一种透平压缩机叶片的探伤测试系统的制作方法

本发明涉及一种探伤测试系统，尤其的涉及一种透平压缩机叶片的探伤测试系统，属于透平压缩机制备技术领域。

背景技术：

透平压缩机，是用来提高气体压力和输送气体的机械，是具有高速旋转叶轮的动力式压缩机，其依靠旋转叶轮与气流间的相互作用力来提高气体压力，同时使气流产生加速度而获得动能，然后气流在扩压器中减速，将动能转化为压力能，进一步提高压力，在压缩过程中气体流动是连续的。其广泛用于各种工艺过程中输送空气和各种气体，并提高其压力，同时气体温度也相应提高。经过多级组合，也有中间冷却的多段组合，甚至多缸组合压缩获得气体所需要的最终压力。透平压缩机中的叶轮是整个设备最为重要的部件，当压缩机在设计工况下运行时，气流在流道中流动顺畅，与几何尺寸配合良好，气流方向与叶片的几何安装角相一致，这时的压缩机各级工作协调，整机效率高。而当叶片存在损伤时，会使压缩机在运行过程中气流流动不正常，导致压缩机性能极大的降低，严重时还会出现压缩机转子和静子经受交变应力作用而断裂，使级间压力失常而引起强烈振动。导致密封及推力轴承损坏；使运动元件和静止元件相碰，造成严重事故。

透平压缩机中叶片在高速旋转下，易产生断口和裂纹等损伤问题。在透平压缩机的实际使用过程中，由于透平压缩机叶片进气口端受杂质冲击，以及叶片根部受腐蚀等引起材料表面产生微观缺陷，最终导致叶片在反复扭转力的作用下产生疲劳断裂。由此，为了保证透平压缩机稳定运行，需要精准的获取叶片检测数据。

目前，在对叶片进行探伤测试时，需通过人工手动方式对转子进行超声波检测，耗费大量的人力和物力，这不仅劳动强度大，检测周期较长，而且针对已完成叶片装配的转子在役检测时，人工检测方式则无法实施。

于2015年12月30日公开了一种公开号cn204925043u，专利名称为“探伤机械人”的发明专利，该探伤机械人包括机器人、扫查架、模组、电气控制系统、超声检测主机、滚轮架和操作机，机器人包括机器人本体、机器人控制柜及机器人示教器，实现了探伤数据的记录及空间坐标位置的标记。由于该结构无法对透平压缩机中叶片待检表面布置检测探头，而无法完成检测面的覆盖检测，故不适用于透平压缩机中叶片的工件外形及规格。

于2017年05月10日公开了一种公开号cn106662553a，专利名称为“涡轮转子盘的叶片槽部的超声波探伤方法以及装置”的发明专利，该装置公开了超声波探伤、相控阵探头、探头支承装置、弹性构件、高度调整部、臂和台车等部件，能够变更检查范围的深度。该专利利用相控阵法来检查用于将设于涡轮的转子盘上的涡轮叶片固定的叶片槽部，探头仅为相控阵探头，在使用时，存在一定的局限性，应用范围较窄。

技术实现要素：

本发明旨在克服现有技术的不足，而提出了一种透平压缩机叶片的探伤测试系统。本探伤测试系统通过底座、支撑装置、检测装置、多关节机械手及校准装置等的设置，解决现有技术中叶片探伤测试受限等问题；本探伤测试系统可实现对不同规格型号透平压缩机叶片的在制和在役检测，保证检测区域的可达性及全面覆盖；本探伤测试系统准确度高，操作方便，适用范围广，且能有效降低劳动强度，提高生产效率。

为了实现上述技术目的，提出如下的技术方案：

一种透平压缩机叶片的探伤测试系统，包括底座及设置在底座上的支撑装置和检测装置，底座包括多个底座单元，底座单元之间为拼装式连接；

支撑装置包括竖向设置的支杆、滑套和液压伸缩件，支杆通过可拆卸方式固定在底座单元上，支杆上部设有上限位块，下部设有下限位块，滑套套设在上限位块与下限位块之间；滑套包括滑套ⅰ和滑套ⅱ，滑套ⅰ设置在滑套ⅱ上方，滑套ⅰ通过连接杆与液压伸缩件连接，液压伸缩件另一端与滑套ⅱ连接，液压伸缩件上设有泄油阀；

