[發明專利]一種基于彈性波檢測的旋轉主軸裂紋檢測裝置

有效

• 申請號: 201710757142.6
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107807174B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 魏義敏;趙志偉;陳文華;潘駿;石軒;劉琪
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01N29/34
• 分類號: G01N29/34;G01N29/04
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

本發明涉及無損檢測領域，具體公開了一種基于彈性波檢測的旋轉主軸裂紋檢測裝置。該基于彈性波檢測的旋轉主軸裂紋檢測裝置包括安裝板，所述的安裝板上可拆連接有驅動模塊、彈性波激發模塊和彈性波接收模塊；所述的安裝板包括底板和轉軸固定架；所述的彈性波激發模塊包括激波器、激波桿和激波頭，所述激波桿的一端與激波器連接，另一端與激波頭連接；所述的激波頭上設有軸套孔；所述的軸套孔內旋轉活動連接有軸套；所述的軸套上軸孔。以上所述的基于彈性波檢測的旋轉主軸裂紋檢測裝置，在轉軸高速轉動狀態下，實現了準確、持續的寬頻帶彈性波激發，為轉軸裂紋的準確檢測奠定了基礎。

技術領域

本發明涉及無損檢測領域，尤其涉及一種基于彈性波檢測的旋轉主軸裂紋檢測裝置。

背景技術

在工程實踐中，轉軸是常見的用來傳播能量的運動部件，特別是在發電、汽車、航空航天、現代制造等領域，對旋轉非均一軸的研究一直以來未曾間斷。對于轉軸內部的裂紋等缺陷的檢測也是一個重要的研究方向，特別是一些不便于停機檢測的設備，需要在旋轉狀態下對轉軸的內部缺陷進行無損檢測。現有的檢測方式通過測量轉軸高速轉動時的振動參數，分析判斷出轉軸內部是否存在裂紋缺陷。這種檢測方式具有不足之處，首先轉軸的振動具有不確定性，與轉軸的形狀、尺寸誤差、安裝精度等都有關系，很難準確判斷出轉軸的內部情況。另外由于轉軸的高速轉動，無法直接對轉軸進行測量；通常采用間接測量的方式，即通過測量軸承或軸承座的振動間接獲得轉軸的振動參數，間接測量獲得的振動參數的準確性也無法得到保證，進一步降低了檢測結果的可靠性。

彈性波檢測是一種新興的對旋轉中的轉軸進行裂紋檢測的方法，振動以彈性波的形式在轉軸中傳播，由于彈性波的傳播特性受到材料物理屬性以及檢測對象的幾何形狀和內部缺陷等因素的影響，通過分析彈性波在轉軸中的傳播情況，即可獲知轉軸的內部是否存在裂紋缺陷。與現有的其他檢測方法相比，彈性波檢測通過分析彈性波在激發時和通過轉軸之后的變化，來分析彈性波在轉軸中的傳播情況，彈性波的信號源可控，檢測的準確性更好。轉軸的彈性波檢測技術上主要有兩個難點，即彈性波的激發和測量。由于轉軸的高速轉動，傳統的彈性波激發裝置無法直接使用。目前常用的方式為人工敲擊傳動軸激發彈性波，但是這種方式不僅敲擊點和敲擊力度完全取決于敲擊者的主觀意志和專業技能水平，具有很大的不確定性，并且彈性波的振幅和頻率無法準確獲得，影響檢測結果的準確性；而且在高速旋轉狀態下敲擊轉軸也有可能發生事故，對設備和操作人員造成傷害。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于彈性波檢測的旋轉主軸裂紋檢測裝置，在轉軸高速轉動狀態下，實現了準確、持續的寬頻帶彈性波激發，為轉軸裂紋的準確檢測奠定了基礎。

為了解決上述技術問題，本發明提供的技術方案如下：一種基于彈性波檢測的旋轉主軸裂紋檢測裝置，包括安裝板，所述的安裝板上可拆連接有驅動模塊、彈性波激發模塊和彈性波接收模塊；所述的安裝板包括底板和至少兩個轉軸固定架，所述的驅動模塊和轉軸固定架依次沿安裝板的長度方向分布；所述的彈性波激發模塊位于安裝板的一側；所述的彈性波激發模塊包括激波器、激波桿和激波頭，所述激波桿的一端與激波器連接，另一端與激波頭連接；所述的激波頭上設有中心線與激波桿的軸向相互垂直并平行于安裝板長度方向的軸套孔；所述的軸套孔內旋轉活動連接有軸套；所述的軸套上設有中心線與軸套孔的中心線重合的軸孔。

所述的安裝板上可拆連接有驅動模塊、彈性波激發模塊和彈性波接收模塊；所述的安裝板包括底板和至少兩個轉軸固定架，所述的轉軸固定架用于固定待測轉軸，驅動裝置用于驅動轉軸高速旋轉，依次來模擬出工程中高速旋轉的轉軸。彈性波激發模塊位于安裝板的一側，激發彈性波并通過轉軸傳遞到彈性波接收模塊，通過比對分析輸入和輸出的彈性波特性，來判斷轉軸的內部是否存在裂紋缺陷。