[发明专利]一种扭振减振器阻尼层厚度无损检测装置

说明书

本发明公开了一种扭振减振器阻尼层厚度无损检测装置，包括底座、用于盛放液体耦合剂的检测水箱、超声波探头和扭振减振器夹具装置，检测水箱设置在底座上，扭振减振器夹具装置设置在检测水箱内，底座上设置有与检测水箱并列的多自由度检测支架，底座与多自由度检测支架滑动连接使多自由度检测支架能够在底座上平滑移动，超声波探头设置在多自由度检测支架上，扭振减振器夹具装置设置有转动机构使待测的扭振减振器绕轴转动，能够实现对待测扭振减振器各个表面的扫描，利用超声波在多层结构界面发生发射回波并通过数据采集、控制及分析系统，得到扭振减振器内部油液阻尼层间隙厚度尺寸参数，解决了常规无损检测难以用于多层异种结构的局限性等问题。

技术领域

本发明涉及一种无损检测装备，尤其涉及一种扭振减振器阻尼层厚度无损检测装置。

背景技术

曲轴扭转振动是内燃机振动的主要形式之一，也是内燃机的主要振源。曲轴的扭转振动将引起材料内部的切向交变扭应力，它会加速机器本身及其附件的磨损和疲劳，并向外界环境辐射噪声，尤其当扭振频率接近轴系固有频率的共振将会产生轴断机毁的恶性事件。为了消减曲轴的扭转振动，除调节轴系固有频率的设计外，现今多在发动机扭转振幅最大的曲轴前端设置减振器。其中，硅油减振器由于具有阻尼大、扭振抑制效果好、性能稳定等特性，在轴系扭振减振中得以广泛应用。

硅油扭振减振器系封闭式多层材料结构：外形是一圆环形壳体，壳体密封容腔内安置同心环形的惯性轮，壳体与惯性轮均为钢铁材质。在惯性轮内圆与壳体之间有轴承环、定位环垫，壳体与惯性轮间可作相对转动。壳体与曲轴固联，其厚度通常为3mm左右；惯性轮的外圆平面至壳体内腔壁之间有约为0.5~1mm左右间隙，此间隙中填充粘液性阻尼剂——硅油，形成阻尼油膜层。当曲轴系发生扭转振动时，减振器的壳体和惯性轮之间的相对转动使油膜层产生与扭振方向相反的剪切力，从而消耗了系统的扭转振动能量。可见，该硅油粘液层结构起着扭振的阻尼作用，用于削减发动机轴系的扭转振动。这其中，油液阻尼层的厚度会影响阻尼能力，从而影响减振器的减振性能。

然而，由于壳体内腔、惯性轮、轴承与定位环等零件的初始尺寸精度、安装精度等因素或在使用过程中的磨损都会造成惯性轮与壳体内腔之间实际间隙大小（即油液阻尼层的厚度)达不到产品设计要求，甚至出现惯性轮与壳体内腔的过盈配合等情况，致使减振器产品性能达不到要求及产品质量不稳定。如何实现对封闭产品内阻尼层厚度这一关键结构尺寸参数进行实时监控检测，以保证产品质量的可靠性、可追溯是企业亟待解决的关键工程问题。

目前针对该封闭式多层固液界面结构及液层厚度较小的工件，其内腔尺寸参数常规的检测方法主要有：射线检测、涡流检测以及超声检测等。射线检测法存在检测成本较高，且对人体有伤害；涡流检测法通常适用于测量非磁性金属基体上的非导电覆盖层厚度，其对多层界面结构的尺寸测量灵敏度差；而基于超声检测原理的厚度测量方法适用于多层封闭式内腔结构的尺寸参数测量。例如专利申请号为CN201610974388.4的金属管件多层复合界面的超声检测装置和超声检测方法，专利申请号为CN201410053449.4的一种用超声波检测多层介质耦合质量的方法等专利皆说明了超声检测法对多层复合界面检测的可行性。

而针对封闭多层结构的圆盘形扭振减振器的内部油液阻尼层间隙尺寸参数的超声检测主要面临以下挑战和困难：

（1）测试对象为钢铁与油的多层异种材料的封闭式内腔结构的圆盘形扭振减振器产品，所需测试精度高。而目前超声检测通常精度为毫米级，难以满足应用需求；

（2）测试对象扭振减振器产品在法向及侧向均有阻尼间隙尺寸参数需要测试。为了保证待测对象界面能完全被扫查覆盖和显示实时成像结果，同时该产品型号规格众多，需要设计专用夹具以实现法向和侧向的多方位测试方可实现对多种尺寸型号装夹固定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够满足多层结构内腔尺寸的全方位高精度检测的扭振减振器阻尼层厚度无损检测装置。