检测装置包括检测探头和测距传感器，检测探头上方设有码盘，码盘通过伸缩连接件与检测探头连接；测距传感器设置在检测探头两侧，且测距传感器通过伸缩连接件与检测探头连接；检测探头通过多关节机械手与滑套ⅰ连接，检测探头设置在多关节机械手端部，且检测探头与多关节机械手之间设有伸缩连接件；

底座单元上还设有校准装置，校准装置包括多关节机械手及设置在多关节机械手端部的色标传感器，色标传感器通过伸缩连接件与多关节机械手连接。

进一步的，所述底座的底部设有滑动机构。

进一步的，所述滑动机构包括导轨，导轨连有驱动装置。

进一步的，所述驱动装置为电机，且在驱动装置与底座之间设有减速器。

进一步的，所述滑动机构包括滑轮，滑轮为带刹万向轮。

进一步的，所述可拆卸方式包括螺栓连接和卡扣连接。

进一步的，所述检测探头为超声相控阵探头。

进一步的，所述测距传感器为紫外测距传感器或激光测距传感器。

进一步的，所述多关节机械手为四自由度的机器人或六自由度的机器人，根据透平压缩机装配产品及空间要求，多关节机械手可选择不同尺寸不同自由度的机器人。

进一步的，所述支杆、上限位块及下限位块三者一体成型设置。

所述探伤测试系统还包括信号接收器、分析中心和远程控制器，信号接收器与检测探头、测距传感器、码盘及色标传感器连接，信号接收器与分析中心连接，分析中心与远程控制器连接；且分析中心连有显示屏和报警器。探伤测试信号的接收、处理和反馈，以及远程控制等，均为现有成熟技术中的探伤测试信号加工处理技术。

采用本技术方案，带来的有益技术效果为：

1）在本发明中，探伤测试系统通过底座、支撑装置、检测装置、多关节机械手及校准装置的设置，解决现有技术中叶片探伤测试受限等问题；本探伤测试系统可实现对不同规格型号透平压缩机叶片的在制和在役检测，保证检测区域的可达性及全面覆盖；本探伤测试系统准确度高，操作方便，适用范围广，且能有效降低劳动强度，提高生产效率。

2）在本发明中，拼装式底座的设置，便于整套探伤测试系统的运输、安装和收捡，以及方便支撑装置、检测装置等组装，进而扩大对叶片的检测范围；

3）在本发明的支撑装置中，支杆、滑套和液压伸缩件等的设置，保证多关节机械手能稳定、可控的上下移动，进而提高叶片探伤测试工序的效率和质量；

4）在本发明的检测装置中，伸缩连接件的设置，保证检测探头、码盘、测距传感器及色标传感器具有具有弹性伸缩的自由度，保证多关节机械手展开到位时，多关节机械手端部与待检叶片的待检面柔性接触，并逐渐达到适应的压力范围，从而实现检测探头等与待检面之间理想贴合，同时，伸缩连接件的弹性伸缩自由度还可降低多关节机械手展开时对自由度的运动精度要求。检测探头两侧设有测距传感器，根据测距传感器的距离测试，精准的完成多关节机械手展开和收回，进而进行检测探头的移动，提高检测工艺的稳定性；

5）在本发明中，校准装置包括多关节机械手及设置在多关节机械手端部的色标传感器，色标传感器在检测叶片上相应位置标记，以标记位置作为检测周向零点，并向码盘反馈位置信息，互相矫正而合成准确的周向相对扫查位置。其中，码盘记录细分角度，校准装置作用为待检叶片每旋转一周，则对细分角度归零；

