[發明專利]一種大型復雜環形精密鑄件X射線檢測工裝及其檢測方法

有效

• 申請號: 201410186661.8
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN104007127A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 何樹先;康茂東;王俊;高海燕;董安平;王國祥;孫寶德
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N23/00
• 分類號: G01N23/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種X射線檢測工裝，具體地，涉及一種航空發動機用大型復雜環形精密鑄件X射線成像及拍片檢測時所需的平移、翻轉和旋轉工裝及其檢測方法。

背景技術

隨著國家大飛機以及“兩機”專項戰略的實施，發展新一代大型航空發動機已經成為當今航空工業最為迫切的需求，而新一代高推重比大型航空發動機對結構設計要求非常苛刻，要求大型中介機匣和大型渦輪后機匣(直徑均超過1000mm)需采用高結構效率的整體化和輕量化的大型復雜環形精密鑄件。然而隨著鑄件的尺寸增大，這種復雜環形精密鑄件在鑄造凝固過程中更易產生疏松、縮孔、縮松、夾雜和冷隔等鑄造缺陷，如果不能通過無損檢測方法檢測出其中超標的鑄造缺陷，被誤用到發動機后將嚴重影響航空安全，因此必須對這種大型復雜環形精密鑄件交付前進行100％的全方位X射線無損檢驗，以便確保交付的鑄件100％合格率。

經對現有技術的文獻檢索發現：申請號為201010156075.0的中國發明專利涉及到一種X射線檢測升降及平移裝置。該專利設計的裝置雖然通過增加檢測儀器在縱向、橫向和高度方向上的檢測范圍，克服了傳統X射線檢測工裝適用范圍小的問題，其不足之處在于：該專利設計的裝置僅能上下和左右移動，不能進行平面和垂直二維方向的旋轉、翻轉和偏移，對X射線入射角度無法做出微調，因此無法對復雜結構部位進行100％全方位的無損檢測，容易發生鑄造缺陷漏檢情況，故其不適用于大型復雜環形精密鑄件的X射線檢測。申請號為200580039234.6的中國發明專利涉及到一種X射線檢測支架，該專利設計的支架雖然具有繞水平軸翻轉，繞垂直軸旋轉的功能，但是該專利同樣沒有考慮大型復雜鑄件的結構問題，由于鑄件自身無法轉動，不可避免存在檢測盲區，因此也不能很好的解決復雜環形精密鑄件鑄造缺陷漏檢問題，更無法保證大型復雜環形精密鑄件對稱結構處檢測工藝的一致性。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種大型復雜環形精密鑄件X射線檢測工裝及其檢測方法，實現鑄件的100％全方位檢測，降低鑄造缺陷的漏檢率，并有利于提高檢測工藝穩定性。

根據本發明的一個方面，提供一種大型復雜環形精密鑄件X射線檢測工裝，包括平移裝置、翻轉裝置、旋轉裝置和伸縮裝置，其中：伸縮裝置通過鎖扣與旋轉裝置、翻轉裝置相連接，旋轉裝置通過滑輪與翻轉裝置相連接，翻轉裝置通過軸承與平移裝置相連接；

所述平移裝置包括工裝底座、萬向輪和萬向輪鎖扣，其中：工裝底座與萬向輪通過焊接方式固定在一起，在萬向輪上設置萬向輪鎖扣以防止工裝隨意移動；由四個萬向輪控制的工裝可在X射線檢測探頭下任意方向自由移動，調整好檢測工位后，鎖緊萬向輪鎖扣固定整個工裝；

所述翻轉裝置包括翻轉支架、翻轉軸承、翻轉手柄、主動齒輪、從動齒輪、從動齒輪定位銷，其中：主動齒輪和從動齒輪定位銷均與工裝底座固定連接，從動齒輪與翻轉支架固定連接并帶動翻轉支架轉動，翻轉支架通過翻轉軸承與工裝底座連接，主動齒輪與從動齒輪嚙合，翻轉手柄與主動齒輪連接并帶動從動齒輪轉動，從動齒輪用于確定復雜環形精密鑄件的翻轉角度；

所述旋轉裝置包括主動滑輪、從動滑輪、主動滑輪手柄和主動滑輪鎖扣，其中：主動滑輪通過軸承與翻轉支架固定連接，主動滑輪手柄和主動滑輪鎖扣設置于主動滑輪上面用以控制主動滑輪的轉動與停止，一個從動滑輪通過軸承與翻轉支架固定連接，另外兩只從動滑輪則通過軸承與伸縮臂固定連接，調節主動滑輪手柄可以實現復雜環形精密鑄件沿軸向進行任意角度旋轉；

所述伸縮裝置包括伸縮臂和伸縮臂鎖扣，其中：伸縮臂鎖扣與翻轉支架固定連接，伸縮臂與伸縮臂鎖扣通過緊固螺栓活動連接，根據復雜環形精密鑄件的直徑大小調整伸縮臂的位置，通過伸縮臂鎖扣定位螺栓緊固，使大型復雜環形精密鑄件能夠穩定地固定在旋轉裝置的滑輪上。

優選地，所述翻轉裝置的從動齒輪圓周盤上面靠近齒輪的位置每隔一定距離設置一個定位孔，所述定位孔與從動齒輪定位銷相配合。

根據本發明的另一個方面，提供一種大型復雜環形精密鑄件X射線檢測工裝的檢測方法，具體為：

首先通過調整翻轉手柄將工裝的翻轉支架調整到水平狀態，將從動齒輪定位銷鎖定，固定翻轉支架；

將復雜環形精密鑄件水平放到翻轉支架的主動滑輪、從動滑輪上，調整伸縮臂長度，使主動滑輪、從動滑輪從四個方向將復雜環形精密鑄件穩定地固定到翻轉支架上；

再拉動工裝底座到X射線檢測探頭正下方，通過萬向輪鎖扣鎖定萬向輪；

打開從動齒輪定位銷，搖動翻轉手柄，調整翻轉支架到預定檢測角度后再鎖定從動齒輪定位銷；