一种焊接转子的tofd超声波无损检测自定位夹具的制作方法

文档序号:8622510阅读:503来源:国知局
一种焊接转子的tofd超声波无损检测自定位夹具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于检测机器人领域,特别是一种焊接转子的TOFD超声波无损检测自定位夹具。
【背景技术】
[0002]转子是汽轮机的核心部件,其结构形式很多,如整锻转子、套装转子、焊接转子和组合转子等。与常规火电机组汽轮机转子相比,核电站汽轮机转子体积和重量都大,加工精度要求高,一般均采用焊接转子。
[0003]为保证焊接转子的质量,在制过程中、制备完成后、在役过程中均需要进行焊缝的TOFD (超声波衍射时差法)超声波检测,TOFD超声检测覆盖范围大,检测所需时间多。特别是在制备完成后及在役过程中,由于转子装有叶片,作业空间变得极其狭小。
[0004]目前,针对TOFD超声检测已经具有成熟的夹具和检测系统,但由于焊接转子应用场合的特殊情况,现有方案都无法在焊接转子上进行使用。
[0005]如专利申请号为201010248503.2,申请日期为2010年8月14日,名为“焊缝超声检测扫查装置”的实用新型专利;以及申请号为201310685223.1,申请日期为2013年12月13日,名为“厚壁接管焊缝超声检测装置”,这两个方案均可以夹持超声探头进行检测,但两个方案均没有设计定位装置,在焊接转子的检测中,不能固定扫查的位置,使整个扫查数据不可靠,不能应用于焊接转子场合。
[0006]又如专利申请号为201210192602.2,申请日期为2012年6月12日,名为“焊缝智能跟踪超声检测机器人及其软件分析系统”的实用新型专利,该实用新型介绍了一种根据视觉传感器和测厚超声探头进行定位的超声检测机器人,由于焊接转子焊缝被加工后,无法通过视觉传感器进行识别,并且焊接转子厚度固定不变,所以视觉和测厚的方法无法在焊接转子的检测中进行使用,不适合焊接转子场合的使用。
【实用新型内容】
[0007]为了克服【背景技术】中没有定位,或定位装置不适用于焊接转子的不足,本实用新型特提出一种新型的TOFD超声波无损检测自定位夹具。
[0008]为实现上述目的,本实用新型采用了以下技术方案:
[0009]一种焊接转子的TOFD超声波无损检测自定位夹具,所述夹具包括吸附式移动平台(1)、定位系统(2)、夹具滑轨(3)和自适应夹具(4);所述的吸附式移动平台(I)吸附在焊接转子(5)表面,并可沿焊接转子(5)圆周方向自由滑动;所述的定位系统(2)固定在吸附式移动平台(I)上,并与焊接转子(5)两侧壁面接触,实现轴向定位;所述夹具滑轨(3)至少为一个,并固定在吸附式移动平台(I)上;所述自适应夹具(4)安装在所述夹具滑轨(3)上,所述自适应夹具(4 )夹持TOFD检测楔块(6 ),使所述TOFD检测楔块(6 )与焊接转子(5 )表面接触。
[0010]进一步的,所述的吸附式移动平台(I)包括支撑架(7)、滚动轮(8)、滑块(9)、磁铁[10]和旋转编码器(11);滚动轮(8)与滑块(9)分别固定在支撑架(7)底部,工作时与焊接转子(5)表面接触,从而使吸附式移动平台(I)可沿焊接转子(5)圆周方向运动;磁铁(10)固定在支撑架(7)底部并与焊接转子(5)保持一定的距离,所述距离为1~5毫米间隙;从而使吸附式移动平台(I)吸附在焊接转子(5)表面;旋转编码器(11)与滚动轮(8)连接,检测滚动轮(8)的旋转圈数,根据旋转圈数计算并得出吸附式移动平台(I)与焊接转子(5)的相对位置。
[0011]进一步的,所述的定位系统(2)包括:固定支撑杆(12)、弹性支撑杆(13)、轴套
