专利名称：钢管超声波探伤机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用超声波探测钢管制造缺陷的设备，尤其是涉及一种钢管超声波探伤机，用于钢管厂检测钢管质量。
背景技术：
在钢管的制造过程中，由于原料中的夹渣或材质疏松等问题，钢管成型后会产生裂纹、沙眼等缺陷，为确保钢管产品的质量，减少使用中的安全隐患，需要用超声波探伤设备对钢管进行检测。现有的钢管超声波探伤机通常采用钢管螺旋推进而超声波探头不动的结构形式，由于钢管螺旋推进速度较慢，该类钢管超声波探伤机的探测效率较低；并且超声波探伤必须使用声耦合介质，在自动化探伤设备中采用水作为耦合介质，现有超声波探伤机的供水系统，供水慢，在探测腔内容易产生水泡，使端部盲区增大，探伤灵敏度下降或产生水泡干扰，从而影响探测的准确度。
实用新型内容本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种钢管超声波探伤机，采用钢管直线推进而超声波探头旋转的结构形式，提高钢管的推进速度及超声波探头的旋转速度，提高探伤效率，同时改善供水结构，减少水泡对探测准确度的影响。为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案一种钢管超声波探伤机，包括探伤主机、贮水槽及控制系统，所述探伤主机包括箱体，所述箱体的下方设有水盘，所述箱体的两端设有被测钢管的进口及出口，所述进口及出口处分别设有水封，所述箱体两侧的进口及出口处设有可调三轮定心装置；空心主轴可转动安装在所述箱体内，被测钢管穿过所述空心主轴、进口及出口 ；所述空心主轴中部设有至少三个探头调节装置，超声波探头分别安装在所述探头调节装置上，所述探头调节装置以所述空心主轴为中心均匀设置，所述空心主轴通过皮带传动机构连接驱动电机；所述空心主轴内的超声波探头的两侧分别安装有定位被测钢管的定位套，两个所述定位套之间的空心主轴内腔构成探测腔；所述探测腔一侧的空心主轴内设有内套,进水口通过所述内套连通所述探测腔，所述进水口通过管道连接所述贮水槽；所述探测腔一侧的空心主轴外设有发电装置及信号前置处理装置，信号前置处理装置连接所述超声波探头，信号前置处理装置以无线信号传输探测数据至控制系统的超声波探伤仪。进一步的所述探头调节装置包括支座，球形调节架固定连接水平轴并通过水平轴可转动安装在所述支座中，所述球形调节架一侧的水平轴连接蜗轮蜗杆机构；探头固定调节套活动套装在所述球形调节架中，所述探头固定调节套的轴线与所述水平轴的轴线垂直；所述探头固定调节套的一侧可转动安装有调节螺杆，所述调节螺杆的轴线与所述探头固定调节套的轴线平行，并且所述调节螺杆与所述探头固定调节套之间螺纹啮合；所述球形调节架与所述支座之间的配合面及所述探头固定调节套与所述球形调节架之间的配合面分别设有密封圈。所述探头固定调节套的一侧为开放的半圆孔，所述半圆孔的孔壁上设有与所述调节螺杆啮合的螺纹。所述蜗轮蜗杆机构的蜗杆下端设有定位块及锁紧螺钉。所述支座上设有锁紧所述水平轴的紧定螺钉。所述可调三轮定心装置包括基板，所述基板的中央设有供被测钢管穿过的通孔， 三个转轴以所述通孔为中心均匀设置在所述基板上，三个Y形定位支座板分别可转动地安装在所述转轴上，构成所述定位支座板的定心轮臂、第一连杆臂及第二连杆臂呈Y形分布， 三个定心滚轮分别安装在所述定心轮臂的前端，并且三个滚轮的表面与以通孔为中心的同一圆相切；所述基板的一侧设有调节装置，三个所述定位支座板之一的第一连杆臂铰接所述调节装置，三个所述定位支座板的第一连杆臂及第二连杆臂分别依次通过两个连杆连接并使三个所述滚轮同步偏离所述通孔的中心。