CN116593584A - 一种超声探伤设备及探伤方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于超声探伤技术领域，具体涉及一种超声探伤设备及探伤方法。本发明所提供的超声探伤设备设有两个平行放置的第一滚轴与第二滚轴，两个滚轴之间的距离能够随工件的尺寸进行调整，设备上还设有支撑组件，支撑组件可沿支撑架的一侧来回滑动实现对工件的轴向探伤，支撑组件上设置有转轮，转轮与可伸缩的探测装置相连接，通过程序控制实现旋转、伸缩、压紧、移动等动作。本发明所提供的超声探伤设备，利用滚轴带动工件的转动，实现对工件的环向超声探伤，此外，通过调整两滚轴间距大小来调整工件平放时的高度，满足不同尺寸工件的需求；且设备的自动化程度高，能够实现工件的全面探伤，降低了工人的劳动强度，提高了检测效率及检测的准确性。

Description

一种超声探伤设备及探伤方法

技术领域

本发明属于超声探伤技术领域，具体涉及一种超声探伤设备及探伤方法。

背景技术

超声探伤技术是一种利用超声波在被检测材料中传播时，材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况来了解材料性能和结构，以判断材料是否存在内部缺陷、伤痕的一种技术，由于超声探伤操作简单以及适用性强，因而被广泛应用于机械制造、冶金等领域。

但是，随着工业自动化程度的提高，机械制造领域生产率同步提高，这也意味着短时间内生产的锻件批量增大，加之现有的工艺对于锻件的超声探伤要求也愈发提高，因此，需要对所生产的锻件进行100%的超声探伤。

现有技术中，对于回转类锻件而言，特别是大型的筒形或者环形锻件，在超声探伤时存在以下问题：首先，锻件本身的质量较大，检测人员在检测其外径及两端面时需要将锻件进行翻滚，且检测人员需要同时手持超声探伤仪以及探头，检测的劳动强度大；其次，由于不同检测人员在探伤检测时控制的探头与工件表面贴合程度不同，导致锻件的探伤结果有较大差异，因此，只能在锻件某一部位的探伤结束后再更换检测人员，影响交接期，效率较低；此外，随着锻件产量的激增以及传统的人为探伤效率的低下，锻件成品因探伤不及时无法发货而造成大量堆积。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种超声探伤设备及探伤方法。

本发明所提供的一种超声探伤设备，包括具有前框架、后框架、左框架、右框架的矩形支撑架，支撑架左框架的外侧设置有第一滑轨，前框架和后框架的上方分别设置有一根第二滑轨，第一滑轨与两根第二滑轨的方向相垂直；支撑架的前框架、后框架之间设置有第一滚轴与第二滚轴，所述的第一滚轴与支撑架固定连接，所述的第二滚轴通过连接组件实现与两根第二滑轨滑动连接。

所述的第一滚轴连接有第一动力装置，所述第二滚轴连接有第二动力装置；所述支撑架的左框架上还设置有支撑组件，所述的支撑组件通过第一滑轨沿着所述支撑架的左侧滑动，所述支撑组件顶端设置有转轮，转轮与可伸缩的探测装置相连接。

所述的支撑组件，包括竖直设置的支撑杆，设置于所述支撑杆上的托盘，设置于所述支撑杆顶端的转轮，设置于转轮与托盘之间的连接杆；所述的支撑组件与控制装置相连接。

优选的，所述连接杆可伸缩。

更为优选的，连接杆为多层圆杆式结构，各层圆杆首尾依次相连接，可伸缩的连接杆与支撑杆通过滚珠转动连接，或者可伸缩的连接杆与手握杆的外壳通过滚珠转动连接。

所述的探测装置，包括探测仪以及与探测仪相连接的探测头，所述的探测头通过压紧装置与支撑组件顶端设置的转轮连接。

所述的压紧装置中设置有伸缩架，所述的伸缩架首尾依次相接呈“V”字形结构。

所述的第一滚轴上设有齿轮或者皮带轮，通过链条或者皮带与所述第一动力装置连接。

优选的，所述的第一滚轴两侧均设有齿轮或者皮带轮，通过链条或者皮带与所述第一动力装置连接。

优选的，所述的第一动力装置包括两台电机，两个电机分别设置于第一滚轴的两端，呈对称分布。

所述的第二滚轴两端通过连接组件与两根第二滑轨相连，并通过可调节长度的丝杠与第二动力装置连接。

所述可调节长度的丝杠外表面设置有螺纹结构，丝杠一端与连接组件固定连接，丝杠的另一端与第二动力装置螺纹连接。

所述的支撑架上设置有油槽，油槽上设置有放油龙头。

利用本发明的超声探伤设备来对工件进行整体探伤的方法，包括以下的步骤：

（1）将待检测的工件放置于超声探伤设备的第一滚轴与第二滚轴中间，并根据待检测工件的尺寸，打开第二动力装置，带动丝杠旋转向前或者向后移动，实现工件的水平放置，并将工件压紧；