(14)、直线轴承(15)、固定环(16)、滚珠(17)、压缩弹簧(18)和手柄(19);轴套(14)、固定环(16)、直线轴承(15)固定在吸附式移动平台(I)的支撑架(7)上,轴套(14)和固定环(16)同轴安装,直线轴承(15)与轴套(14)平行安装;固定支撑杆(13)安装在轴套(14)和固定环(16)内,固定支撑杆(12)可沿轴套(14)轴向滑动,以调节定位距离;固定环(16)可在任意位置锁紧固定支撑杆(12)以阻止其滑动,锁紧方式包括抱紧、螺丝顶紧等;滚珠(17)安装在固定支撑杆(12)与弹性支撑杆(13)的末端,工作中与焊接转子(5)的壁面接触并相对其滚动;压缩弹簧(18)安装在直线轴承(15)与弹性支撑杆(13)之间,以使弹性支撑杆(13)末端的滚珠(17)顶紧壁面,从而实现轴向定位。
[0012]进一步的,所述的夹具滑轨(3)包括与吸附式移动平台(I)的支撑架(7)螺栓连接的安装接口( 20 )、安装自适应夹具(4 )的滑动槽(21),使自适应夹具(4 )可以沿滑动槽(21)滑动,从而调节自适应夹具(4)位置。
[0013]所述的自适应夹具(4)包括主支撑体(22)、滑块(23)、滑轨(24)、拉伸弹簧(25)、滑轨支撑体(26)和楔块夹持体(27);所述的主支撑体(22)安装在夹具滑轨(3)的滑动槽(21)上,可沿滑槽滑动并在任意位置锁紧,锁紧方式可以是螺栓锁紧、凸轮锁紧等;滑块
(23)安装在主支撑体(22)上;滑轨(24)安装在滑块(23)上,并可沿轨道方向滑动;滑轨支撑体(26)安装在滑轨(24)上,可随滑轨(24)滑动;含有销轴螺钉机构的楔块夹持体(27)安装在滑轨支撑体(26 )上,并可与其相对转动;拉伸弹簧(25 )安装在主支撑体(22 )与滑轨支撑体(26)之间,保持两者之间的弹力;由于自适应夹具(4)具有两个旋转自由度和拉伸弹簧的弹力作用,楔块与焊接转子之间可实现紧密贴合。
[0014]本实用新型的优点在于:
[0015]所述的焊接转子TOFD超声波无损检测自定位夹具,其作用为装夹tofd超声波无损检测楔块和探头,并依靠夹具末端的两个旋转自由度和弹簧弹力使楔块自动适应焊接转子表面角度,并与其紧密贴合;
[0016]所述的焊接转子TOFD超声波无损检测自定位夹具,可在定位系统作用下实现与焊接转子之间的轴向定位,从而使楔块可以准确地对准焊缝。
【附图说明】
[0017]图1本实用新型设计的焊接转子TOFD超声波无损检测自定位夹具正视图。
[0018]其中,I是吸附式移动平台,2是定位系统,3是夹具滑轨,4是自适应夹具,5是焊接转子,6是TOFD检测楔块
[0019]图2本实用新型设计的焊接转子TOFD超声波无损检测自定位夹具俯视图。
[0020]其中,I是吸附式移动平台,2是定位系统,3是夹具滑轨,4是自适应夹具,5是焊接转子
[0021]图3本实用新型设计的吸附式移动平台。
[0022]其中,7是支撑架,8是滚动轮,9是滑块,10是磁铁,11是旋转编码器
[0023]图4本实用新型设计的定位系统。
[0024]其中,12是固定支撑杆,13是弹性支撑杆,14是轴套,15是直线轴承,16是固定环,17是滚珠,18是压缩弹簧,19是手柄
[0025]图5本实用新型设计的夹具滑轨。
[0026]其中,20是安装接口,21是滑动槽
[0027]图6本实用新型设计的自适应夹具。
[0028]其中,6是TOFD检测楔块,22是主支撑体,23是滑块,26是滑轨支撑体,27是楔块夹持体。c
[0029]图7本发明设计的自适应夹具剖视图。
[0030]其中,6是TOFD检测楔块,22是主支撑体,2
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