動配合。所述探頭支架裝置還包括耦合液接頭座7，耦合液接頭座7固定在探頭底座I的側面，所述的耦合液接頭座7頂部設有耦合液管接頭71，內部設有耦合液流通孔72，耦合液通過耦合液管接頭71流入，流經耦合液流通孔72，在探頭底座I上，有同樣的耦合液流通孔72,與探頭孔13連通，耦合液從探頭孔13和探頭10之間的縫隙流出，噴淋到待探零件的表面上，在探頭與待探零件之間形成一層耦合液膜。所述的探頭底座I上安裝有至少一個防撞傳感器8 ;防撞傳感器8採用電磁接近傳感器、機械觸點開關、電容接近傳感器和雷射傳感器中的一種或幾種的組合。防撞傳感器8位於探頭底座I的下邊緣位置，本實施例中，防撞傳感器8採用電磁接近傳感器，該防撞傳感器在遇到臺階或突起等大於當前探測軸直徑的位置時，將會向外設控制系統發送碰撞信號。所述的導向輪座22上安裝有至少一個防撞傳感器8 ;防撞傳感器8採用電磁接近傳感器、機械觸點開關、電容接近傳感器和雷射傳感器中的一種或幾種的組合。本實施例中，防撞傳感器8採用電磁接近傳感器，該防撞傳感器在遇到臺階或突起等大於當前探測軸直徑的位置時，將會向外設控制系統發送碰撞信號。本實施例的工作原理，如圖6和圖7所示，敘述如下:所述的探頭支架裝置，沿待探軸類零件的徑向方向移動，使探頭與軸類零件的表面接觸，同時使導向輪壓緊彈簧24和壓緊彈簧33產生壓縮，導向輪與軸類零件表面接觸，耦合液通過耦合液接頭座7內的耦合液流通孔72滲入探頭與探頭底座之間的縫隙中，並從探頭10和被探零件表面的空隙流出，在探頭10和被探零件之間形成耦合液膜；被探零件沿軸中心轉動，探頭支架裝置帶動探頭10沿被探零件的軸向方向移動。
本發明採用對稱布置的雙彈簧、雙導向輪機構和活動連接板等，綜合實現了一種超聲波自動探傷系統探頭支架裝置。該裝置通過彈簧的壓緊作用，使探頭沿所測軸的徑向隨時位於最佳探測位置，同時彈簧具有一定的預緊壓力，減小探頭在工件表面徑向的跳動，達到耦合壓緊目的；通過雙導向輪機構使探頭在工件表面平滑移動，方便保持探頭對中，探頭支架穩定性高；採用活動連接板便於快速調節探頭中心位置；採用防撞傳感器提高了探頭裝置的安全性。該裝置可作為軸類零件自動探傷系統的關鍵部件，適合存在加工尺寸誤差的軸類零件的自動探傷，從而實現高柔性、高可靠性的自動探傷系統。
權利要求
1.一種超聲波自動探傷系統探頭支架裝置，其特徵在於:所述裝置包括探頭底座(I)、兩個導向輪單元(2)、兩個壓緊連杆單元(3)、活動連接板(4)和探頭臂(5);所述的探頭底座(I)中心設置有探頭孔(13)，探頭孔(13)中設有探頭導向套(12)，探頭(10)固定安裝在探頭導向套(12)中，探頭導向套(12)在探頭孔(13)中上下滑動；所述的兩個導向輪單元(2)相對探頭孔(13)中心線對稱布置，每個導向輪單元(2)包括導向輪(21)、導向輪座(22)和導向輪連杆(23)，所述的導向輪(21)安裝在導向輪座(22)上，所述的導向輪座(22)與導向輪連杆(23)固定連接，導向輪座(22)安裝在探頭底座(I)中，並與探頭底座(I)滑動配合；所述的兩個壓緊連杆單元(3)相對探頭孔(13)中心線對稱布置，每個壓緊連杆單元(3)包括壓緊連杆(33)和壓緊彈簧(32)，所述的壓緊彈簧(32)套設在壓緊連杆(33)上，所述的壓緊連杆(34)的上端與活動連接板(4)固定連接；所述的探頭臂(5)與活動連接板(4)固定連接。
2.如權利要求1所述的超聲波自動探傷系統探頭支架裝置，其特徵在於:所述的探頭底座(I)還包括探頭接觸座(11 )，所述的探頭接觸座(11)固定連接在探頭底座(I)下方的中心位置，中心線與所述探頭孔(13)的中心線重合，底部具有圓弧形曲面結構。
3.如權利要求1或2所述的超聲波自動探傷系統探頭支架裝置，其特徵在於:所述的導向輪單元(2)還包括導向輪壓緊彈簧(24)，所述的導向輪壓緊彈簧(24)套設在導向輪連杆(23)上。
4.如權利要求3所述的超聲波自動探傷系統探頭支架裝置，其特徵在於:所述的導向輪單元(2)還包括導向輪連杆套(25)，導 向輪連杆套(25)固定在探頭底座(I)上部，並與導向輪連杆(23)滑動配合。
5.如權利要求1所述的超聲波自動探傷系統探頭支架裝置，其特徵在於:所述的壓緊連杆單元(3)還包括壓緊連杆套(31)，固定在探頭底座(I)上，並與壓緊連杆(33)滑動配口 ο
6.如權利要求1所述的超聲波自動探傷系統探頭支架裝置，其特徵在於:該裝置還包括耦合液接頭座(7)，耦合液接頭座(7)固定在探頭底座(I)的側面，所述的耦合液接頭座(7 )頂部設有耦合液管接頭(71)，內部設有耦合液流通孔(72 )。
7.如權利要求1所述的超聲波自動探傷系統探頭支架裝置，其特徵在於:所述的探頭底座(I)上安裝有至少一個防撞傳感器(8);防撞傳感器(8)採用電磁接近傳感器、機械觸點開關、電容接近傳感器和雷射傳感器中的一種或幾種的組合。
8.如權利要求1所述的超聲波自動探傷系統探頭支架裝置，其特徵在於:所述的導向輪座(22 )上安裝有至少一個防撞傳感器(8 );防撞傳感器(8 )採用電磁接近傳感器、機械觸點開關、電容接近傳感器和雷射傳感器中的一種或幾種的組合。
全文摘要
超聲波自動探傷系統探頭支架裝置，屬於軸類零件超聲波探傷技術領域。該裝置包括探頭底座、兩個導向輪單元、兩個壓緊連杆單元、活動連接板和探頭臂；該裝置採用對稱布置的雙彈簧、雙導向輪機構和活動連接板等，通過彈簧的壓緊作用，使探頭沿所探軸類零件的徑向隨時位於最佳探傷位置，減小探頭在工件表面徑向的跳動，提高探頭的耦合能力，達到耦合壓緊目的；通過雙導向輪單元使探頭在工件表面平滑移動，方便調節探頭對中，探頭支架穩定性高；採用活動連接板便於快速調節探頭中心位置；採用防撞傳感器提高了探頭裝置的安全性。本發明可作為軸類零件自動探傷系統的關鍵部件，適合存在加工尺寸誤差的軸類零件的自動探傷。
文檔編號G01N29/265GK103217482SQ20131011099
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月1日 優先權日2013年4月1日
發明者孫振國, 鄒誠, 張文增, 陳強, 杜學鋼, 王曉娜, 高成旺 申請人:清華大學, 北京博力加機電技術發展中心