一种压力管道超声波无损检测装置的制作方法

1.本发明涉及管道质检技术领域，具体为一种压力管道超声波无损检测装置。


背景技术：

2.超声波检测是指使用超声波直接在金属件上检测内部缺陷的一种物理无损检测方法，超声波检测装置在检测时，通过超声波探头向金属件发出超声波，利用超声波的指向性和声波返回所需要的时间对缺陷进行定位，金属件内存在着诸如气泡和裂纹等金属缺陷，当超声波遇到不同的金属缺陷时，其反射的声波也会展现不同的物理声学现象，再将这些物理声学信号有超声波探头转换成高频电脉冲，就可以在显示屏上予以显示，最后根据反射探伤脉冲的特性对缺陷分析和定性。
3.压力管道通常有金属制成，自然也存在上述金属件中出现的金属缺陷，生产完成后通常也需要对压力管道进行质检，市面上常规的金属探伤仪多为手持超声波探伤仪，但金属管道有两个特性，一是金属管道尤其是压力金属管道多为圆形，二是金属管道通常较长，采用手持超声波探伤仪无疑造成工作效率差，浪费大量人力，如果能在压力管道的最后生产时也能够对压力管道同步检测便可以大量节省时间，根据压力管道通常为圆形的特点，可以围绕金属管道布置超声波探伤仪，但是探伤仪的探伤范围有限，若是采用围绕金属管道布置多个探伤仪的方式，这样不仅造价高昂，并且探伤仪信号源十分繁杂，导致检测人员容易出错，本发明通过使检测装置围绕压力管道旋转，并且在旋转的同时推动压力管道行进，使仅需要一组超声波探伤仪便可以对压力管道进行检测。
4.基于此，本发明设计了一种压力管道超声波无损检测装置，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种压力管道超声波无损检测，以解决上述背景技术中提出的探伤仪的探伤范围有限，若是采用围绕金属管道布置多个探伤仪的方式，这样不仅造价高昂，并且探伤仪信号也十分繁杂，导致检测人员容易出错，本发明通过使检测装置围绕压力管道旋转，并且在旋转的同时推动压力管道行进，使仅需要一组超声波探伤仪便可以对压力管道进行检测的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种压力管道超声波无损检测装置，包括固定架，所述固定架贯通有圆状的组装孔，所述组装孔的侧壁上开有环形的t形槽，所述组装孔的中央设置有与其拱轴线的安装环板，所述安装环板外侧壁环绕其轴线径向环形整列固定设置有与t形槽相配合的支撑臂，所述支撑臂的外端通过与其固定设置的凸块滑动设置在t形槽内壁，所述安装环板侧壁环绕其轴线径向环形阵列设置有多个角度轴，每个远离安装环板的所述角度轴一端通过与其端面固定设置的u型架转动设置有用于驱动管道的驱动轮，所述安装环板侧壁固定连接有电机，所述驱动轮与电机通过传动机构连接，所述安装环板侧壁径向滑动设置有多个与驱动轮相对应的滑动板，所述滑动板远离安装环板的一端上固定设置有超声波探测头。
7.作为本发明的进一步方案，所述安装环板上开有同步槽，所述滑动板与同步槽滑动连接，所述滑动板的上端固定设置有用于在没有管道时进行限位的限位块，所述安装环板外壁固定设置有与限位块相对应的l板，所述限位块与l板之间设置有施力弹簧，所述施力弹簧的两端分别固定设置在限位块和l板侧壁，所述滑动板靠近角度轴的侧壁设置有与角度轴轴线平行的减震板，所述减震板侧壁固定设置有用于保持减震板与角度轴同步位移的同步板，所述角度轴与同步板转动连接。
8.作为本发明的进一步方案，所述滑动板侧壁的所述安装环板外壁沿其轴线滑动设置有变位滑块，所述角度轴外侧通过与其轴向滑动的花键套转动设置在安装环板侧壁，所述花键套的外端固定连接有角度板，所述角度板上开有补偿槽，所述补偿槽内壁套设在固定设置在变位滑块侧壁的变位杆外壁，且当角度板转动时变位杆可在补偿槽内部滑动，所述限位块侧壁与变位滑块侧壁之间转动设置有分别与限位块和变位滑块转动连接的角度触发杆，所述角度轴外侧设置有用于无论在角度轴如何转角下均能驱动驱动轮转动的驱动机构。
