[實用新型]一種盲孔法測應(yīng)力的磁力式全表面鉆孔裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920105688.4
• 申請日: 2009-02-11
• 公開（公告）號: CN201350512Y
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊慶人;霍春勇;李建;王洪鐸;石凱;李霄;劉彥明;吉玲康;馮耀榮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: B23B39/00
• 分類號: B23B39/00
• 代理公司: 北京市中實友知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 劉天語

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種盲孔法測應(yīng)力技術(shù)，具體說是在盲孔法測應(yīng)力時專用鉆孔設(shè)備，是一種盲孔法測應(yīng)力的磁力式全表面鉆孔裝置。

背景技術(shù)

殘余應(yīng)力是當(dāng)任何工作載荷作用的情況下存在于構(gòu)件內(nèi)部且在整個構(gòu)件內(nèi)部保持平衡的應(yīng)力。構(gòu)件在制造過程中(如鑄造、鍛壓、焊接、熱處理等)都將引起殘余應(yīng)力，并將導(dǎo)致構(gòu)件的剛性和尺寸穩(wěn)定性的降低。在工作溫度、工作介質(zhì)及殘余應(yīng)力的共同作用下，構(gòu)件的抗疲勞強度、抗脆斷能力、抗應(yīng)力腐蝕開裂及高溫蠕變開裂能力都將大大下降，導(dǎo)致許多災(zāi)難性事故發(fā)生。因此，有必要對殘余應(yīng)力進行精確的測量。

殘余應(yīng)力的測量技術(shù)始于本世紀(jì)30年代，發(fā)展至今共形成了數(shù)十種傳統(tǒng)測量方法。概括起來大致可分為兩大類，即具有一定損傷性的機械釋放測量法和非破壞性無損傷的物理測量法。機械測量法包括：分割全釋放法、逐層剝層法、盲孔法、Gunert切銑環(huán)槽法、鉆階梯孔法、套取芯棒法、套取芯棒法、內(nèi)孔直接貼片法以及釋放管孔周應(yīng)變測量法。物理測量法主要包括：X射線衍射法、磁性法、超聲波法以及固有應(yīng)變法。

機械釋放測量中，以盲孔法發(fā)展較成熟。近年來科學(xué)工作者對其作了大量工作，從測量原理、到實際操作中的各種工藝因素、誤差來源等進行了深入的研究，使其日趨完善，目前已成為工程上最通用的殘余應(yīng)力測量方法。

盲孔法測應(yīng)力的的基本思想是：在有一定初應(yīng)力的構(gòu)件表面鉆一直徑2R(2mm左右)、深度h(h＞2R)的小盲孔，于是在盲孔附近表面由于釋放部分應(yīng)力而產(chǎn)生相應(yīng)的位移和應(yīng)變。在實際測量時，首先在一定條件下作標(biāo)定試驗，得到初應(yīng)力與釋放應(yīng)變的關(guān)系曲線，將標(biāo)定結(jié)果代入應(yīng)力-應(yīng)變通孔Kirch關(guān)系式，對Kirch公式進行修正，得到該試驗條件下的A、B標(biāo)定系數(shù)，然后將待測工件在同一條件下作盲孔試驗，根據(jù)所測得的釋放應(yīng)變，代入經(jīng)過修正的Kirch公式，即可得出工件中的殘余應(yīng)力值。

盲孔法測應(yīng)力時，需要使所鉆小孔與事先粘貼在工件表面的應(yīng)變花的中心位置精確對正，不能存在偏差；此外，還要求鉆孔方向與工件表面相垂直。這就要求有一套鉆孔裝置，能夠牢固地固定于工件表面，并能精確定位到應(yīng)變花的中心位置；此外，還必須保證鉆孔方向與工件表面垂直。當(dāng)工件表面為平面時，以上要求不難達到，但如何在凸面或凹面等曲面表面達到上述要求，則是比較困難的一個問題。目前尚沒有鉆孔裝置能夠達到上述要求。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型目的在于提供一種能夠依靠磁力吸附固定于平、凸、凹各種鐵磁工件表面，并能精確定位于鉆孔位置中心，保證鉆孔方向與工件表面垂直的盲孔法測應(yīng)力的磁力式全表面鉆孔裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型是由以下技術(shù)方案解決的：一種盲孔法測應(yīng)力的磁力式全表面鉆孔裝置，由磁輪小車1和鉆孔組件2組成，磁輪小車1上安裝有磁輪3，磁輪3由磁鐵構(gòu)成，吸附在工件表面，磁輪小車1側(cè)壁安裝鉆孔組件2。

工件表面凹面內(nèi)半徑＞180mm、凸面外半徑R＞60mm。

在磁輪小車1上安裝有磁輪驅(qū)動電機，磁輪小車1上安裝有方向開關(guān)4和速度調(diào)節(jié)旋鈕5。

鉆孔組件2的鉆孔臺板6通過可調(diào)螺釘7安裝固定于磁輪小車1的側(cè)壁上，鉆桿套件9通過錐螺釘8固定于鉆孔臺板6上，鉆孔臺板6上錐螺釘8孔為垂直磁輪小車1行走方向的長孔13。

安裝鉆頭10的鉆桿套件9上有定位圈11，定位圈11與鉆桿套12之間有預(yù)留間隙。

預(yù)留間隙尺寸0.5-5mm。

鉆孔臺板6上有四個可調(diào)螺釘7，可調(diào)螺釘7的固定孔14，其中一個為圓孔，其余為以圓孔旋轉(zhuǎn)分布的長孔。

其余孔以圍繞圓孔旋轉(zhuǎn)角度為5-20度分布。

本實用新型能夠依靠磁力吸附固定于平、凸、凹各種鐵磁工件表面，并能精確定位于鉆孔位置中心，保證鉆孔方向與工件表面垂直的一種高效、精確的鉆孔裝置，解決了盲孔法測試殘余應(yīng)力時所面臨的鉆孔精確定位困難，測試效率低的難題。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為磁輪小車側(cè)視圖；

圖3為鉆孔臺板和錐螺釘放大視圖；

圖4為錐螺釘長孔放大視圖；

圖5為鉆孔臺板上四個可調(diào)螺釘放大視圖；

圖6為可調(diào)螺釘?shù)墓潭ㄩL孔放大視圖。

具體實施方式

文實用新型主要結(jié)構(gòu)主要由兩部分組成(圖1)，一部分是磁輪小車1，其主要作用是使整套鉆孔裝置固定于鐵磁工件表面并在其表面行走；另一部分是鉆孔組件2，其主要作用是對待測工件表面進行鉆孔，并保證鉆孔深度和鉆孔方向垂直于工件表面。