所述调节装置包括螺杆座，所述螺杆座通过销轴铰接在所述基板上；调节螺杆穿过所述螺杆座，所述调节螺杆的上端设有手柄，所述调节螺杆的中部设有凸台，所述调节螺杆的上部设有螺纹；轴承座滑动套装在所述螺杆座内，一对推力球轴承设置在所述轴承座内，滑动螺母与所述调节螺杆螺纹连接并将所述推力球轴承及轴承座抵住所述调节螺杆的凸台；螺杆座拼母固定安装在所述螺杆座的上端，所述滑动螺母通过轴向的滑槽及滑块与所述螺杆座拼母配合，弹簧套装在所述滑动螺母外并抵装在所述螺杆座拼母与所述推力球轴承之间。所述调节螺杆的上部设有锁紧所述滑动螺母的锁紧螺母。本实用新型的技术效果在于本实用新型公开的一种钢管超声波探伤机，采用钢管直线推进而超声波探头旋转的结构形式，提高钢管的推进速度及超声波探头的旋转速度，提高探伤效率，同时驱动超声波探头的旋转可节省能源消耗；空心主轴高速旋转的离心力可将探测腔内的空气挤出，并且利用内套与空心主轴之间的夹层供水，供水量大，减少气泡的产生，减少水泡对探测准确度的影响；整体结构的空心主轴提闻了整体转动精度及同心度，提闻超声波探头的探伤准确度。
[0016]图[0017]图[0018]图[0019]图[0020]图[0021]图[0022]图[0023]图[0024]图具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的说明。如图f 3所示，本实用新型包括探伤主机100、贮水槽及控制系统(未在图中画出)，探伤主机100包括箱体1，箱体I的下方设有水盘9，箱体I的两端设有被测钢管的进口 101及出口 102，进口 101及出口 102处分别设有水封3，水封3可防止水向外泄漏。空心主轴10通过轴承12可转动安装在箱体I内，探测时被测钢管20穿过空心主轴10、进口 101及出口 102。箱体I两侧的进口 101及出口 102处设有可调三轮定心装置2，可调三轮定心装置2在被测钢管20直线前进探测时，为被测钢管20定心。空心主轴10中部设有四个探头调节装置5，超声波探头6分别安装在探头调节装置5上，探头调节装置5以空心主轴10为中心均匀设置，探头调节装置5及超声波探头6的数量根据实际需要确定。空心主轴10呈整体式结构(如图3)，探头调节装置5固定安装在空心主轴10的中部，超声波探头 6通过空心主轴10上的探头窗口伸入探测腔15，皮带传动机构13的皮带轮1301固定安装在空心主轴10上，空心主轴10通过皮带传动机构13连接驱动电机14，由驱动电机14通过皮带传动机构13带动空心主轴10转动，从而带动超声波探头6围绕被测钢管20转动而进行超声波探伤。空心主轴10内的超声波探头6的两侧分别安装有定位被测钢管20的定位套4，两个定位套4分别由进口固定套17及出口固定套18定位固定。两个定位套4之间的空心主轴10内腔构成探测腔15，探测腔15 —侧的空心主轴10内设有内套11，进水口 16通过内套11与空心主轴10之间的夹层连通探测腔15，进水口 16通过管道连接贮水槽， 探测时，作为耦合介质的水从贮水槽由水泵泵入进水口 16，通过内套11进入并充满探测腔 15，水的流动方向如图I中箭头B，水流从另一侧流到出水口 19，并经水盘9流回到贮水槽重复利用；空心主轴10高速旋转的离心力可将探测腔15内的空气挤出，并且利用内套11 与空心主轴10之间的夹层供水，供水量大，探伤过程中补水快，端部盲区小，配置贮水槽供水压力稳定，从而不易产生气泡，解决了探伤中气泡干扰问题。