9.作为本发明的进一步方案，所述驱动机构包括转动设置在角度轴侧壁的承接锥齿轮，所述角度轴侧壁固定设置有定位轴，所述定位轴上转动连接有与承接锥齿轮相啮合的定位锥齿轮，所述减震板侧壁转动设置有同步轴，所述同步轴上转动连接有与承接锥齿轮啮合的主动锥齿轮，所述定位锥齿轮和所述驱动轮均同轴固定设置有保持带轮，两个所述保持带轮外侧套设有保持皮带，所述主动锥齿轮和电机传动轴固定连接有主动带轮，所述同步轴与电机输出轴外端均同轴固定设置有主动带轮，多个所述动带轮外侧套设有同一根动力皮带。
10.作为本发明的进一步方案，多个所述滑动板的侧面均固定连接有重力杆，多个所述重力杆环形排列相交成一个正多边形，所述重力杆与在其与滑动板的连接处固定连接有防重力块，所述重力杆沿着与杆平行的方向中开有重力槽，所述重力槽套设在与其相邻的防重力块外壁。
11.作为本发明的进一步方案，所述滑动板侧壁开设有弹性槽，所述减震板沿着角度轴轴线滑动连接在弹性槽内壁，所述减震板外端侧壁与弹性槽之间设有补偿弹簧，所述补偿弹簧的两端分别固定设置在弹性槽和减震板侧壁。
12.作为本发明的进一步方案，靠近电机和与其相邻的两个主动带轮之间的所述动力皮带内侧均套设有用于涨紧皮带的压紧轮，所述压紧轮和所述减震板转动连接。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14.1.本发明通过在固定架上贯穿有圆状的组装孔，并在组装孔的侧壁上开有环状的t形槽，在组装孔内设置有安装环板，安装环板通过固定设置在其外部的支撑臂上的一号凸块与t形槽滑动连接，安装环板上设置有角度轴，角度轴的底部转动连接有驱动轮，驱动轮与组装孔的中心轴存在偏角，由固定在安装环板上的电机带动驱动轮的转动，安装环板上固定设置有电机，驱动轮与压力管道之间相互作用，使安装环板带动固定在其上的超声波探测头围绕压力管道进行检测，解决了探伤仪的探伤范围有限，采用围绕金属管道布置多个探伤仪的方式，不仅造价高昂，并且探伤仪信号也十分繁杂，导致检测人员容易出错的问题。
15.2.本发明通过滑动板与安装环板滑动连接，在滑动板上固定设置有限位块，在限
位块与固定设置在安装环板上的l板之间设有的施力弹簧，滑动板面向角度轴的一面设置有减震板，减震板面向角度轴的方向固定设置有同步板并与角度轴转动连接，这样即使管径发生变化时，驱动轮也能够紧贴与压力管道的表面，使检测装置的对压力管道的检测不会因为管道的管径发生变化而影响。
16.3.本发明通过当压力管道的管径发生变化的时候，限位块向径向向外运动，限位块拉动角度触发杆，角度触发杆拉动变位滑块，变位滑块沿着三号槽向靠近限位块的方向滑动，防重力块带动角度板向靠近限位块的方向转动，角度板带动花键套转动，花键套带动角度轴的转动，角度轴带动驱动轮的转动，使当管径变大时，行进轮与压力管道行进方向上的夹角也会变大，解决了因为管径变大时所造成压力管道探测不全面的问题。
附图说明
17.图1为本发明总体结构示意图；
18.图2为图1中a处得局部放大示意图；
19.图3为图1中b处得局部放大示意图；
20.图4为本发明前视结构示意图；
21.图5为图4中c处得局部放大示意图；
22.图6为图4中d处得局部放大示意图；
23.图7为图4中e处得局部放大示意图；
24.图8为图4中f处得局部放大示意图；
25.图9为滑动板与驱动轮的传动结构示意图；
26.图10为驱动轮在压力管道上的受力示意图。
