專利名稱：兩端內(nèi)外同步式大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超聲波探傷設備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種兩端內(nèi)外同步式大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機。
背景技術(shù)：
超聲波探傷可在不破壞エ件的前提下檢查其體積內(nèi)部缺陷，是國家重大工程和各類重要民用品制造中質(zhì)量保障的一項關(guān)鍵技木。核電站設備、大型發(fā)電設備的主要零部件及各種管道、橋梁構(gòu)件、海洋、航空等領(lǐng)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(fā)達國家已有所應用，而其關(guān)鍵技術(shù)可參考信息難以獲取。發(fā)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機床上，超聲波探頭固定在探頭裝置上，利用機床結(jié)構(gòu)與精度環(huán)境，但對于大型的筒節(jié)類件，通常在機加エ之后進行探傷，則此發(fā)明對筒節(jié)類件不適用。目前國內(nèi)所常用的超聲波探傷多數(shù)為手工操作，即エ件表面分區(qū)、操作者手持探頭、眼觀示波器的方式，主要依據(jù)個人技術(shù)和經(jīng)驗進行評判，探測效果、個人水準難以統(tǒng)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(chǎn)周期大幅延長，甚至已經(jīng)成為制約某些企業(yè)整個生產(chǎn)エ藝鏈的瓶頸，嚴重影響生產(chǎn)進度和生產(chǎn)效率。此外，由于具有探傷資質(zhì)的操作人員較少，工人經(jīng)常加班加點，造成疲勞操作，探測過程易于產(chǎn)生誤判，特別是人體生理特征，如注意力、手操作力、速度、穩(wěn)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種兩端內(nèi)外同步式大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機，通過其實現(xiàn)超聲波自動探傷檢測，以提高探傷生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)周期，增強可靠性，改善手工探傷勞動強度大、并避免手工探傷的漏檢及因人體生理特征而帶來的操作不穩(wěn)定等問題。本發(fā)明基本思想是由托輥支撐并驅(qū)動エ件旋轉(zhuǎn)，由導軌實現(xiàn)軸向和徑向位置調(diào)整，通過聯(lián)動機構(gòu)保證主、從托輥運動同步，兩端分段實現(xiàn)直筒節(jié)類エ件超聲波自動探測。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下
本發(fā)明包括基座、內(nèi)探傷小車、外探傷系統(tǒng)，在基座上分布有兩條相互平行的托輥導軌，托輥導軌之上移動副連接有橫跨兩條托輥導軌的左托輥支座和右托輥支座，在左托輥支座和右托輥支座的一端分別通過左、右主動托輥支架安裝有左、右主動托輥，另一端分別通過左、右從動托輥支架安裝有左、右從動托輥，左、右主動托輥支架分別與左、右托輥支座移動副連接，且從動托輥與對應的主動托輥同步運動；在左托輥支座和右托輥支座的外側(cè)的基座上分別設有ー個位于兩條托輥導軌對稱中心線上的內(nèi)探傷小車，其中的ー個內(nèi)探傷小車與基座移動副連接，另ー個內(nèi)探傷小車與基座固定連接，在與基座固定連接的內(nèi)探傷小車的內(nèi)側(cè)設有端面擋輥，端面擋輥支架與相鄰的托輥支座固連；外探傷系統(tǒng)固定于從動托輥外側(cè)的基座上。目前我國尚未建立起自動化超聲波探傷的技術(shù)標準和規(guī)范，而隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，自動化超聲波探傷將是檢測領(lǐng)域的必由之路。本發(fā)明g在提高生產(chǎn)效率、改善勞動條件、提高產(chǎn)品安全質(zhì)量，具有重要的技術(shù)價值。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單，成本低，安裝、調(diào)整方便，內(nèi)外同步，兩端分段進行探傷，剛性好，效率高。


圖I為本發(fā)明兩端內(nèi)外同步式大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明兩端內(nèi)外同步式大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機托輥聯(lián)動機構(gòu)工作原理示意圖；· 圖3為本發(fā)明兩端內(nèi)外同步式大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機內(nèi)探傷小車結(jié)構(gòu)示意
圖4為本發(fā)明兩端內(nèi)外同步式大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機外探傷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意