（2）将探伤设备上的探测头压紧待检测工件，启动探测仪，然后开启第一动力装置，通过链条或皮带来带动第一滚轴转动，进而带动待检测工件及与工件紧贴的第二滚轴实现同步转动，完成对工件的环向探伤，并记录环向探伤的时间t₁；

（3）将（2）中记录的环向探伤的时间t₁输入至与支撑组件相连接的控制装置中，作为支撑组件移动的间隔时间，同时调整支撑组件的移动距离；

（4）控制装置中的间隔时间t₁及支撑组件的移动距离设置完成后，打开与支撑组件相连接的控制装置，每当待检测工件完成一个环向检测时，支撑组件按照设定好的移动距离沿着左侧的第一滑轨进行移动，再进行轴向测试，如此循环操作，最终实现对工件的整体探伤检测。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明在超声探伤设备的支撑架上设置第一滚轴与第二滚轴，通过两个滚轴的转动实现对工件的翻转，检测过程中毋须人工再去翻转，就可以实现对工件的环向超声探伤，极大地降低了劳动强度；

（2）本发明的滚轴装置中，通过第二滚轴的滑动来增大或者缩小两滚轴之间的间距，以更好地适应不同尺寸的筒形锻件的放置，使其保持水平，此外，滑轨通过丝杠与动力装置相连接，丝杠的撑紧作用能够更好地固定圆柱形锻件，使得在检测时锻件不会来回晃动，提高工件的稳定性，避免工件在检测时固定不牢靠而掉落等安全问题的发生，进一步提高了探伤检测的准确性；

（3）并且，本发明中为了实现对大型工件的轴向探伤，在超声探伤设备中还配合设置了可移动的支撑组件，通过将支撑组件与控制装置相连接来实现支撑组件沿着第一滑轨的方向来回移动，进而带动探测头的来回移动，实现了对锻件的轴向位置的探伤检测，并且，整个过程只需要在支撑组件相连接的控制装置中输入相关的时间与移动距离即可，设备的自动化程度提高，探伤效率高；

（4）本发明在探测头上还设置有压紧装置，压紧装置为可拆卸连接的结构，一方面便于实现对探测头的及时检测与更换；另一方面，压紧装置中设置的伸缩架能够起到良好的压紧固定作用，实现探测头与工件的紧密贴合，提高了探测结果的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例1中超声探伤设备的主视图；

图2为本发明实施例1中超声探声设备的俯视图；

图3为本发明实施例1中压紧装置的结构图；

图4为本发明实施例2中连接杆的结构示意图；

其中，1-支撑架，2-支撑组件，3-第一滚轴，4-第二滚轴，5-第一动力装置，6-第二动力装置，7-第一滑轨，8-第二滑轨，9-探测头，10-探测仪，11-压紧装置，12-油槽，13-放油龙头，14-丝杠，15-工件，21-支撑杆，22-托盘，23-转轮，24-连接杆。

具体实施方式

为了能使本领域技术人员更好的理解本发明，现结合具体实施方式对本发明进行更进一步的阐述。

实施例1

本发明所提供的超声探伤设备，包括具有前框架、后框架、左框架、右框架的矩形支撑架1，支撑架左框架的外侧设置有第一滑轨7，前框架和后框架的上方分别设置有一根第二滑轨8，第一滑轨7与两根第二滑轨8的方向相垂直；支撑架1的前框架、后框架之间设置有第一滚轴3与第二滚轴4，第一滚轴3与支撑架1固定连接，第二滚轴4通过连接组件与两根第二滑轨8滑动连接。

第一滚轴3连接有第一动力装置5，第二滚轴4连接有第二动力装置6；所述支撑架1的左框架上还设置有支撑组件2，支撑组件2通过第一滑轨3沿着支撑架1的左侧来回滑动，支撑组件2的顶端设置有转轮23，转轮23与可伸缩的探测装置相连接。