27.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
28.固定架1，组装孔2，t形槽3，安装环板4，支撑臂5，凸块6，角度轴7，驱动轮8，电机9，滑动板10，超声波探测头11，同步槽12，限位块13，l板14，施力弹簧15，减震板16，同步板17，变位滑块19，花键套20，角度板21，补偿槽22，角度触发杆23，承接锥齿轮25，定位轴26，定位锥齿轮27，同步轴28，主动锥齿轮29，保持带轮30，保持皮带31，主动带轮32，动力皮带33，重力杆34，防重力块35，重力槽36，弹性槽37，补偿弹簧38，压紧轮39。
具体实施方式
29.请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种压力管道超声波无损检测装置，包括固定架1，固定架1贯通有圆状的组装孔2，组装孔2的侧壁上开有环形的t形槽3，组装孔2的中央设置有与其拱轴线的安装环板4，安装环板4外侧壁环绕其轴线径向环形整列固定设置有与t形槽3相配合的支撑臂5，支撑臂5的外端通过与其固定设置的凸块6滑动设置在t形槽3内壁，安装环板4侧壁环绕其轴线径向环形阵列设置有多个角度轴7，每个远离安装环板4的角度轴7一端通过与其端面固定设置的u型架转动设置有用于驱动管道的驱动轮8，安装环板4侧壁固定连接有电机9，驱动轮8与电机9通过传动机构连接，安装环板4侧壁径向滑动设置有多个与驱动轮8相对应的滑动板10，滑动板10远离安装环板4的一端上固定设置有超声波探测头11；
30.当压力管道在完成生产后，需要对压力管道进行检测，将压力管道输送至压力管
道超声波无损检测装置的组装孔2的中心处(如图1所示)并且与多组驱动轮8接触，(将驱动轮8的轴心落在一个平行与安装环板4前后端面的同心圆上，这样设置是为了每个驱动轮8对圆状的压力管道所施加的作用力的大小一致，防止压力管道因为检测装置的原因发生变形。)此时电机9带动驱动轮8转动，而驱动轮8与压力管道的行进方向存在偏角(和图3和图10所示，a指向为压力管道的行进方向，b指向为驱动轮8的转动指向，a角指的是a指向与b指向之间的夹角，此时压力管道受到前后夹具的作用而无法转动，当驱动轮8转动时，与压力管道的摩擦对驱动轮8产生了与a指向相反的作用力f，转动架便会带动滑动板10上的超声波探测头11围绕着压力管道转动检测，同时压力管道也是在a指向上直线运动)这样便解决了探伤仪的探伤范围有限，若是采用围绕金属管道布置多个探伤仪的方式，这样不仅造价高昂，并且探伤仪信号也十分繁杂，导致检测人员容易出错的问题。
31.本发明通过使检测装置围绕压力管道旋转，并且在旋转的同时推动压力管道行进，使仅需要一组超声波探伤仪便可以对压力管道进行全面检测，从而避免出现检测死角的问题出现。
32.作为本发明的进一步方案，安装环板4上开有同步槽12，滑动板10与同步槽12滑动连接，滑动板10的上端固定设置有用于在没有管道时进行限位的限位块13，安装环板4外壁固定设置有与限位块13相对应的l板14，限位块13与l板14之间设置有施力弹簧15，施力弹簧15的两端分别固定设置在限位块13和l板14侧壁，滑动板10靠近角度轴7的侧壁设置有与角度轴7轴线平行的减震板16，减震板16侧壁固定设置有用于保持减震板16与角度轴7同步位移的同步板17，角度轴7与同步板17转动连接；
