一种汽轮机叶片无损检测装置的制作方法

本实用新型涉及汽轮机设备领域，具体地说是一种汽轮机叶片无损检测装置。

背景技术：

汽轮机叶片是火力发电机组的关键大型部件之一。叶片在工作时不仅要承受高速转动时离心力作用所产生的静应力和汽流作用的动应力，而且还承受腐蚀、高温、和冲蚀等环境因素影响，诸多因素的作用下容易引发叶片在叶身部位发生开裂以至造成断。断裂将导致机组停运造成极大的经济损失。

因此，需要对汽轮机叶片开展在役检测等检测技术。近年来运行机组发生的叶片叶身损坏的主要形式有：高温疲劳损坏、腐蚀疲劳损坏、应力腐蚀损坏等。这类损坏初期表面裂纹发生的部位主要在出汽边边缘，其检测主要是对表面缺陷进行检测。由于汽轮机磁探机提升力的不足，渗透探伤方法对叶身表面光洁度要求高，检测工艺耗时较长，要求检测人员长时间接触有害物质，无法满足不了对叶身全面积的检测。

技术实现要素：

为了控制热处理后的汽轮机叶片的内在缺陷，避免因原材料缺陷造成的加工成本加大问题，本实用新型提供一种汽轮机叶片无损检测装置，可以避免上述问题的发生。可以有效地发现其宏观缺陷或大部分微观缺陷，对汽轮机的安全性与经济性具有重大的意义。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种汽轮机叶片无损检测装置，包括一底板，所述底板上安装有双向夹持机构，在底板上连接有一外延板，所述外延板端部设有一外竖板，所述外竖板上安装有一外横板，所述外横板上设有超声导波组件，所述超声导波组件包括探头套环、低频超声探波仪及用于控制和数据采样的计算机，所述探头套环连接有低频超声探波仪，低频超声探波仪连接有计算机。其中低频超声探波仪固定在外延板上。所述双向夹持机构包括一导轨，所述导轨中部设有一中心转轴，在导轨上滑动配合有第一滑块与第二滑块，所述第一滑块与第二滑块分别处于中心转轴两侧，在第一滑块上安装有第一夹持板，在第二滑块上安装有第二夹持板，所述第一夹持板通过螺栓固定连接在第一滑块上，在第一夹持板上安装有夹持竖板，所述夹持竖板上设有用于支撑汽轮机叶片的承托板，所述承托板一侧设有夹持侧板，在第一夹持板一侧设有一弧形外板，所述弧形外板上设有一安装孔，所述安装孔内通过安装螺栓安装有拨动轮，在中心转轴上安装有双向拨叉，所述双向拨叉的拨叉口内配合有拨动轮，在第一夹持板一侧连接有驱动机构。

进一步地，所述夹持竖板上设有通孔，所述通孔内安装有导向杆，所述导向杆两端安装有螺母，在两个夹持竖板之间设有弹簧。

进一步地，所述驱动机构包括第一气缸、连接板、连接头及第一安装柱，第一夹持板上安装有第一安装柱，所述第一安装柱连接有连接头，所述连接头连接有连接板，所述连接板连接有第一气缸，所述气缸固定在底板上。

进一步地，在导轨端部通过固定螺栓安装有限位板，所述限位板上设有一橡胶柱，所述橡胶柱与防碰柱相配合，所述防碰柱安装在第二夹持板端部。

进一步地，在底板一侧设有转动卸料机构，在夹持侧板上设有用于辅助卸料的卡位推动机构。

进一步地，所述卡位推动机构包括第二气缸，所述第二气缸安装在夹持侧板上，所述第二气缸连接有一推动杆，所述推动杆连接有一下托板，所述下托板连接有一半圆托柱，所述半圆托柱与后半圆槽相配合。

进一步地，所述转动卸料机构包括一主架体，所述主架体上侧设有一转动电机，所述转动电机连接有一转动杆，所述转动杆连接有夹持爪机构。

进一步地，所述夹持爪机构包括一驱动气缸，所述驱动气缸安装在固定板上，所述固定板两端分别转动连接有第一弧形板与第二弧形板，第一弧形板的中部铰接有第一连板，第二弧形板的中部铰接有第二连板，所述驱动气缸的伸缩杆端部设有推板，所述推板两侧转动连接有第一连板与第二连板，在第一弧形板与第二弧形板端部分别安装有第一固定卡板与第二固定卡板。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型根据汽轮机叶片的形状实现叶片的夹持与固定，并通过超声导波组件实现叶片上裂痕的检测，在通过转动卸料机构实现汽轮机叶片的转动卸料，整个装置小巧，实现了汽轮机叶片的自动化检测卸料，降低人工成本，避免叶片断裂导致的机组停运造成极大的经济损失。

附图说明

图1为汽轮机叶片的三维结构示意图；

图2为本实用新型的三维结构示意图；

图3为双向夹持机构的主视图；

图4为双向夹持机构的三维结构示意图；

图5为探头套环的剖视图；

图6为双向夹持机构的俯视图；

图7为本实用新型添加有转动取件机构的结构示意图；

图8为图7中A处的局部放大图；

图9为夹持爪机构的三维结构示意图；

图10为夹持爪机构的主视图；

具体实施方式

如图1所示，汽轮机叶片1是汽轮机的核心关键零件，是汽轮机的心脏，安装在转子叶轮或转鼓上，接受喷嘴叶栅射出的高速汽流，把蒸汽的动能转换为机械能，使转子旋转。所述汽轮机叶片包括叶根11、叶身12及叶冠13，叶身连接有叶根与叶冠，在叶根上设有前半圆槽14与后半圆槽15。