上述的结构中，第一滚轴3的一侧设有齿轮，通过链条与所述第一动力装置5连接。

第二滚轴4两端通过连接组件与两根第二滑轨8相连，连接组件通过可调节长度的丝杠14与第二动力装置6连接。

可调节长度的丝杠14外表面设置有螺纹结构，丝杠14的一端与连接组件固定连接，丝杠14的另一端与第二动力装置6螺纹连接。

上述的设备在工作时，其原理如下：

先根据工件15的尺寸大小调整第一滚轴3与第二滚轴4之间的距离，使两个滚轴间的距离为工件15直径长度的2/3~3/4，将工件15置于第一滚轴3与第二滚轴4上，开启第二动力装置6，通过带动丝杠14的转动实现对工件15的高度调整，并进一步压紧工件15。

在完成上述的准备工作之后，开启第一动力装置5，在链条的带动下，带动与第一动力装置5相连接的第一滚轴3转动，进一步带动工件15以及与工件15相接触的第二滚轴6转动，实现超声探伤时对工件15的旋转。

对于较大型且重量较大的待测工件而言，其旋转时的难度较大，检测人员的劳动强度比较大，而本发明中，利用第一动力装置带动工件的旋转，这一操作极大地降低了劳动强度，利于提高探伤检测的效率。

支撑架1的左框架上还设置有支撑组件2，支撑组件2通过第一滑轨7沿着支撑架1的左侧滑动，支撑组件2顶端设置有转轮23，转轮23与可伸缩的探测装置相连接。

支撑组件2，包括竖直设置的支撑杆21，设置于支撑杆21上的托盘22，设置于支撑杆21顶端的转轮23，设置于转轮23与托盘22之间的连接杆24；支撑组件2与控制装置相连接。

本发明中，支撑组件2连接探测装置，同时在控制装置的作用下沿着第一滑轨7来回移动，以实现对工件15的轴向长度的探伤检测。

本发明中利用支撑组件的轴向来回移动进一步缩短了人为探伤的时间，提高了探伤检测的效率。

所述的探测装置包括探测仪10以及与探测仪相连接的探测头9，探测头9通过压紧装置11与支撑组件2顶端设置的转轮23连接，压紧装置中设置有伸缩架，伸缩架首尾依次相接呈“V”字形结构。

本发明的探测装置，一方面，通过连接转轮23，利用转轮23的转动实现探测头9的多角度转动；另一方面，探测头9与压紧装置11之间均为可拆卸连接，方便探测头的随时检测与更换；此外，压紧装置11中设置的伸缩架进一步实现了对探测头9的压紧，防止探伤过程筒形工件在转动时因探测头9的滑动造成探测头9与工件15接触程度不同，造成探伤误差，提高了探伤过程的准确性。

所述的支撑架1上设置有油槽12，油槽12上设置有放油龙头13。

由于在探伤过程中，需要用到探伤耦合剂，而耦合剂会附着于工件或者滚轴上，并从工件或滚轴上滴落，造成浪费，所以本发明在支撑架1的上表面设置有一个接油的装置，即油槽12，同时油槽12上设置放油龙头13，这样便可以顺利地将滴落到设备上的耦合剂收集起来并进行利用。

采用本发明所提供的超声探伤设备对工件整体进行探伤的方法，包括以下步骤：

（1）将待检测的工件15放置于超声探伤设备的第一滚轴3与第二滚轴4中间，并根据待检测工件15的尺寸，启动第二动力装置6，带动丝杠14的旋转实现向前或者向后移动，实现工件15的水平放置，并将工件15压紧；

（2）将探伤设备上的探测头9压紧待检测工件15，启动探测仪10，然后开启第一动力装置5，通过链条来带动第一滚轴3转动，进而带动待检测工件15及与工件紧贴的第二滚轴4实现同步转动，完成对工件15的环向探伤，并记录环向探伤的时间t₁；

（3）将（2）中记录的环向探伤的时间t₁输入至与支撑组件2相连接的控制装置中，作为支撑组件2移动的间隔时间，同时调整支撑组件2的移动距离；

（4）控制装置中的间隔时间t₁及支撑组件2的移动距离设置完成后，打开与支撑组件2相连接的控制装置，每当待检测工件完成一个环向检测时，支撑组件2按照设定好的移动距离沿着左侧的第一滑轨进行移动，再进行轴向测试，如此循环操作，最终实现对工件的整体探伤检测。

实施例2

本实施例中，支撑组件2的转轮23与托盘22之间设置有连接杆24，其中连接杆24可伸缩，更具体的，连接杆24为多层圆杆式结构，各层圆杆首尾依次相连接，可伸缩的连接杆24与支撑杆21通过滚珠转动连接，或者可伸缩的连接杆24与手握杆11的外壳通过滚珠转动连接，连接杆的示意图如图4所示。