33.在实际的工业生产中，一组生产线通过往往可以生产多种型号的压力管道，因此若是检测装置能够根据压力管道的粗细能够升降驱动轮8，使驱动轮8能够贴合不同型号的压力管道的外表面从而对压力管道进行检测，如图3、图6和图4所示，当压力管道的粗细发生变化时，驱动轮8受到压力管道径向向外的挤压力，驱动轮8带动角度轴7向径向向外移动，角度轴7通过与其转动连接的同步板17带动减震板16径向向外移动，减震板16带动滑动板10径向向外移动，这时施力弹簧15向固定于滑动板10上端的限位块13施加径向向内的弹力，(在滑动板10上方安装限位块13的目的是，当检测装置因为没有管道检测而处于空载的状态时，能够卡住同步槽12的上端，防止滑动板10从同步槽12的下端掉落，导致检测装置无法工作，)最终弹力作用于驱动轮8，这样即使管径发生变化时，驱动轮8也能够紧贴与压力管道的表面，使检测装置的对压力管道的检测不会因为管道的管径发生变化而影响。
34.作为本发明的进一步方案，滑动板10侧壁的安装环板4外壁沿其轴线滑动设置有变位滑块19，角度轴7外侧通过与其轴向滑动的花键套20转动设置在安装环板4侧壁，花键套20的外端固定连接有角度板21，角度板21上开有补偿槽22，补偿槽22内壁套设在固定设置在变位滑块19侧壁的变位杆外壁，且当角度板21转动时变位杆可在补偿槽22内部滑动，限位块13侧壁与变位滑块19侧壁之间转动设置有分别与限位块13和变位滑块19转动连接的角度触发杆23，角度轴7外侧设置有用于无论在角度轴7如何转角下均能驱动驱动轮8转动的驱动机构；
35.作为本发明的进一步方案，驱动机构包括转动设置在角度轴7侧壁的承接锥齿轮25，角度轴7侧壁固定设置有定位轴26，定位轴26上转动连接有与承接锥齿轮25相啮合的定位锥齿轮27，减震板16侧壁转动设置有同步轴28，同步轴28上转动连接有与承接锥齿轮25
啮合的主动锥齿轮29，定位锥齿轮27和驱动轮8均同轴固定设置有保持带轮30，两个保持带轮30外侧套设有保持皮带31，主动锥齿轮29和电机9传动轴固定连接有主动带轮32，同步轴28与电机9输出轴外端均同轴固定设置有主动带轮32，多个动带轮32外侧套设有同一根动力皮带33；
36.当以压力管道作为静止参照物的时候，检测装置上的超声波探测头11相当于围绕着压力管道做螺旋扫描，若是驱动轮8是固定不动的，即a角不发生变化，那么当压力管道的管径变化时，螺旋线给随着管径的变化作等比例变化，螺旋线的螺距也做等比例变化，当管径变大的时候，螺距也变大，而超声波探测头11的探测范围是有限的，当螺距的宽度大于超声波探测头11的探测范围时，管道上就会出现超声波探测头11探测不到的区域，就无法完成对管道的全面检测，如果想要对管道进行全面的探测，就必须保证上述螺距的宽度始终小于超声波探测头11的探测范围，如图7、图9和图10所示，当压力管道的管径变大的时候，限位块13向径向向外运动，限位块13拉动角度触发杆23，角度触发杆23拉动变位滑块19，变位滑块19沿着三号槽向靠近限位块13的方向滑动，防重力块35带动角度板21向靠近限位块13的方向转动，角度板21带动花键套20转动(在角度板21上开有补偿槽22使变位滑块19在补偿槽22中滑动的原因是，变位滑块19在通过带动角度板21的转动从而使花键套20转动的过程中，变位滑块19到花键套20中心轴的距离是发生变化的，在角度板21中开有补偿槽22防止了变位滑块19在带动角度板21的转动的时候发生卡死的现象)，花键套20带动角度轴7的转动(采用角度轴7与花键套20键连接，且角度轴7在花键套20中滑动的作用是在花键套20在带动角度轴7转动的同时不阻碍角度轴7带动驱动轮8沿压力管道的径向的移动)，角度轴7带动驱动轮8的转动(如图9所示通过在减震板16上固定同步轴28转动连接主动锥齿轮29，使用动力皮带33带动主动带轮32的转动带动主动锥齿轮29的转动，主动锥齿轮29带动承接锥齿轮25的转动，承接锥齿轮25带动定位锥齿轮27的转动，定