兩端內外同步式大型筒節類件超聲波自動探傷機的製作方法

2023-12-06 13:05:16 1

專利名稱：兩端內外同步式大型筒節類件超聲波自動探傷機的製作方法
技術領域：
本發明屬於超聲波探傷設備技術領域，尤其涉及一種兩端內外同步式大型筒節類件超聲波自動探傷機。
背景技術：
超聲波探傷可在不破壞エ件的前提下檢查其體積內部缺陷，是國家重大工程和各類重要民用品製造中質量保障的一項關鍵技木。核電站設備、大型發電設備的主要零部件及各種管道、橋梁構件、海洋、航空等領域大型エ件等均需進行超聲波探傷或其它形式無損探傷，以確保設備的安全運行。超聲波自動化探傷在美、日、德等發達國家已有所應用，而其關鍵技術可參考信息難以獲取。發明專利「超聲波在線探傷裝置」(200610021892. 9)，提供一種可對加工過程 中的エ件進行在線和實時的超聲波探傷檢測的裝置，其探頭裝置安裝在加工工具機上，超聲波探頭固定在探頭裝置上，利用工具機結構與精度環境，但對於大型的筒節類件，通常在機加エ之後進行探傷，則此發明對筒節類件不適用。目前國內所常用的超聲波探傷多數為手工操作，即エ件表面分區、操作者手持探頭、眼觀示波器的方式，主要依據個人技術和經驗進行評判，探測效果、個人水準難以統一。手工探傷工人勞動強度大，每個エ件探傷所需時間較長，生產周期大幅延長，甚至已經成為制約某些企業整個生產エ藝鏈的瓶頸，嚴重影響生產進度和生產效率。此外，由於具有探傷資質的操作人員較少，工人經常加班加點，造成疲勞操作，探測過程易於產生誤判，特別是人體生理特徵，如注意力、手操作力、速度、穩定性均不能持久，在一定程度上影響エ件探傷的可靠性和準確性。

發明內容
本發明的目的在於提供一種兩端內外同步式大型筒節類件超聲波自動探傷機，通過其實現超聲波自動探傷檢測，以提高探傷生產率，縮短生產周期，增強可靠性，改善手工探傷勞動強度大、並避免手工探傷的漏檢及因人體生理特徵而帶來的操作不穩定等問題。本發明基本思想是由託輥支撐並驅動エ件旋轉，由導軌實現軸向和徑向位置調整，通過聯動機構保證主、從託輥運動同步，兩端分段實現直筒節類エ件超聲波自動探測。本發明所採用的技術方案如下
本發明包括基座、內探傷小車、外探傷系統，在基座上分布有兩條相互平行的託輥導軌，託輥導軌之上移動副連接有橫跨兩條託輥導軌的左託輥支座和右託輥支座，在左託輥支座和右託輥支座的一端分別通過左、右主動託輥支架安裝有左、右主動託輥，另一端分別通過左、右從動託輥支架安裝有左、右從動託輥，左、右主動託輥支架分別與左、右託輥支座移動副連接，且從動託輥與對應的主動託輥同步運動；在左託輥支座和右託輥支座的外側的基座上分別設有ー個位於兩條託輥導軌對稱中心線上的內探傷小車，其中的ー個內探傷小車與基座移動副連接，另ー個內探傷小車與基座固定連接，在與基座固定連接的內探傷小車的內側設有端面擋輥，端面擋輥支架與相鄰的託輥支座固連；外探傷系統固定於從動託輥外側的基座上。目前我國尚未建立起自動化超聲波探傷的技術標準和規範，而隨著生產的不斷發展，自動化超聲波探傷將是檢測領域的必由之路。本發明g在提高生產效率、改善勞動條件、提高產品安全質量，具有重要的技術價值。本發明與現有技術相比具有如下優點結構簡單，成本低，安裝、調整方便，內外同步，兩端分段進行探傷，剛性好，效率高。


圖I為本發明兩端內外同步式大型筒節類件超聲波自動探傷機結構示意 圖2為本發明兩端內外同步式大型筒節類件超聲波自動探傷機託輥聯動機構工作原理示意圖；· 圖3為本發明兩端內外同步式大型筒節類件超聲波自動探傷機內探傷小車結構示意
圖4為本發明兩端內外同步式大型筒節類件超聲波自動探傷機外探傷系統結構示意
圖5為本發明兩端內外同步式大型筒節類件超聲波自動探傷機工作狀態示意圖。