圖5為本發(fā)明兩端內(nèi)外同步式大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機工作狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式如下將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進ー步說明。如圖I所示，本發(fā)明所涉及兩端內(nèi)外同步式大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機組成包括基座I、托輥導軌2、右內(nèi)探傷小車3、左內(nèi)探傷小車3,、內(nèi)探傷小車導軌4、外探傷系統(tǒng)5、外探傷系統(tǒng)支座6、左主動托輥7、左主動托輥支架8、左托輥支座9、左從動托輥10、左從動托輥支架11、左驅(qū)動電機12、右主動托輥13、右主動托輥支架14、右托輥支座15、右從動托輥16、右從動托輥支架17、右驅(qū)動電機18、端面擋輥19、端面擋輥支架20、左托輥聯(lián)動機構(gòu)21和右托輥聯(lián)動機構(gòu)21’、主蝸桿22、聯(lián)軸器23、從蝸桿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、伸縮桿30、滾輪31、長橫臂梁32、短橫臂梁33、內(nèi)探傷攝像頭34、內(nèi)探傷示波器35和內(nèi)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(fā)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托輥導軌2，在兩托輥導軌2之間為分布于基座I兩側(cè)的左內(nèi)探傷小車3,和右內(nèi)探傷小車3，二者結(jié)構(gòu)組成基本相同，只是左內(nèi)探傷小車3,與基座I固連，右內(nèi)探傷小車3可沿內(nèi)探傷小車導軌4相對于基座I軸向移動，以適應不同長度エ件探傷需求；左托輥支座9和右托輥支座15橫跨于兩條托輥導軌2之上，位于基座I左、右兩側(cè)，可沿托輥導軌2軸向移動，以適應所支撐エ件長度變化；左主動托輥7由左主動托輥支架8支撐，左從動托輥10由左從動托輥支架11支撐，左主動托輥支架8與左托輥支座9以移動副相連，左主動托輥7可沿導軌相對于左從動托輥10徑向移動，從而適應不同直徑大小エ件支撐要求；從動托輥與對應的主動托輥同步運動是通過托輥聯(lián)動機構(gòu)實現(xiàn)的，左主動托輥7與左從動托輥10由左托輥聯(lián)動機構(gòu)21相連，以左驅(qū)動電機12為動カ源，可實現(xiàn)同步運動；與之類似，右主動托輥13由右主動托輥支架14支撐，右從動托輥16由右從動托輥支架17支撐，右主動托輥支架14與右托輥支座15以移動副相連，右主動托輥13可沿導軌相對于右從動托輥16徑向移動，從而適應不同直徑大小エ件支撐要求；右主動托輥13與右從動托輥16由右托輥聯(lián)動機構(gòu)21’相連，以右驅(qū)動電機18為動カ源，可實現(xiàn)同步運動；左托輥聯(lián)動機構(gòu)21和右托輥聯(lián)動機構(gòu)21’組成相同，其具體結(jié)構(gòu)如圖4所示；外探傷系統(tǒng)5位于從動托輥外側(cè)，由外探傷系統(tǒng)支座6支撐，并與基座I相連，具體結(jié)構(gòu)如圖3所示；エ件由托輥旋轉(zhuǎn)支撐，其端面靠在端面擋棍19上以實現(xiàn)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與左托棍支座9固連。如圖2所示，托輥聯(lián)動機構(gòu)包括主蝸桿22、聯(lián)軸器23、從蝸桿24、主蝸輪25、主傳動齒輪副26、從蝸輪27和從傳動齒輪副28。主蝸桿22與主蝸輪25嚙合，又通過主傳動齒輪副26將動カ傳遞至主動托輥；從蝸桿24與從蝸輪27嚙合，又通過從傳動齒輪副28和從動托輥相連；主蝸桿22 —端與驅(qū)動電機相連，另一端通過聯(lián)軸器23和從蝸桿24相連，從而實現(xiàn)在一臺驅(qū)動電機作用下，主動托輥和從動托輥運動的同歩。
如圖3所示，內(nèi)探傷小車由小車支架29、伸縮桿30、滾輪31、長橫臂梁32、短橫臂梁33、內(nèi)探傷攝像頭34、內(nèi)探傷示波器35和內(nèi)探頭36組成。內(nèi)探傷小車整體由小車支架29支撐，左內(nèi)探傷小車3,中探傷支架與基座I固連，而右內(nèi)探傷小車3中小車支架可沿內(nèi)探傷小車導軌4相對于基座I軸向移動；伸縮桿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(diào)節(jié)長橫臂梁32末端內(nèi)探頭36的高度；長橫臂梁32下端設有導軌，通過滾輪31與伸縮桿30相連，可沿水平方向移動；短橫臂梁33位于長橫臂梁32之上，二者之間同樣以移動副相連，其方向與長橫臂梁32和伸縮桿30間運動方向一致；長橫臂梁32末端為內(nèi)探頭36，短橫臂梁33上安裝有內(nèi)探傷攝像頭34和內(nèi)探傷示波器35，可實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的采集和顯示。