适应不同管径的旋转式超声波探伤装置的制作方法

1.本发明涉及一种适应不同管径的旋转式超声波探伤装置，属于超声波探伤技术领域。


背景技术：

2.超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小，钢管在生产后，为了避免钢管表面有缺陷对使用中的影响，常采用超声波探伤装置对钢管表面进行探伤处理。
3.现有的用于钢管的超声波探伤装置，主要是通过管材螺旋前进而超声波探头不动以及超声波探头旋转管材直线前进两种方式，而在应用于超声波探头旋转棺材直线前进探伤处理的过程中，为了保证超声波探头对管材便面探伤的准确性，需要使旋转的超声波探头与管材处于同轴设置，从而实现超声波探头处于不同位置时与管材表面的距离相同，因此当管材直径发生变化时，需要对超声波探头的位置进行调整，以使超声波探头与变化后管材处于同轴，而现有的对超声波探头调节的方式，普遍是通过对探头本身的位置进行调整，探头在上下调整的过程中，为了保证较高的精度，需要对其管材直径进行精准测量，然后再进行一系列的调整，调整过程较为麻烦且效率低。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种调节方式简单且效率高的适应不同管径的旋转式超声波探伤装置。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适应不同管径的旋转式超声波探伤装置，包括进料输送架、出料输送架和检测外框，所述进料输送架与出料输送架出架一体连接，进料输送架与出料输送架上均设有用于输送钢管的料辊，所述检测外框设置在进料输送架与出料输送架之间，且检测外框内设有与进料输送架靠近的出液支架以及与出料输送架靠近的检测支架，所述进料输送架的两侧还设有若干个限位挡板，进料输送架的内部设有调节限位挡板沿料辊长度方向移动的若干个螺杆调节机构，所述检测外框内安装有调节出液支架和检测支架竖向移动的升降调节机构，且所述升降调节机构与螺杆调节机构之间连接有传动机构，所述检测外框的顶部安装有驱动升降调节机构工作的第一电机，其中所述第一电机通过传动机构带动升降调节机构与螺杆调节机构同步工作。
6.优选的，所述进料输送架与出料输送架顶面均设有用于料辊安装的输送凹槽，且位于进料输送架上的输送凹槽顶面两侧对称开设有用于限位挡板滑动的通槽，所述限位挡板两侧面与通槽两对称侧壁贴合，且限位挡板紧贴钢管的一侧面两端设有倒角。
7.优选的，所述螺杆调节机构包括转动连接在进料输送架内部的双头螺杆以及安装在双头螺杆一端的蜗轮，所述双头螺杆两端螺纹相反，且位于进料输送架两侧的限位挡板
底端均螺纹套在双头螺杆的外侧。
8.优选的，所述升降调节包括设在检测外框内的四个升降丝杠以及同步连接四个升降丝杠顶端的链轮传动件，所述检测外框的两侧壁均固定连接有支撑升降丝杠底端的u型架，所述升降丝杠的底端贯穿u型架并与u型架通过轴承转动连接，且其中一组所述升降丝杠与第一电机相连接。
9.优选的，所述传动机构包括与多个蜗轮啮合连接的蜗杆以及连接蜗杆与其中一组升降丝杠端部的齿轮传动件，所述蜗杆的一端转动连接在进料输送架内壁中、另一端贯穿u型架的一端并转动连接在u型架的另一端上。
10.优选的，所述出液支架与检测支架均呈圆环状，且出液支架与检测支架同轴设置，出液支架的内部设有喷嘴，检测支架的内部设有检测探头。
11.优选的，所述检测支架与出液支架的两侧面均向外延伸有凸块，且凸块的中部设有供升降丝杠穿过的螺孔。
12.优选的，所述出液支架与检测支架的内部转动连接有同一个转动内环，且所述出液支架与检测支架之间的转动内环外侧面固定连接有外齿轮，所述储液支架与检测支架的顶部之间安装有电机支架，所述电机支架上安装有连接外齿轮的第二电机。
