[发明专利]一种基于弹性波检测的旋转主轴裂纹检测装置

说明书

本发明涉及无损检测领域，具体公开了一种基于弹性波检测的旋转主轴裂纹检测装置。该基于弹性波检测的旋转主轴裂纹检测装置包括安装板，所述的安装板上可拆连接有驱动模块、弹性波激发模块和弹性波接收模块；所述的安装板包括底板和转轴固定架；所述的弹性波激发模块包括激波器、激波杆和激波头，所述激波杆的一端与激波器连接，另一端与激波头连接；所述的激波头上设有轴套孔；所述的轴套孔内旋转活动连接有轴套；所述的轴套上轴孔。以上所述的基于弹性波检测的旋转主轴裂纹检测装置，在转轴高速转动状态下，实现了准确、持续的宽频带弹性波激发，为转轴裂纹的准确检测奠定了基础。

技术领域

本发明涉及无损检测领域，尤其涉及一种基于弹性波检测的旋转主轴裂纹检测装置。

背景技术

在工程实践中，转轴是常见的用来传播能量的运动部件，特别是在发电、汽车、航空航天、现代制造等领域，对旋转非均一轴的研究一直以来未曾间断。对于转轴内部的裂纹等缺陷的检测也是一个重要的研究方向，特别是一些不便于停机检测的设备，需要在旋转状态下对转轴的内部缺陷进行无损检测。现有的检测方式通过测量转轴高速转动时的振动参数，分析判断出转轴内部是否存在裂纹缺陷。这种检测方式具有不足之处，首先转轴的振动具有不确定性，与转轴的形状、尺寸误差、安装精度等都有关系，很难准确判断出转轴的内部情况。另外由于转轴的高速转动，无法直接对转轴进行测量；通常采用间接测量的方式，即通过测量轴承或轴承座的振动间接获得转轴的振动参数，间接测量获得的振动参数的准确性也无法得到保证，进一步降低了检测结果的可靠性。

弹性波检测是一种新兴的对旋转中的转轴进行裂纹检测的方法，振动以弹性波的形式在转轴中传播，由于弹性波的传播特性受到材料物理属性以及检测对象的几何形状和内部缺陷等因素的影响，通过分析弹性波在转轴中的传播情况，即可获知转轴的内部是否存在裂纹缺陷。与现有的其他检测方法相比，弹性波检测通过分析弹性波在激发时和通过转轴之后的变化，来分析弹性波在转轴中的传播情况，弹性波的信号源可控，检测的准确性更好。转轴的弹性波检测技术上主要有两个难点，即弹性波的激发和测量。由于转轴的高速转动，传统的弹性波激发装置无法直接使用。目前常用的方式为人工敲击传动轴激发弹性波，但是这种方式不仅敲击点和敲击力度完全取决于敲击者的主观意志和专业技能水平，具有很大的不确定性，并且弹性波的振幅和频率无法准确获得，影响检测结果的准确性；而且在高速旋转状态下敲击转轴也有可能发生事故，对设备和操作人员造成伤害。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于弹性波检测的旋转主轴裂纹检测装置，在转轴高速转动状态下，实现了准确、持续的宽频带弹性波激发，为转轴裂纹的准确检测奠定了基础。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种基于弹性波检测的旋转主轴裂纹检测装置，包括安装板，所述的安装板上可拆连接有驱动模块、弹性波激发模块和弹性波接收模块；所述的安装板包括底板和至少两个转轴固定架，所述的驱动模块和转轴固定架依次沿安装板的长度方向分布；所述的弹性波激发模块位于安装板的一侧；所述的弹性波激发模块包括激波器、激波杆和激波头，所述激波杆的一端与激波器连接，另一端与激波头连接；所述的激波头上设有中心线与激波杆的轴向相互垂直并平行于安装板长度方向的轴套孔；所述的轴套孔内旋转活动连接有轴套；所述的轴套上设有中心线与轴套孔的中心线重合的轴孔。

所述的安装板上可拆连接有驱动模块、弹性波激发模块和弹性波接收模块；所述的安装板包括底板和至少两个转轴固定架，所述的转轴固定架用于固定待测转轴，驱动装置用于驱动转轴高速旋转，依次来模拟出工程中高速旋转的转轴。弹性波激发模块位于安装板的一侧，激发弹性波并通过转轴传递到弹性波接收模块，通过比对分析输入和输出的弹性波特性，来判断转轴的内部是否存在裂纹缺陷。