具體實施例方式如下將結合附圖和實施例對本發明作進ー步說明。如圖I所示，本發明所涉及兩端內外同步式大型筒節類件超聲波自動探傷機組成包括基座I、託輥導軌2、右內探傷小車3、左內探傷小車3,、內探傷小車導軌4、外探傷系統5、外探傷系統支座6、左主動託輥7、左主動託輥支架8、左託輥支座9、左從動託輥10、左從動託輥支架11、左驅動電機12、右主動託輥13、右主動託輥支架14、右託輥支座15、右從動託輥16、右從動託輥支架17、右驅動電機18、端面擋輥19、端面擋輥支架20、左託輥聯動機構21和右託輥聯動機構21』、主蝸杆22、聯軸器23、從蝸杆24、主蝸輪25、主傳動齒輪副26、從蝸輪27和從傳動齒輪副28、小車支架29、伸縮杆30、滾輪31、長橫臂梁32、短橫臂梁33、內探傷攝像頭34、內探傷示波器35和內探頭36、外探傷支架37、外支撐導軌38、外探傷示波器39、外探傷攝像頭40、滑座41和外探頭42組成。本發明探傷機以基座I作為整機支撐，在基座I上分布有兩條相互平行的託輥導軌2，在兩託輥導軌2之間為分布於基座I兩側的左內探傷小車3,和右內探傷小車3，二者結構組成基本相同，只是左內探傷小車3,與基座I固連，右內探傷小車3可沿內探傷小車導軌4相對於基座I軸向移動，以適應不同長度エ件探傷需求；左託輥支座9和右託輥支座15橫跨於兩條託輥導軌2之上，位於基座I左、右兩側，可沿託輥導軌2軸向移動，以適應所支撐エ件長度變化；左主動託輥7由左主動託輥支架8支撐，左從動託輥10由左從動託輥支架11支撐，左主動託輥支架8與左託輥支座9以移動副相連，左主動託輥7可沿導軌相對於左從動託輥10徑向移動，從而適應不同直徑大小エ件支撐要求；從動託輥與對應的主動託輥同步運動是通過託輥聯動機構實現的，左主動託輥7與左從動託輥10由左託輥聯動機構21相連，以左驅動電機12為動カ源，可實現同步運動；與之類似，右主動託輥13由右主動託輥支架14支撐，右從動託輥16由右從動託輥支架17支撐，右主動託輥支架14與右託輥支座15以移動副相連，右主動託輥13可沿導軌相對於右從動託輥16徑向移動，從而適應不同直徑大小エ件支撐要求；右主動託輥13與右從動託輥16由右託輥聯動機構21』相連，以右驅動電機18為動カ源，可實現同步運動；左託輥聯動機構21和右託輥聯動機構21』組成相同，其具體結構如圖4所示；外探傷系統5位於從動託輥外側，由外探傷系統支座6支撐，並與基座I相連，具體結構如圖3所示；エ件由託輥旋轉支撐，其端面靠在端面擋棍19上以實現軸向定位,端面擋棍19由端面擋棍支架20支撐,端面擋棍支架20與左託棍支座9固連。如圖2所示，託輥聯動機構包括主蝸杆22、聯軸器23、從蝸杆24、主蝸輪25、主傳動齒輪副26、從蝸輪27和從傳動齒輪副28。主蝸杆22與主蝸輪25嚙合，又通過主傳動齒輪副26將動カ傳遞至主動託輥；從蝸杆24與從蝸輪27嚙合，又通過從傳動齒輪副28和從動託輥相連；主蝸杆22 —端與驅動電機相連，另一端通過聯軸器23和從蝸杆24相連，從而實現在一臺驅動電機作用下，主動託輥和從動託輥運動的同歩。
如圖3所示，內探傷小車由小車支架29、伸縮杆30、滾輪31、長橫臂梁32、短橫臂梁33、內探傷攝像頭34、內探傷示波器35和內探頭36組成。內探傷小車整體由小車支架29支撐，左內探傷小車3,中探傷支架與基座I固連，而右內探傷小車3中小車支架可沿內探傷小車導軌4相對於基座I軸向移動；伸縮杆30與小車支架29以移動副相連，可沿鉛垂方向上下移動，以調節長橫臂梁32末端內探頭36的高度；長橫臂梁32下端設有導軌，通過滾輪31與伸縮杆30相連，可沿水平方向移動；短橫臂梁33位於長橫臂梁32之上，二者之間同樣以移動副相連，其方向與長橫臂梁32和伸縮杆30間運動方向一致；長橫臂梁32末端為內探頭36，短橫臂梁33上安裝有內探傷攝像頭34和內探傷示波器35，可實現圖像數據的採集和顯示。如圖4所示，外探傷系統由外探傷支架37、外支撐導軌38、外探傷示波器39、外探傷攝像頭40、滑座41和外探頭42組成。