如圖4所示，外探傷系統(tǒng)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(cè)、兩邊安裝有兩組外探傷示波器39和外探傷攝像頭40，實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的采集和顯示；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(diào)整，以適應不同尺寸エ件外探傷需求；外探傷系統(tǒng)通過外探傷支架37與外探傷系統(tǒng)支座6相連，外探傷系統(tǒng)支座與基座I固連，支撐整個外探傷系統(tǒng)。本發(fā)明的探傷機工作狀態(tài)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(cè)的端面擋輥上，從而保證可靠的軸向定位；而后根據(jù)エ件實際尺寸調(diào)整兩托輥支座間軸向距離，以及主動托親、從動托輥間徑向距離至合適位置，之后落定エ件于托輥上，由端面擋輥實現(xiàn)エ件軸向的固定；將內(nèi)探傷小車和外探傷系統(tǒng)中攝像頭、示波器及探頭調(diào)整到合適的指定位置，然后開動電機，驅(qū)動エ件旋轉(zhuǎn)，按預期軌跡要求完成探傷任務。
權(quán)利要求
1.一種兩端內(nèi)外同步式大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機，包括基座、內(nèi)探傷小車、外探傷系統(tǒng)，其特征是在基座上分布有兩條相互平行的托輥導軌，托輥導軌之上移動副連接有橫跨兩條托棍導軌的左托棍支座和右托棍支座，在左托棍支座和右托棍支座的一端分別通過左、右主動托輥支架安裝有左、右主動托輥，另一端分別通過左、右從動托輥支架安裝有左、右從動托輥，左、右主動托輥支架分別與左、右托輥支座移動副連接，且從動托輥與對應的主動托輥同步轉(zhuǎn)動；在左托輥支座和右托輥支座的外側(cè)的基座上分別設有一個位于兩條托輥導軌對稱中心線上的內(nèi)探傷小車，其中的一個內(nèi)探傷小車與基座移動副連接，另一個內(nèi)探傷小車與基座固定連接，在與基座固定連接的內(nèi)探傷小車的內(nèi)側(cè)設有端面擋輥，端面擋輥支架與相鄰的托輥支座固連；外探傷系統(tǒng)通過外探傷系統(tǒng)支座固定于從動托輥外側(cè)的基座上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兩端內(nèi)外同步式大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機，其特征是所述從動托輥與對應的主動托輥同步運動是通過托輥聯(lián)動機構(gòu)實現(xiàn)的，托輥聯(lián)動機構(gòu)包括主蝸桿、聯(lián)軸器、從蝸桿、主蝸輪、主傳動齒輪副、從蝸輪和從傳動齒輪副，主蝸桿與主蝸輪嚙合，從蝸桿與從蝸輪嚙合，主蝸桿一端與驅(qū)動電機相連，另一端通過聯(lián)軸器和從蝸桿相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兩端內(nèi)外同步式大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機，其特征是所述內(nèi)探傷小車由小車支架、伸縮桿、滾輪、長橫臂梁、短橫臂梁、內(nèi)探傷攝像頭、內(nèi)探傷示波器和內(nèi)探頭組成，內(nèi)探傷小車整體由小車支架支撐，伸縮桿與小車支架以移動副相連，長橫臂梁下端設有導軌，通過滾輪與伸縮桿相連，短橫臂梁位于長橫臂梁之上，二者之間以移動副相連，其方向與長橫臂梁和伸縮桿間運動方向一致；長橫臂梁末端為內(nèi)探頭，短橫臂梁上安裝有內(nèi)探傷攝像頭和內(nèi)探傷示波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兩端內(nèi)外同步式大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機，其特征是所述外探傷系統(tǒng)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(cè)、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(fā)明涉及一種兩端內(nèi)外同步式大型筒節(jié)類件超聲波自動探傷機，包括基座、內(nèi)探傷小車、外探傷系統(tǒng)，其特征是在基座上設有兩條平行導軌，橫跨兩導軌設有兩組主動、從動托輥，托輥可沿導軌作軸向和徑向移動；基座左右兩側(cè)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(diào)，兩探傷小車軸向可相對移動，共同完成工件內(nèi)表面探傷，外探傷系統(tǒng)位于托輥外側(cè)，配有兩組探頭、攝像頭和示波器，內(nèi)、外探頭水平、上下位置均可調(diào)；通過導軌的移動和探頭自身運動共同實現(xiàn)筒節(jié)類工件自動化探傷需求。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本低，安裝、調(diào)整方便，內(nèi)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(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者周玉林, 趙永生, 蔣金水, 王領(lǐng)軍, 張大杰, 韓春勝, 侯雨雷, 曾達幸 申請人:燕山大學