探测腔15 —侧的空心主轴 10外设有发电装置8及信号前置处理装置7，发电装置8随空心主轴10转动，通过电感耦合给信号前置处理装置7提供电源，信号前置处理装置7连接超声波探头6，信号前置处理装置7以无线信号传输探测数据至控制系统，信号前置处理装置7采用把探伤信号用数字化无线传输的方式将信号传输到控制系统的超声波探伤仪中进行处理。在本实用新型中， 超声波探头6拾取到的微小信号经信号前置处理装置7处理，把模拟信号转换为数字信号， 并经无线传输网络将信号传输到控制系统的超声波探伤仪中进行处理和显示，从而解决了信号传输过程中的信号衰减、信号失真以及信号干扰问题，探伤灵敏度高，抗干扰能力强， 大大提高了探伤的可靠性和稳定性。在开始钢管探伤前，调整好探头调节装置5及可调三轮定心装置2 ;在进行钢管探伤时，被测钢管20穿过空心主轴10、进口 101及出口 102，被测钢管20由输送机构推送，连续直线前进；作为耦合介质的水从贮水槽通过内套11与空心主轴10之间的夹层进入探测腔15并充满探测腔15 ;驱动电机14通过皮带传动机构13带动空心主轴10高速转动，同时超声波探头6围绕被测钢管20高速转动，信号前置处理装置7以无线信号传输探测数据至控制系统的超声波探伤仪中进行处理和显示。如图Γ7所示，探头调节装置5包括支座5-1，支座5-1由壳体5_101及压紧法兰 5-102构成，压紧法兰5-102安装在壳体5-101的下端，球形调节架5_2的两侧固定连接水平轴5-3，球形调节架5-2与左侧的水平轴5-3通过销轴5-10固定连接，球形调节架5_2通过水平轴5-3可转动安装在支座5-1的壳体5-101中，球形调节架5-2左侧的水平轴5_3 连接蜗轮蜗杆机构5-4，蜗轮蜗杆机构5-4的蜗轮5-401与水平轴5_3连接，由蜗轮蜗杆机构5-4带动球形调节架5-2绕水平轴5-3作转动。探头固定调节套5-5活动套装在球形调节架5-2中，探头固定调节套5-5的轴线与水平轴5-3的轴线垂直，探头固定调节套5-5的一侧可转动安装有调节螺杆5-6，调节螺杆5-6的轴线与探头固定调节套5-5的轴线平行， 并且调节螺杆5-6与探头固定调节套5-5之间螺纹啮合，超声波探头固定安装在探头固定调节套5-5中并由调节螺杆5-6驱动探头固定调节套5-5与超声波探头一起作上下运动， 在本实施例中，如图3、4，探头固定调节套5-5的一侧为开放的半圆孔5-501，半圆孔5-501 的孔壁上设有与调节螺杆5-6啮合的螺纹，调节螺杆5-6与半圆孔5-501孔壁上的螺纹啮合。为了保证探测时作为耦合介质的水不泄漏，球形调节架5-2与支座5-1之间的配合面设有密封圈5-7，探头固定调节套5-5与球形调节架5-2之间的配合面设有密封圈5-8。支座5-1上设有锁紧水平轴5-3的紧定螺钉5-9，蜗轮蜗杆机构5-4的蜗杆5-402下端设有定位块5-11及锁紧螺钉5-12，在调整好超声波探头的位置后，紧定螺钉5-9用于锁紧水平轴5-3，定位块5-11及锁紧螺钉5-12用于锁紧蜗轮蜗杆机构5-4的蜗杆5-402，从而保证超声波探头在探测过程中不会松动。在使用时，超声波探头固定安装在探头固定调节套5-5中，松开紧定螺钉5-9、定位块5-11及锁紧螺钉5-12，调整调节螺杆5-6，驱动探头固定调节套5-5与超声波探头一起作上下运动，从而调整超声波探头与被测钢管表面的距离；调节蜗轮蜗杆机构5-4，使球形调节架5-2绕水平轴5-3转动，从而使超声波探头绕水平轴5-3作摆转，从而调整超声波探头与被测钢管表面的入射角；调整完成后，锁紧紧定螺钉5-9、定位块5-11及锁紧螺钉 5-12即可开始探测操作。