[发明专利]一种曲板Y型接头结构参数自动测量装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种板与板Y型接头结构参数的自动测量装置，尤其涉及一种针对两个板的夹角随长度方向上板的厚度及曲率的变化而变化的Y型接头能一次性同时完成超声探伤所需结构参数测量的一种曲板Y型接头结构参数自动测量装置。

背景技术

超声检测法具有灵敏度高、检测范围大、检测速度快等优点，它不仅可以检测材料或构件的表面缺陷，还可以检测内部缺陷，对裂纹、叠层和分层等平面状缺陷具有很强的检出能力，作为一种优良的无损检测方法被广泛应用在工业检测中。

板与板焊接的Y形接头是结构中常用接头型式，若两个板之间的夹角在长度方向上随板厚度以及曲率的变化而变化，超声检测接头缺陷时，会因为接头角度、板厚、曲率的几何参数未知，无法确定检测参数而不能探伤。为能使用超声检测法对曲板Y型接头进行探伤，需要对曲板Y型接头两板的厚度、曲率以及夹角进行测量。

水轮机转轮中叶片与上冠或下环的接头作为曲板Y型接头的典型代表，接头两板夹角随长度方向上板的厚度及曲率的变化而变化，且转轮流道狭长、空间小。用量角器和超声测厚仪可测量两板的角度和厚度，用多个直尺组合的方式可测量板的曲率，用皮尺可测量从焊缝端点沿焊缝方向的距离。也可使用电磁测量、激光测量等技术进行结构参数测量或进行三维空间复原后提取超声探伤所需参数。

使用上述人工测量方式，需先进行测量点定位，再单一测量该测量点处厚度、角度和曲率，转轮流道狭长，测量不便、工作量大、效率低，测量误差大、重复性差，费时费力。使用电磁测量、激光测量等仪器，空间限制以至测量难度大，仪器昂贵以至测量成本高，超声探伤只需要Y型接头沿长度方向上两板厚度、曲率和夹角的参数，空间复原则存在大部分无用工作。超声探伤才是目的，而测量结构参数便花费了主要人力物力。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种曲板Y型接头结构参数自动测量装置，其特征在于，包括磁吸附爬行主体、设置在磁吸附爬行主体上的测量机构、耦合剂添加机构以及控制机构；所述磁吸附爬行主体包括支架组件和磁吸附爬行组件，所述支架组件包括底板、固定在底板上的底板铰接座、侧板、固定在侧板上的侧板铰接座；所述底板和侧板通过两个铰接座链接在一起；所述底板和侧板上均设有测量机构；所述底板和侧板上均设有磁吸附爬行组件；所述底板上设有耦合剂添加机构；所述控制机构分别与测量机构、耦合剂添加机构以及磁吸附爬行组件电连接。

本发明装置能在此结构下沿着Y型接头长度方向轨迹运行，并记录沿焊缝方向的运行距离，并且在该距离下同时测量两板厚度、夹角和两板各自的曲率。测量空间狭小，装置整体尺寸小。测量装置运行时适应被测Y型接头两板的夹角和曲率的不断变化，满足多姿态环境下平稳运行。装置沿焊缝行走一次便可完成沿焊缝每一个距离处两板的夹角、厚度和曲率的测量，使用方便，测量成本低，省时省力。

在上述的一种曲板Y型接头结构参数自动测量装置，所述磁吸附爬行组件包括两个固定在底板后部的后轮座、安装在两个后轮座之间的轴承、两端安装在轴承上的轴、以及安装在轴上的两个全向轮；直流驱动电机与配接减速箱，减速箱和全向轮的轴通过齿轮传动，编码器与齿轮连接获得全向轮转动速度；该磁吸附爬行组件还包括安装底板前部的一套前轮，安装侧板的三套侧边轮以及通过螺栓安装于底板下部两个全向轮之间的方形永磁铁。

在上述的一种曲板Y型接头结构参数自动测量装置，所述前轮和侧边轮结构相同，均包括：通过万向节和侧板或底板连接的中间片；所述中间片呈三角形状，靠近三个角分别安装一个万向球，三个万向球中部安装一个圆形永磁铁，所述圆形永磁铁和中间片固定。

在上述的一种曲板Y型接头结构参数自动测量装置，所述测量机构由包括角度测量组件、厚度测量组件和距离测量组件；角度测量组件包括两套三轴陀螺仪及加速度传感器单元；第一套三轴陀螺仪及加速度传感器单元安装于底板上，第二套三轴陀螺仪及加速度传感器安装于侧板上。

在上述的一种曲板Y型接头结构参数自动测量装置，厚度测量组件包括固定片、三个厚度测量万向球、短弹簧、直线轴承和超声测厚探头；固定片为三角形板，三个厚度测量万向球分别安装于固定片的三个角附近，超声测厚探头通过短弹簧穿过固定片上的直线轴承，并布置于三个厚度测量万向球之间，三个厚度测量万向球使固定片和被测面距离恒定，短弹簧使超声测厚探头和被测面良好贴合，且短弹簧压缩量固定使超声测厚探头压力恒定。