13.优选的，所述电机支架的顶部对应外齿轮处开设有缺口，所述第二电机的输出轴固定连接有主齿轮，所述主齿轮的底端穿过缺口与外齿轮啮合。
14.优选的，所述检测探头与喷嘴均呈环形阵列设置有至少四个，其中所述出液支架的顶部安装有连接多个喷嘴的进液管。
15.本发明具有积极的效果：（1）本发明的旋转式超声波探伤装置通过在进料输送架两侧设置限位挡板，限位挡板由螺杆调节机构、传动机构和升降调节与出液支架和检查支架同步连接，从而在对不同管径的钢管输送探伤时，能够由升降调节机构、传动机构和螺杆调节机构带动进料输送架两侧的限位挡板移动，实现对钢管的限位格挡，避免钢管在移动的过程中从料辊上脱离或偏转，同时限位挡板移动时，还同步带动出液支架和检测支架的同步升降，实现将出液支架和检测支架与钢管保持同轴，进而在检测的过程中，能够更好地对钢管进行探伤检测，无需单独对检测支架与出液支架进行调节即可实现检测支架与管材的同轴设置，调节方式简单且效率高，适应不同直径的管材进行连续探伤检测；此外检测支架与出液支架同轴设置，并由同一个转动内环带动，进而能够由第二电机同时带动出液支架和检测支架的工作，使检测支架内的检测探头工作时，能够保证检测的钢管表面被出液支架内喷嘴喷出的耦合剂溶液覆盖，进而确保检测的准确性。
16.（2）本发明的旋转式超声波探伤装置参照物伤方位即样管刻伤位置前进方向；通过设置探头的起点到定位喷标位置，喷嘴按布置方向设置，程序根据转速、探头间的距离、布置方位、前进螺距、探头的工作频率、声速算出每个探头镜片通过折射后的伤前进方向位置，传输到对应喷标方位来实现周向方位上喷标，可以实现超声波自动探伤定位喷标。
附图说明
17.图1为本发明实施例的结构示意图；图2为本发明实施例的另一视角结构示意图；
图3为本发明实施例的进料输送架的结构示意图；图4为本发明实施例的进料输送架顶部剖视时的结构示意图；图5为本发明实施例的进料输送架侧边剖视时的结构示意图；图6为本发明实施例的进料输送架主视图；图7为本发明实施例的检测支架与出液支架结构示意图；图8为本发明实施例的检测支架与出液支架剖视图。
18.上述附图标记如下：1、进料输送架；2、出料输送架；3、检测外框；4、输送凹槽；5、第一电机；6、进液管；7、料辊；8、通槽；9、限位挡板；10、出液支架；11、检测支架；12、u型架；13、升降丝杠；14、链轮传动件；15、第二电机；16、齿轮传动件；17、蜗杆；18、双头螺杆；19、喷嘴；20、检测探头；21、转动内环；22、外齿轮；23、电机支架。
具体实施方式实施例
19.参照图1～4，本实施例的适应不同管径的旋转式超声波探伤装置，包括进料输送架1、出料输送架2和检测外框3，进料输送架1与出料输送架2出架一体连接，进料输送架1与出料输送架2上均设有用于输送钢管的料辊7，料辊7两端向中心直径逐渐减小，以适应不同直径的管材输送。检测外框3设置在进料输送架1与出料输送架2之间，且检测外框3内设有与进料输送架1靠近的出液支架10以及与出料输送架2靠近的检测支架11，出液支架10位于检测支架11之前，以实现检测前对管材表面喷洒耦合剂溶液，进料输送架1的两侧还设有若干个限位挡板9，相邻两个料辊7之间一侧设有一个，进料输送架1的内部设有调节限位挡板9沿料辊7长度方向移动的若干个螺杆调节机构，一个螺杆调节机构调节相对称的两个限位挡板9，检测外框3内安装有调节出液支架10和检测支架11竖向移动的升降调节机构，且升降调节机构与螺杆调节机构之间连接有传动机构，检测外框3的顶部安装有驱动升降调节机构工作的第一电机5，第一电机5为伺服电机，能够正反转。其中第一电机5通过传动机构带动升降调节机构与螺杆调节机构同步工作，从而实现第一电机5工作，带动限位挡板9、出液支架10和检测支架11三者的同时工作，且三者工作时移动的距离也相同。