6）在本发明中，滑动机构的设置，提高多关节机械手的可达性，便于检测探头的全面覆盖；

7）在本发明中，多关节机械手为四自由度的机器人或六自由度的机器人，便于驱使检测探头、码盘、测距传感器及色标传感器，提高检测探头等可到达范围，进而促使探伤测试系统结果的准确性和全面性。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图2为本发明中检测装置结构示意图

图3为本发明中探伤测试信号传递逻辑连接示意图

图中，1、底座，11、底座单元；2、支撑装置，21、支杆，22、滑套ⅰ，23、滑套ⅱ，24、液压伸缩件，25、上限位块，26、下限位块，27、连接杆，28、泄油阀；3、检测装置，31、检测探头，32、测距传感器，33、码盘，34、伸缩连接件；4、多关节机械手；5、校准装置，51、色标传感器；6、滑动机构，7、信号接收器，8、分析中心，9、远程控制器，10、显示屏，11、报警器。

具体实施方式

下面通过对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-2所示：一种透平压缩机叶片的探伤测试系统，包括底座1及设置在底座1上的支撑装置2和检测装置3，底座1包括多个底座单元11，底座单元11之间为拼装式连接；

支撑装置2包括竖向设置的支杆21、滑套和液压伸缩件24，支杆21通过可拆卸方式固定在底座单元11上，支杆21上部设有上限位块25，下部设有下限位块26，滑套套设在上限位块25与下限位块26之间；滑套包括滑套ⅰ22和滑套ⅱ23，滑套ⅰ22设置在滑套ⅱ23上方，滑套ⅰ22通过连接杆27与液压伸缩件24连接，液压伸缩件24另一端与滑套ⅱ23连接，液压伸缩件24上设有泄油阀28；

检测装置3包括检测探头31和测距传感器32，检测探头31上方设有码盘33，码盘33通过伸缩连接件34与检测探头31连接；测距传感器32设置在检测探头31两侧，且测距传感器32通过伸缩连接件34与检测探头31连接；检测探头31通过多关节机械手4与滑套ⅰ22连接，检测探头31设置在多关节机械手4端部，且检测探头31与多关节机械手4之间设有伸缩连接件34；

底座单元11上还设有校准装置5，校准装置5包括多关节机械手4及设置在多关节机械手4端部的色标传感器51，色标传感器51通过伸缩连接件34与多关节机械手4连接。

实施例2

在实施例1的基础上，更进一步的：

所述底座1的底部设有滑动机构6。

所述滑动机构6包括导轨，导轨连有驱动装置。

所述驱动装置为电机，且在驱动装置与底座1之间设有减速器。

实施例3

在实施例2的基础上，本实施例区别在于：

所述滑动机构6包括滑轮，滑轮为带刹万向轮。

实施例4

在实施例2-3的基础上，更进一步的：

所述可拆卸方式为螺栓连接。

实施例5

在实施例4的基础上，更进一步的：

所述检测探头31为超声相控阵探头。

所述测距传感器32为激光测距传感器32。

所述多关节机械手4为四自由度的机器人，根据透平压缩机装配产品及空间要求，多关节机械手4可选择不同尺寸不同自由度的机器人。

实施例6

在实施例5的基础上，本实施例区别在于：

所述检测探头31为超声相控阵探头。

所述测距传感器32为激光测距传感器32。

所述多关节机械手4为六自由度的机器人，根据透平压缩机装配产品及空间要求，多关节机械手4可选择不同尺寸不同自由度的机器人。

所述支杆21、上限位块25及下限位块26三者一体成型设置。

实施例7

在实施例1的基础上，更进一步的：

如图3所示：所述探伤测试系统还包括信号接收器7、分析中心8和远程控制器9，信号接收器7与检测探头31、测距传感器32、码盘33及色标传感器51连接，信号接收器7与分析中心8连接，分析中心8与远程控制器9连接；且分析中心8连有显示屏10和报警器11。探伤测试信号的接收、处理和反馈，以及远程控制等，均为现有成熟技术中的探伤测试信号加工处理技术。