叶身是叶片的基本工作部分，又称为叶身型面，叶身结构复杂，多为扭转自由曲面。叶片通过叶根牢靠地固定在叶轮上，保证在任何条件下叶片不会松动。叶片外端的固定则称为叶冠。汽轮机的叶冠部分通常装有围带，它将若干个叶片联接成叶片组。

如图2所示，一种汽轮机叶片无损检测装置，包括一底板21，所述底板上安装有双向夹持机构3，该双向夹持机构用于夹持汽轮机叶片的叶根11。在底板上连接有一外延板22，所述外延板端部设有一外竖板23，所述外竖板上安装有一外横板24，所述外横板上设有超声导波组件5，所述超声导波组件包括探头套环51、低频超声探波仪52及用于控制和数据采样的计算机。

探头套环51由一组并列的等间隔的换能器阵列组成，超声导波的激发方式包括压电换能器、电磁-超声换能器和磁致伸缩换能器，组成阵列的换能器数量取决于管径大小和使用的波型，换能器阵列绕管子周向布置。探头套环的结构可以是一分为二，用螺丝固定以便于装拆，或者是柔性探头套环(充气式探头套环)，采用内置气泵靠空气压力保证探头与管体充分接触，也有的磁致伸缩换能器采用环氧树脂胶粘接。接触探头套环的管子表面需要进行清理但无需耦合剂，除安放探头套环的位置外，无需在清除和复原大面积包覆层或涂层上花费功夫，不开挖、不拆保温层，从而大大减少了为接近管道所需要的各项费用，降低了检测成本，这也是超声导波检测的优点之一。因此可应用于常规超声检测难以接近的区域，如有管夹、支座、套环的管段，套管、穿公路、过河等埋地管线、水下管线，以及交叉路面下或桥梁下的管道等。

所述探头套环51连接有低频超声探波仪52，低频超声探波仪52连接有计算机。其中低频超声探波仪52固定在外延板上。

方案优化设计，所述探头套环包括一伸缩气囊511，所述伸缩气囊内壁环形阵列有若干换能器512，在伸缩气囊上设有一充吸气口513可实现对伸缩气囊的充气及抽气。

在双向夹持机构3一侧连接有驱动机构4。通过驱动机构带动双向夹持机构动作实现汽轮机叶片的夹持。

所述双向夹持机构3包括一导轨31，所述导轨中部设有一中心转轴315，在导轨上滑动配合有第一滑块32与第二滑块33，所述第一滑块32与第二滑块分别处于中心转轴两侧，在第一滑块上安装有第一夹持板34，在第二滑块上安装有第二夹持板35，所述第一夹持板与第二夹持板形状相同，安装位置有所不同，现以第一夹持板为例进行分析。

所述第一夹持板34通过螺栓固定连接在第一滑块上，在第一夹持板上安装有夹持竖板36，所述夹持竖板上设有用于支撑汽轮机叶片的承托板311，所述承托板一侧设有夹持侧板310。

在第一夹持板一侧设有一弧形外板312，所述弧形外板上设有一安装孔，所述安装孔内通过安装螺栓313安装有拨动轮314。

在中心转轴315上安装有双向拨叉316，所述双向拨叉的拨叉口内配合有拨动轮314。

在第一夹持板一侧连接有驱动机构4。

这样当驱动机构驱动第一夹持板沿着导轨31移动时，在双向拨叉及拨动轮的作用下，第二夹持板也沿着导轨移动。第一夹持板与第二夹持板的相向运动，使得位于夹持竖板36上的夹持侧板310得以夹持叶根11。

方案优化设计，所述夹持竖板上设有通孔，所述通孔内安装有导向杆37，所述导向杆两端安装有螺母39。在两个夹持竖板之间设有弹簧38。

在没有外力的作用下，利用弹簧的回复力可实现两个夹持侧板的分离。

所述驱动机构包括第一气缸41、连接板42、连接头43及第一安装柱44，第一夹持板上安装有第一安装柱44，所述第一安装柱连接有连接头，所述连接头连接有连接板，所述连接板连接有第一气缸，所述气缸固定在底板21上。

为了避免第一夹持板、第二夹持板沿着导轨移动距离过长，造成滑块脱离。在导轨端部通过固定螺栓62安装有限位板61，所述限位板上设有一橡胶柱63，所述橡胶柱与防碰柱64相配合，所述防碰柱安装在第二夹持板端部。

为了方便汽轮机叶片检测完后的卸料，在底板一侧设有转动卸料机构8，在夹持侧板310上设有用于辅助卸料的卡位推动机构7。

所述卡位推动机构7包括第二气缸71，所述第二气缸安装在夹持侧板上，所述第二气缸连接有一推动杆72，所述推动杆连接有一下托板72，所述下托板连接有一半圆托柱74，所述半圆托柱与后半圆槽15相配合。通过第二气缸伸缩杆的伸出，可利用半圆托柱与后半圆槽15的配合将汽轮机叶片后移一定距离，方便转动卸料机构的夹持。

所述转动卸料机构包括一主架体81，所述主架体上侧设有一转动电机82，所述转动电机连接有一转动杆83，所述转动杆连接有夹持爪机构9。

所述夹持爪机构包括一驱动气缸91，所述驱动气缸安装在固定板92上，所述固定板两端分别转动连接有第一弧形板93与第二弧形板94，第一弧形板的中部铰接有第一连板96，第二弧形板的中部铰接有第二连板97，所述驱动气缸的伸缩杆端部设有推板95，所述推板两侧转动连接有第一连板与第二连板，在第一弧形板与第二弧形板端部分别安装有第一固定卡板98与第二固定卡板99。通过驱动气缸的伸缩，能够带动第一固定卡板与第二固定卡板的位置移动，从而实现汽轮机叶片的夹持与松开。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。