20.参照图1～4，进料输送架1与出料输送架2顶面均设有用于料辊7安装的输送凹槽4，输送凹槽4的中间向下凹陷，以方便料辊7安装，且位于进料输送架1上的输送凹槽4顶面两侧对称开设有用于限位挡板9滑动的通槽8，限位挡板9在通槽8内滑动，能够在不影响料辊7工作的同时，实现对料辊7上管材的限位，限位挡板9两侧面与通槽8两对称侧壁贴合，保证限位挡板9滑动时的稳定，且限位挡板9紧贴钢管的一侧面两端设有倒角，方便管材在限位挡板9内的运输，避免对管材输送时影响，同时限位挡板9与管材接触的侧面上安装有压力感应器，能够在限位挡板9与管材接触时进行感应，从而避免限位挡板9继续移动，同时为了配合对第一电机5的控制，还可以安装控制器以实现与压力感应器与第一电机5的电连接，在压力感应器感应后，由控制器控制柜第一电机5的停止。
21.参照图3～6，螺杆调节机构包括转动连接在进料输送架1内部的双头螺杆18以及安装在双头螺杆18一端的蜗轮，位于进料输送架1两侧的限位挡板9底端均螺纹套在双头螺
杆18的外侧，双头螺杆18两端螺纹相反，以保证双头螺杆18工作时，上方的两个限位挡板9移动相反的方向，进而实现向管材靠拢或远离。
22.参照图3～6，升降调节包括设在检测外框3内的四个升降丝杠13以及同步连接四个升降丝杠13顶端的链轮传动件14，链轮传动件14主要是由安装在升降丝杠13上的链轮以及连接多个链轮的链条组成，以实现多个升降丝杠13的同步进行，同时为了避免链条脱离，在链轮的底部同轴固定有支撑板，此外还为了保证升降丝杠13安装的稳定性，在检测外框3的两侧壁均固定连接有支撑升降丝杠13底端的u型架12，升降丝杠13的底端贯穿u型架12并与u型架12通过轴承转动连接，以完成对升降丝杠13的固定安装，且其中一组升降丝杠13与第一电机5相连接。
23.传动机构包括与多个蜗轮啮合连接的蜗杆17以及连接蜗杆17与其中一组升降丝杠13端部的齿轮传动件16，齿轮传动件16由相互啮合的两个锥齿轮组成，其中两个锥齿轮分别安装在升降丝杠13端部以及蜗杆17端部，蜗杆17的一端转动连接在进料输送架1内壁中、另一端贯穿u型架12的一端并转动连接在u型架12的另一端上，以保证蜗杆17水平固定牢固，并可在u型架12上旋转。
24.参图6～8，出液支架10与检测支架11均呈圆环状，且出液支架10与检测支架11同轴设置，出液支架10的内部设有喷嘴19，检测支架11的内部设有检测探头20。检测探头20与喷嘴19均呈环形阵列设置有至少四个，用于更全部的由喷嘴19喷洒耦合剂溶液至管材表面，同时也能够更方便的对管材表面检测，检测探头20的端部为电动推杆，还能够调节检测探头20的伸缩调节，其中出液支架10的顶部安装有连接多个喷嘴19的进液管6，进液管6用于外接耦合剂溶液，将耦合剂溶液输送至喷嘴19。
25.检测支架11与出液支架10的两侧面均向外延伸有凸块，且凸块的中部设有供升降丝杠13穿过的螺孔，从而在升降丝杠13旋转时，能够由凸块带动检测支架11以及出液支架10升降。
26.出液支架10与检测支架11的内部转动连接有同一个转动内环21，喷嘴19与检测探头20均连接在转动内环21内壁上，且出液支架10与检测支架11之间的转动内环21外侧面固定连接有外齿轮22，储液支架与检测支架11的顶部之间安装有电机支架23，电机支架23上安装有连接外齿轮22的第二电机15。电机支架23的顶部对应外齿轮22处开设有缺口，第二电机15的输出轴固定连接有主齿轮，主齿轮的底端穿过缺口与外齿轮22啮合，实现在第二电机15工作时，能够带动外齿轮22旋转，进而带动转动内环21在检测支架11与出液支架10内旋转。