图8所示，可调三轮定心装置2包括基板2-1，基板2-1的中央设有供钢管穿过的通孔2-8，三个转轴2-3以通孔2-8为中心均匀设置在基板2-1上，三个Y形定位支座板2_4 分别可转动安装在转轴2-3上，构成定位支座板2-4的定心轮臂2-403、第一连杆臂2-401 及第二连杆臂2-402呈Y形分布，三个定心滚轮2-5分别安装在定心轮臂2-403的前端，并且三个滚轮2-5的表面与以通孔2-8为中心的同一圆相切，在本实施例中，滚轮2-5采用滚珠轴承。基板2-1的一侧设有调节装置2-6，三个定位支座板2-4之一的第一连杆臂2-401 铰接调节装置2-6，三个定位支座板2-4的第一连杆臂2-401及第二连杆臂2-402分别依次通过两个连杆2-2连接，当调整调节装置2-6时可使三个滚轮2-5同步偏离通孔2-8的中心，也就是说，不论三滚轮2-5离通孔2-8的中心的距离是多少，三个滚轮2-5始终与以通孔2-8为中心的同一圆相切。图8、9所示，调节装置2-6包括螺杆座2-602，螺杆座2-602通过销轴2_7铰接在基板2-1上，调节螺杆2-601穿过螺杆座2-602，调节螺杆2-601的上端设有手柄2-610，调节螺杆2-601的中部设有凸台2-603，调节螺杆2-601的上部设有螺纹。轴承座2-604滑动套装在螺杆座2-602内，一对推力球轴承2-605设置在轴承座2-604内，推力球轴承2-605 与轴承座2-604 —起可在螺杆座2-602内上下滑动，滑动螺母2-608与调节螺杆2-601螺纹连接并将推力球轴承2-605及轴承座2-604抵住调节螺杆2-601的凸台2-603。螺杆座拼母2-607通过螺纹固定安装在螺杆座2-602的上端，滑动螺母2-608通过轴向的滑槽及滑块与螺杆座拼母2-607配合，滑动螺母2-608可在螺杆座拼母2-607中作轴向滑动而不能作转动。弹簧2-606套装在滑动螺母2-608外并抵装在螺杆座拼母2-607与推力球轴承 2-605之间，调节螺杆2-601的上部设有锁紧滑动螺母2-608的锁紧螺母2-609。可调三轮定心装置2安装在箱体I的两侧，使用时，松开锁紧螺母2-609，转动手柄 2-610带动调节螺杆2-601，由于滑动螺母2-608只能作轴向滑动而不能作转动并且调节螺杆2-601与滑动螺母2-608之间为螺纹连接，从而改变调节螺杆2-601与滑动螺母2-608 之间的相对位置，使调节螺杆2-601向上或向下运动，进一步带动三个定位支座板2-4的转动，实现三个滚轮2-5位置的同步改变，重新紧固定锁紧螺母2-609即可开始超声波探测作业，三个滚轮2-5在弹簧2-606的弹力作用下同时压紧在被测钢管上。当被测钢管的管径发生变化时，调节螺杆2-601在定位支座板2-4的作用下克服弹簧2-606的弹力向上顶，这样，被测钢管在管径发生变化时，不会使被测钢管顶死。
权利要求1.一种钢管超声波探伤机，其特征在于包括探伤主机、贮水槽及控制系统，所述探伤主机包括箱体，所述箱体的下方设有水盘，所述箱体的两端设有被测钢管的进口及出口，所述进口及出口处分别设有水封，所述箱体两侧的进口及出口处设有可调三轮定心装置；空心主轴可转动安装在所述箱体内，被测钢管穿过所述空心主轴、进口及出口 ；所述空心主轴中部设有至少三个探头调节装置，超声波探头分别安装在所述探头调节装置上，所述探头调节装置以所述空心主轴为中心均匀设置，所述空心主轴通过皮带传动机构连接驱动电机；所述空心主轴内的超声波探头的两侧分别安装有定位被测钢管的定位套，两个所述定位套之间的空心主轴内腔构成探测腔；所述探测腔一侧的空心主轴内设有内套,进水口通过所述内套连通所述探测腔，所述进水口通过管道连接所述贮水槽；所述探测腔一侧的空心主轴外设有发电装置及信号前置处理装置，信号前置处理装置连接所述超声波探头，信号前置处理装置以无线信号传输探测数据至控制系统的超声波探伤仪。
