一种适用于齿轮齿面及齿根超声相控阵检测的对比试块的制作方法

本实用新型涉及超声波检测领域，具体涉及一种适用于齿轮齿面及齿根超声相控阵检测的对比试块。

背景技术：

由于齿轮服役过程中的实际运行工况较为复杂，在工作介质、外加载荷、异常工况等因素的作用下，往往会在齿轮体某些部位产生裂纹等缺陷，尤其是传动过程中直接相互作用的齿面及齿根部位。为了保证齿轮的运行的安全稳定，需要定期对齿轮重点部位进行检测，其中超声相控阵检测作为一种新型的无损检测方法，可以有效地检查出齿轮齿面及齿根等部位中的微小缺陷。为了更高效地发现待检部件内缺陷，并对缺陷进行定量、定性评定，同时确定检测仪器灵敏度，需使用与待检部件相对应的对比试块，所以本实用新型针对齿轮超声相控阵检测，设计如下对比试块。

技术实现要素：

针对现有技术中提到的问题，本实用新型提出一种用于在检测前确定检测仪器灵敏度，绘制时间增益曲线（距离-波幅曲线），实现齿轮齿面及齿根实际缺陷的定量评定的一种适用于齿轮齿面及齿根超声相控阵检测的对比试块。

本实用新型一种适用于齿轮齿面及齿根超声相控阵检测的对比试块，包括试块，所述试块上分布有直径为1mm的横通孔，所述横通孔为多个，多个横通孔在试块上沿水平方向排列布局，所述多个横通孔之间的间距为20mm，且多个横通孔距试块一侧厚度端面的距离均不同，所述多个横通孔为9个，从左至右分别为第一个横通孔至第九个横通孔，所述第一个横通孔距试块一侧厚度端面是6.5mm，第二个横通孔距试块一侧厚度端面是13mm，第三个横通孔距试块一侧厚度端面是19.5mm，第四个横通孔距试块一侧厚度端面是是26mm，第五个横通孔距试块一侧厚度端面是32.5mm，第六个横通孔距试块一侧厚度端面是39mm，第七个横通孔距试块一侧厚度端面是45.5mm，第八个横通孔距试块一侧厚度端面是52mm，第九个横通孔距试块一侧厚度端面是58.5mm，所述试块是长度为200mm，宽度为100mm，厚度为25mm的试块。

优选地，所述试块的材质与待检齿轮材质相同。

优选地，所述试块的表面粗糙度小于或等于1.6um。

本实用新型相对于现有技术，取得了以下的技术效果：

能满足齿轮单齿齿根间距小于或等于58.5mm的齿面及齿根超声相控阵检测灵敏度校准的功能；可以用于齿轮缺陷定量评定，帮助检测人员进行数据解读。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

附图标记：1-试块；2-横通孔；3-厚度端面。

具体实施方式

实施例

本实用新型一种适用于齿轮齿面及齿根超声相控阵检测的对比试块1，包括试块1，所述试块1上分布有直径为1mm的横通孔2，横通孔2均为透孔，所述横通孔2为多个，多个横通孔2在试块1上沿水平方向排列布局，所述多个横通孔2之间的间距为20mm，且多个横通孔2距试块1一侧厚度端面3的距离均不同，所述多个横通孔为9个，从左至右分别为第一个横通孔2至第九个横通孔2，所述第一个横通孔距试块一侧厚度端面是6.5mm，第二个横通孔2距试块1一侧厚度端面3是13mm，第三个横通孔2距试块1一侧厚度端面3是19.5mm，第四个横通孔2距试块1一侧厚度端面3是是26mm，第五个横通孔2距试块1一侧厚度端面3是32.5mm，第六个横通孔2距试块1一侧厚度端面3是39mm，第七个横通孔2距试块1一侧厚度端面3是45.5mm，第八个横通孔2距试块1一侧厚度端面3是52mm，第九个横通孔2距试块1一侧厚度端面3是58.5mm，所述试块1是长度为200mm，宽度为100mm，厚度为25mm的试块1。

所述试块1的材质与待检齿轮材质相同。

所述试块1的表面粗糙度小于或等于1.6um。

本实施例中，实施齿轮的超声相控阵检测前，对仪器探头系统进行设置调整和检测灵敏度校准，因此试块1的设计需要满足一定的使用要求，多个横通孔2的水平间距为20mm，是因为在实际超声相控阵检测的超声声束均存在一定宽度，为了避免同一声束同时覆盖多个孔，对校准产生影响，所以设计20mm水平宽度，在试块1适用范围内，可避免相互影响；