27.参照图8，在出液支架10内部处的转动内环21外壁上开有环形的水道，进液管6将耦合剂溶液输送至水道内，然后再由水道输送到喷嘴19处，在水道两侧均设置有用于保证转动内环21与出液支架10之间连接的密封及方便转动内环21旋转的密封环和轴承，同时在转动内环21旋转时，为了保证检测探头20以及端部电动推杆的供电，在转动内环21与检测支架11之间设置电刷耦合，以保证检测探头20旋转时的正常工作。
28.工作原理：在钢管探伤检测过程中，钢管的管径发生变化后，此时将新的钢管放置到进料输送架1上的料辊7上，并启动第一电机5工作，第一电机5工作带动与之连接的升降丝杠13旋转，在链轮传动件14带动配合下，四个升降丝杠13同步旋转，带动出液支架10和检测支架11同步在检测外框3内升降，同时升降丝杠13旋转，由齿轮传动件16带动蜗杆17同步
旋转，蜗杆17旋转，带动与之啮合的多个蜗轮同步转动，蜗轮转动，带动多个双头螺杆18同步旋转，最后双头螺杆18上的限位挡板9在通槽8内移动，直至限位挡板9侧面与钢管接触时，停止第一电机5，此时检测支架11与出液支架10的轴线同时移动到与现有钢管的轴线一致，即检测支架11内多个喷嘴19到钢管的距离相同，多个检测探头20到钢管表面的距离也相同，启动第二电机15，由第二电机15带动主齿轮以及外齿轮22转动，进而带动转动内环21旋转，转动内环21旋转带动喷嘴19和检测探头20旋转，并将进液管6与耦合剂连接的水泵出水口连接，旋转的喷嘴19喷出耦合剂至钢管表面，实现对钢管表面的全方位喷淋，同时检测探头20旋转对黏附耦合剂的钢管表面探伤检测，检测完成后，进料输送架1将钢管向前输送，后续的钢管继续进行检测，循环进而；上述过程中在限位挡板9与钢管接触时，由于钢管在料辊7上的轴线一直处于进料输送架1的中间位置，当钢管直径发生变化，此时钢管的轴线到料辊7中间的底部距离发生变化，若钢管直径变大， 则距离变大，增加的距离为现有钢管半径-原钢管半径的长度，同时钢管两侧距限位挡板9的长度也为现有钢管半径-原钢管半径的长度，因此当限位挡板9与钢管接触时，表明检测支架11与出液支架10的轴线已经移动到与现有钢管的轴线一致，即钢管与转动内环21处于同轴心状态。
29.本实施例的适应不同管径的旋转式超声波探伤装置可以实现超声波自动探伤定位喷标，具体方法是主机和传输辊道都具有编码器，测定长度距离和转向距离，当样管上的伤按固定方位被某一探头先测出，其他探头20的检测方位根据布置方位及转速和进给螺距如发现伤就可以知道周向另一个伤方位，这样根据喷标距离，经过计算确定周向喷嘴19标记该方位。
30.长度方向上及周向方向的电机安装编码器测算直线运行长度及每个探头20按照1/4差位螺旋检测到伤距离便可知伤的二维方位；仪表根据声速焦距钢管外径壁厚测算出探头20的偏心距，可以调整探头位置与伤的位置差距就更精准确定方位。设置周向喷嘴19，鉴于生产的管子外径尺寸范围16～89mm的，采用8个喷标方向，就可以缩小修磨范围。周向一圈时间除以4，四个时间区间时序段不停换位，同一组探头两个通道（一个螺距时间间隔），通过个时间触发器进行通信到相应区间角度定方位定距离位把标记喷到缺陷位置。
31.显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明实施方式所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。