位锥齿轮27与定位轴26转动连接，定位锥齿轮27会随着角度轴7的转动而同步转动，根据锥齿轮传动的特性，在定位锥齿轮27转动的时候并不会影响到锥齿轮之间的传动，从而保证了即使驱动轮8的转向发生变化的时候，该检测装置的传动过程依旧能够不受影响的稳步进行)，使a角变大，当a角变大的时候，螺旋线的螺距就会变小，综上，在采用上述装置的情况下，当管径变大时，a角会同步增大，因管径变大导致的螺距增大的现象会被因a角增大而抵消掉，从而保证了上述螺距始终在探测头的探测范围之内，使该检测装置始终能够对压力管道进行全面的检测。
37.作为本发明的进一步方案，多个滑动板10的侧面均固定连接有重力杆34，多个重力杆34环形排列相交成一个正多边形，重力杆34与在其与滑动板10的连接处固定连接有防重力块35，重力杆34沿着与杆平行的方向中开有重力槽36，重力槽36套设在与其相邻的防重力块35外壁；
38.在该检测装置对压力管道进行检测的时候，若是能够驱动轮8的径向运动同步进行，自然能够使该装置对管道检测的过程更加的稳定，如图4和图6所示，在重力槽36的约束下，防重力块35只能够在重力槽36中滑动，同时滑动板10在同步槽12的约束下只能够沿着同步槽12沿压力管道径向移动，同时重力杆34与防重力块35固定设置在滑动板10上，这样位于多边形各顶点到其几何中心的滑动板10会约束相邻之间的滑动板10，实现了滑动板10之间的同步运动，从而使驱动轮8在压力管道的径向实现了同步运动，提升了该检测装置对
管道检测的稳定性。
39.作为本发明的进一步方案，滑动板10侧壁开设有弹性槽37，减震板16沿着角度轴7轴线滑动连接在弹性槽37内壁，减震板16外端侧壁与弹性槽37之间设有补偿弹簧38，补偿弹簧38的两端分别固定设置在弹性槽37和减震板16侧壁；
40.当压力管道刚刚加工完成的时候，其表面经常会附着有金属残屑，而驱动轮8在压力管道的径向同步运动，这样当其中一个驱动轮8接触到金属残屑的时候，该驱动轮8会向外运动，同时也会带动其他的驱动轮8同步向外运动，这样其他的驱动轮8便会与压力管道之间产生间隙，这时驱动轮8便无法作用于压力管道表面，而超声波探测头11也会在一定程度上原理压力管道的表面，这样便会造成短期检测失效，为了避免这种现象的发生，如图9所示，当某一驱动轮8触碰到金属残屑的时候，角度轴7会带动同步板17向上运动，同步板17会带动减震板16在弹性槽37中滑动，同时在补偿弹簧38的顶压作用下，减震板16不会与滑动板10产生硬性碰撞，这样便避免了，在某一处驱动轮8在触碰金属残屑的时候带动滑动板10跳动的情况，当该驱动轮8越过金属碎屑后，在补偿弹簧38的顶压作用下，该驱动轮8回到原位置。
41.作为本发明的进一步方案，靠近电机9和与其相邻的两个主动带轮32之间的动力皮带33内侧均套设有用于涨紧皮带的压紧轮39，压紧轮39和减震板16转动连接；
42.在检测装置对压力管道检测的过程中，为了能够使动力皮带33始终能带动主动带轮32转动，如图2所示，在第二皮带所转动连接的第一个主动带轮32和最后一个主动带轮32的侧面设有的压紧轮39可以使动力皮带33与主动带轮32始终紧密接触，进一步的，由于常规皮带多为硬性皮带，而在压力管道的管径发生变化的时候，各个主动带轮32之间的距离也会发生变化，为了动力皮带33的长度始终能够满足传动的需要，如图8所示，当压力管道的管径变大时，在动力皮带33的拉力作用下，三号带轮43会带着三号滑块41向下滑动，放出多余的动力皮带33，当压力管道的管径变小时，三号滑块41会在三号弹簧42的弹力作用下向上滑动，将动力皮带33收紧，这样即使检测的压力管道的管径发生变化，依旧可以满足皮带传动的紧密型。