在外支撐導軌38外側、兩邊安裝有兩組外探傷示波器39和外探傷攝像頭40，實現圖像數據的採集和顯示；在外支撐導軌38上設計有兩組外探頭42與滑座41，外探頭42與滑座41、滑座41與外支撐導軌38之間均通過移動副相連，外探頭42位置可沿上下、水平方向調整，以適應不同尺寸エ件外探傷需求；外探傷系統通過外探傷支架37與外探傷系統支座6相連，外探傷系統支座與基座I固連，支撐整個外探傷系統。本發明的探傷機工作狀態如圖5所示，在實際工作時，探傷機基座將被墊高，形成一定斜度，以使エ件能靠緊在左側的端面擋輥上，從而保證可靠的軸向定位；而後根據エ件實際尺寸調整兩託輥支座間軸向距離，以及主動託親、從動託輥間徑向距離至合適位置，之後落定エ件於託輥上，由端面擋輥實現エ件軸向的固定；將內探傷小車和外探傷系統中攝像頭、示波器及探頭調整到合適的指定位置，然後開動電機，驅動エ件旋轉，按預期軌跡要求完成探傷任務。
權利要求
1.一種兩端內外同步式大型筒節類件超聲波自動探傷機，包括基座、內探傷小車、外探傷系統，其特徵是在基座上分布有兩條相互平行的託輥導軌，託輥導軌之上移動副連接有橫跨兩條託棍導軌的左託棍支座和右託棍支座，在左託棍支座和右託棍支座的一端分別通過左、右主動託輥支架安裝有左、右主動託輥，另一端分別通過左、右從動託輥支架安裝有左、右從動託輥，左、右主動託輥支架分別與左、右託輥支座移動副連接，且從動託輥與對應的主動託輥同步轉動；在左託輥支座和右託輥支座的外側的基座上分別設有一個位於兩條託輥導軌對稱中心線上的內探傷小車，其中的一個內探傷小車與基座移動副連接，另一個內探傷小車與基座固定連接，在與基座固定連接的內探傷小車的內側設有端面擋輥，端面擋輥支架與相鄰的託輥支座固連；外探傷系統通過外探傷系統支座固定於從動託輥外側的基座上。
2.根據權利要求I所述的兩端內外同步式大型筒節類件超聲波自動探傷機，其特徵是所述從動託輥與對應的主動託輥同步運動是通過託輥聯動機構實現的，託輥聯動機構包括主蝸杆、聯軸器、從蝸杆、主蝸輪、主傳動齒輪副、從蝸輪和從傳動齒輪副，主蝸杆與主蝸輪嚙合，從蝸杆與從蝸輪嚙合，主蝸杆一端與驅動電機相連，另一端通過聯軸器和從蝸杆相連。
3.根據權利要求I所述的兩端內外同步式大型筒節類件超聲波自動探傷機，其特徵是所述內探傷小車由小車支架、伸縮杆、滾輪、長橫臂梁、短橫臂梁、內探傷攝像頭、內探傷示波器和內探頭組成，內探傷小車整體由小車支架支撐，伸縮杆與小車支架以移動副相連，長橫臂梁下端設有導軌，通過滾輪與伸縮杆相連，短橫臂梁位於長橫臂梁之上，二者之間以移動副相連，其方向與長橫臂梁和伸縮杆間運動方向一致；長橫臂梁末端為內探頭，短橫臂梁上安裝有內探傷攝像頭和內探傷示波器。
4.根據權利要求I所述的兩端內外同步式大型筒節類件超聲波自動探傷機，其特徵是所述外探傷系統由外探傷支架、外支撐導軌、外探傷示波器、外探傷攝像頭、滑座和外探頭組成，在外支撐導軌外側、兩邊安裝有兩組外探傷示波器和外探傷攝像頭，在外支撐導軌上設計有兩組外探頭與滑座，外探頭與滑座、滑座與外支撐導軌之間均通過移動副相連。
全文摘要
本發明涉及一種兩端內外同步式大型筒節類件超聲波自動探傷機，包括基座、內探傷小車、外探傷系統，其特徵是在基座上設有兩條平行導軌，橫跨兩導軌設有兩組主動、從動託輥，託輥可沿導軌作軸向和徑向移動；基座左右兩側各有一臺探傷小車，均配備有探頭、攝像頭和示波器，探頭高度可調，兩探傷小車軸向可相對移動，共同完成工件內表面探傷，外探傷系統位於託輥外側，配有兩組探頭、攝像頭和示波器，內、外探頭水平、上下位置均可調；通過導軌的移動和探頭自身運動共同實現筒節類工件自動化探傷需求。其優點是結構簡單，成本低，安裝、調整方便，內外同步，兩端分段進行探傷，剛性好，效率高。
文檔編號G01N29/04GK102809605SQ20121026569
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月30日 優先權日2012年7月30日
發明者周玉林, 趙永生, 蔣金水, 王領軍, 張大傑, 韓春勝, 侯雨雷, 曾達幸 申請人:燕山大學