本实施例中9个横通孔2距离试块1一侧厚度端面3距离均不相同，依次为6.5mm、13mm、19.5mm、26mm、32.5mm、39mm、45.5mm、52mm、58.5mm，横通孔2位置的不同是因为试块1的通用性，设计时以齿轮为40度齿顶角计算了探头放置在齿面一侧紧邻齿顶位置，以直探头检测对侧齿面时，最小的垂直深度约6.5mm，故以此作为基数，且以6.5mm作为增长幅度设计该试块1，最深为58.5mm为齿轮通用的最大检测深度不超过58.5mm。

本实施例采用低合金钢（碳钢和工具钢均可替代）与待测齿轮相同的材质制成，其中必要的加工要求为：

1）尺寸误差不大于±0.05mm；

2）试块1表面和横通孔2内表面的表面粗糙度不低于1.6um。

在使用时，制作距离-波幅曲线，在调完超声相控阵仪器的声速、灵敏度及延时后，开始制作距离-波幅曲线。

（1）在超声相控阵仪器上设置孔深，起点设置为深度6.5mm；

（2）将探头放置于试块1上第一个横通孔2（距离距试块1一侧厚度端面3是6.5mm）的正上方，左右轻微移动探头，找到该点的波幅最大值，在超声相控阵仪器上记录该点作为距离-波幅曲线起点，实际上记录了距离为6.5mm的波幅值。

（3）随后依次将探头放置于距离距试块1一侧厚度端面3为13mm、19.5mm、26mm、32.5mm、39mm、45.5mm、52mm、58.5mm的横通孔2正上方，左右轻微移动探头，找到波幅最大值，在仪器上记录该点作为距离-波幅曲线上的点（说明：可根据实际需要制作，不一定每次使用都把所有的点都测试一遍）。

（4）仪器自动根据测试点的距离和波幅值拟合出距离-波幅曲线；

（5）距离-波幅曲线制作完成，可供缺陷深度为0-58.5mm的齿轮检测使用。

技术特征：

1.一种适用于齿轮齿面及齿根超声相控阵检测的对比试块，包括试块，其特征在于，所述试块上分布有直径为1mm的横通孔，所述横通孔为多个，多个横通孔在试块上沿水平方向排列布局，所述多个横通孔之间的间距为20mm，且多个横通孔距试块一侧厚度端面的距离均不同；所述多个横通孔为9个，从左至右分别为第一个横通孔至第九个横通孔，所述第一个横通孔距试块一侧厚度端面是6.5mm，第二个横通孔距试块一侧厚度端面是13mm，第三个横通孔距试块一侧厚度端面是19.5mm，第四个横通孔距试块一侧厚度端面是是26mm，第五个横通孔距试块一侧厚度端面是32.5mm，第六个横通孔距试块一侧厚度端面是39mm，第七个横通孔距试块一侧厚度端面是45.5mm，第八个横通孔距试块一侧厚度端面是52mm，第九个横通孔距试块一侧厚度端面是58.5mm；所述试块是长度为200mm，宽度为100mm，厚度为25mm的试块。

2.根据权利要求1所述一种适用于齿轮齿面及齿根超声相控阵检测的对比试块，其特征在于，所述试块的材质与待检齿轮材质相同。

3.根据权利要求1所述一种适用于齿轮齿面及齿根超声相控阵检测的对比试块，其特征在于，所述试块的表面粗糙度小于或等于1.6um。

技术总结
本实用新型涉及超声波检测领域，具体涉及一种适用于齿轮齿面及齿根超声相控阵检测的对比试块，包括试块，其特征在于，所述试块上分布有直径为1mm的横通孔，所述横通孔为多个，多个横通孔在试块上沿水平方向排列布局，所述多个横通孔之间的间距为20mm，且多个横通孔距试块一侧厚度端面的距离均不同；能满足齿轮单齿齿根间距小于或等于58.5mm的齿面及齿根超声相控阵检测灵敏度校准的功能；可以用于齿轮缺陷定量评定，帮助检测人员进行数据解读。

技术研发人员：许正斌;郑准备;杨占君;周宁;张建伟;李梦阳
受保护的技术使用者：中国大唐集团科学技术研究院有限公司西北电力试验研究院
技术研发日：2019.08.19
技术公布日：2020.08.21