2.按照权利要求I所述的钢管超声波探伤机，其特征在于所述探头调节装置包括支座，球形调节架固定连接水平轴并通过水平轴可转动安装在所述支座中，所述球形调节架一侧的水平轴连接蜗轮蜗杆机构；探头固定调节套活动套装在所述球形调节架中，所述探头固定调节套的轴线与所述水平轴的轴线垂直；所述探头固定调节套的一侧可转动安装有调节螺杆，所述调节螺杆的轴线与所述探头固定调节套的轴线平行，并且所述调节螺杆与所述探头固定调节套之间螺纹啮合；所述球形调节架与所述支座之间的配合面及所述探头固定调节套与所述球形调节架之间的配合面分别设有密封圈。
3.按照权利要求2所述的钢管超声波探伤机，其特征在于所述探头固定调节套的一侧为开放的半圆孔，所述半圆孔的孔壁上设有与所述调节螺杆啮合的螺纹。
4.按照权利要求2所述的钢管超声波探伤机，其特征在于所述蜗轮蜗杆机构的蜗杆下端设有定位块及锁紧螺钉。
5.按照权利要求2所述的钢管超声波探伤机，其特征在于所述支座上设有锁紧所述水平轴的紧定螺钉。
6.按照权利要求I所述的钢管超声波探伤机，其特征在于所述可调三轮定心装置包括基板，所述基板的中央设有供被测钢管穿过的通孔，三个转轴以所述通孔为中心均匀设置在所述基板上，三个Y形定位支座板分别可转动地安装在所述转轴上，构成所述定位支座板的定心轮臂、第一连杆臂及第二连杆臂呈Y形分布，三个定心滚轮分别安装在所述定心轮臂的前端，并且三个滚轮的表面与以通孔为中心的同一圆相切；所述基板的一侧设有调节装置，三个所述定位支座板之一的第一连杆臂铰接所述调节装置，三个所述定位支座板的第一连杆臂及第二连杆臂分别依次通过两个连杆连接并使三个所述滚轮同步偏离所述通孔的中心。
7.按照权利要求6所述的钢管超声波探伤机，其特征在于所述调节装置包括螺杆座， 所述螺杆座通过销轴铰接在所述基板上；调节螺杆穿过所述螺杆座，所述调节螺杆的上端设有手柄，所述调节螺杆的中部设有凸台，所述调节螺杆的上部设有螺纹；轴承座滑动套装在所述螺杆座内，一对推力球轴承设置在所述轴承座内，滑动螺母与所述调节螺杆螺纹连接并将所述推力球轴承及轴承座抵住所述调节螺杆的凸台；螺杆座拼母固定安装在所述螺杆座的上端，所述滑动螺母通过轴向的滑槽及滑块与所述螺杆座拼母配合，弹簧套装在所述滑动螺母外并抵装在所述螺杆座拼母与所述推力球轴承之间。
8.按照权利要求7所述的钢管超声波探伤机，其特征在于所述调节螺杆的上部设有锁紧所述滑动螺母的锁紧螺母。
专利摘要本实用新型涉及一种钢管超声波探伤机，其特征在于探伤主机包括箱体，箱体两侧的进口及出口处设有可调三轮定心装置；空心主轴可转动安装在箱体内，被测钢管穿过空心主轴、进口及出口；空心主轴中部设有至少三个探头调节装置，超声波探头分别安装在探头调节装置上，空心主轴外设有发电装置及信号前置处理装置，信号前置处理装置连接超声波探头，信号前置处理装置以无线信号传输探测数据至控制系统的超声波探伤仪。本实用新型采用钢管直线推进而超声波探头旋转的结构形式，提高钢管的推进速度，提高探伤效率；空心主轴高速旋转的离心力将探测腔内的空气挤出，并且利用内套与空心主轴之间的夹层供水，供水量大，减少气泡的产生，提高探测准确度。
文档编号G01N29/275GK202351216SQ20112051808
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月10日 优先权日2011年12月10日
发明者尤小雷 申请人:无锡莱林检测机械有限公司