[实用新型]大型轴类锻件变直径弧形部超声自适应探测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于超声检测自动跟踪和自适应控制技术，特别是一种大型轴类锻件超声C扫自适应探头与检测运动装置。特别适用于各种金属材料的大型轴类锻件变直径弧形部的无损超声自动检测，也适合无机非金属材料以及有一定强度的高分子材料的圆形、椭圆形和偏不规则圆形等轴类和管状类轴类锻件。特别适用于水浸超声检测、油浸超声检测等轴类零件弧形部的非接触式超声检测技术。

背景技术

大型轴类产品通常采用超声A扫检测，国外已经开始研究水浸聚焦探头的超声检测技术，一般采用交流伺服电机和精密旋转运动装置组成机械扫查系统，自动超声C扫检测装置，检测系统装置复杂、价格昂贵，且大型轴类锻件变直径弧形部检测系统未见报道。自动超声C扫检测大型轴类锻件变直径弧形部时，，在超声自动检测过程中，探头平面与轴类锻件弧形部表面之间距离不断变化，超声检测C扫参数无法保证在合理的范围内，超声C扫图像失真，影响裂纹、孔隙等缺陷大小、位置检测的准确性和真实性。

传统的解决方法一般是通过人工手段不断更正检测参数来对探头位置进行修正或者通过手动调节探头的位置来改变探头的位置，这个方法成本比较低，但是存在明显的不足就是准确性得不到提高，检测结果仍然存在很多的不确定性，检测效率较低。另外也有一种先进的解决方法，即根据锻件弧形部的曲线形式，将方程输入超声C扫系统的计算机，通过相关数据模拟和分析软件进行处理，再利用复杂的控制系统控制探头沿锻件的弧形部表面作曲线运动，这种方法的优点非常明显，不仅能够保证探头与锻件弧形部表面的距离不会发生变化，而且有利于提高检测准确性和检测效率，但是这种方法的不足在于成本较高，不仅加大了整个装置的复杂度，也对操作人员的技术水平提出较高的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种大型轴类锻件变直径弧形部超声自适应探测装置。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：本实用新型大型轴类锻件变直径弧形部超声自适应探测装置，该装置包括底座、一对从动支撑滚轮和一对主动支撑滚轮、驱动电机及减速机、控制器、超声检测仪以及探头自适应装置，所述装置的从动支撑滚轮和主动支撑滚轮通过钢结构固定在底座上，主动支撑滚轮与减速机之间有齿轮传动结构，减速机与驱动电机之间通过传动轴完成扭矩的传递，驱动电机与控制器之间通过数据线实现通讯，探头自适应装置固定在行走机构的机架连接杆上，探头与超声检测仪之间通过数据线实现通讯。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：

1、与传统的人工手段更正检测参数对探头位置进行修正的方法相比，本实用新型在不改变检测参数的条件下能够自适应地调节探头位置，检测效率高，检测过程的准确性、有效性较高。

2、与传统的手动调节探头的位置来保证探头与轴类锻件表面之间的距离的方法相比，本实用新型通过自适应装置自动完成探头位置的调节，提高了检测过程的自动化水平。

3、与计算机模拟轴类锻件表面并利用复杂的控制机构进行探头位置自适应调节的方法相比，本实用新型的装置简单，成本低，对操作人员的技术水平要求低。

附图说明

图1为本实用新型大型轴类锻件变直径弧形部超声自适应探测装置中的探头自适应装置的机械结构示意图。

图2为本实用新型大型轴类锻件变直径弧形部超声自适应探测装置示意图。

图3为本实用新型大型轴类锻件变直径弧形部超声自适应探测装置中的探头自适应装置在大型轴类锻件上的位置示意图。

图4为本实用新型大型轴类锻件变直径弧形部超声自适应探测装置中的探头自适应装置工作原理图。其中，(a)(b)(c)(d)为轴类锻件旋转的不同角度下探头与锻件表面的距离波动原理图，A为支撑滚轮承载锻件的情况下的理论中轴线，B为轴类锻件的实际中轴线，D为表示探头与轴类锻件表面之间的距离。

图5为无自适应装置条件下出现的探头与锻件表面之间的距离波动示意图。其中，D表示探头与轴类锻件表面之间的初始距离；a表示偏心距的值。

图6为本实用新型大型轴类锻件变直径弧形部超声自适应探测装置中的探头自适应装置工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。