本发明中，由于支撑组件2在沿着第一滑轨7的移动过程中，其需要承担支撑组件2本身的重量，还要承担其所携带的探测装置的重量，若是长时间进行探伤检测，其承担的压力较大，所以支撑杆的长度有限，所以当对于较大的筒形工件进行探伤检测时，为了满足探测头9与工件16的良好贴合，需要一定的距离支撑，因此将该连接杆24设置为可伸缩的结构，可进一步扩大探测头的探伤直径，以适应超大型锻件的超声探伤检测。

实施例3

本实施例中，所述的第一动力装置5包括两台电机，两个电机分别设置于第一滚轴3的两端呈对称分布。

此处设置两台电机呈对称分布，以便于工件15在两滚轴上旋转更平稳，避免发生偏移，甚至滑落。

Claims (10)

1.一种超声探伤设备，其特征在于，包括具有前框架、后框架、左框架、右框架的矩形支撑架，支撑架左框架的外侧设置有第一滑轨，前框架和后框架的上方分别设置有一根第二滑轨，第一滑轨与两根第二滑轨的方向相垂直；支撑架的前框架、后框架之间设置有第一滚轴与第二滚轴，所述的第一滚轴与支撑架固定连接，所述的第二滚轴通过连接组件实现与两根第二滑轨滑动连接；

所述第一滚轴连接有第一动力装置，所述第二滚轴连接有第二动力装置；所述支撑架的左框架上还设置有支撑组件，所述的支撑组件通过第一滑轨沿着所述支撑架的左侧滑动，所述支撑组件顶端设置有转轮，转轮与可伸缩的探测装置相连接。

2.如权利要求1所述的一种超声探伤设备，其特征在于，所述的支撑组件，包括竖直设置的支撑杆，设置于所述支撑杆上的托盘，设置于所述支撑杆顶端的转轮，设置于转轮与托盘之间的连接杆。

3.如权利要求1所述的一种超声探伤设备，其特征在于，所述的支撑组件与控制装置相连接。

4.如权利要求1所述的一种超声探伤设备，其特征在于，所述的探测装置，包括探测仪以及与探测仪相连接的探测头，所述的探测头通过压紧装置与支撑组件顶端设置的转轮连接。

5.如权利要求4所述的一种超声探伤设备，其特征在于，所述的压紧装置中设置有伸缩架，所述的伸缩架首尾依次相接呈“V”字形结构。

6.如权利要求1所述的一种超声探伤设备，其特征在于，所述的第一滚轴上设有齿轮或者皮带轮，通过链条或者皮带与所述第一动力装置连接。

7.如权利要求1所述的一种超声探伤设备，其特征在于，所述的第二滚轴两端通过连接组件与两根第二滑轨相连，并通过可调节长度的丝杠与第二动力装置连接。

8.如权利要求7所述的一种超声探伤设备，其特征在于，所述可调节长度的丝杠外表面设置有螺纹结构，丝杠一端与连接组件固定连接，丝杠的另一端与第二动力装置螺纹连接。

9.如权利要求1所述的一种超声探伤设备，其特征在于，所述的支撑架上设置有油槽，油槽上设置有放油龙头。

10.利用如权利要求1所述的一种超声探伤设备对工件进行整体探伤的方法，包括以下的步骤：

（1）将待检测的工件放置于超声探伤设备的第一滚轴与第二滚轴中间，并根据待检测工件的尺寸，打开第二动力装置，带动丝杠旋转向前或者向后移动，实现工件的水平放置，并将工件压紧；

（2）将探伤设备上的探测头压紧待检测工件，启动探测仪，然后开启第一动力装置，通过链条或皮带来带动第一滚轴转动，进而带动待检测工件及与工件紧贴的第二滚轴实现同步转动，完成对工件的环向探伤，并记录环向探伤的时间t₁；

（3）将（2）中记录的环向探伤的时间t₁输入至与支撑组件相连接的控制装置中，作为支撑组件移动的间隔时间，同时调整支撑组件的移动距离；

（4）控制装置中的间隔时间t₁及支撑组件的移动距离设置完成后，打开与支撑组件相连接的控制装置，每当待检测工件完成一个环向检测时，支撑组件按照设定好的移动距离沿着左侧的第一滑轨进行移动，再进行轴向测试，如此循环操作，最终实现对工件的整体探伤检测。