阀门传动轴焊接质量检测工装的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及涡轮增压器产品检测工装，特别涉及涡轮增压器中阀门传动轴焊接质量检测工装。
【背景技术】
[0002]涡轮增压器为了获得更好的中低速性能，往往会设计得更小，但将会导致高速时增压器超速。为了避免出现这种情况，一般增压器会设计一套旁通装置，以保护增压器。大部分的旁通装置都有如下类似的结构:涡轮箱出口围壳内设计有旁通阀孔，通过阀门盖板的开合来控制废气旁通量，阀门盖板装在阀门传动轴头部，由阀门传动轴控制，阀门传动轴尾部穿过涡轮箱出口围壳上的孔在围壳外与摇臂焊接，摇臂承受来自于控制机构发出的动作信号。阀门传动轴是一个传动件，一般有杆状或斧头状两种，但其尾端结构均为圆柱体，便于加工，也便于装配。阀门传动轴尾端与摇臂连接，为了能在高温、受力扭转、振动等工作环境下正常工作，一般采用焊接的方式连接。焊接质量的好坏，直接影响产品的性能、排放等重要指标，因此焊接质量的检测也是产品质量检测的重点之一。
[0003]增压器行业内，一般的焊缝检测方法有通过低倍放大观察焊缝纵剖面和用专用探伤设备进行无损探伤两种，但在使用上仍有局限:新品在试制和小批阶段，产品数量少，且操作流程、设备和工装夹具等尚在调整阶段，对于产品须大比例抽检甚至100%检测，此时不能采取破坏方式进行检测;而无损探伤虽然能满足检测要求，但设备的投入及运行、维护成本相对较高，也不便于随时随地使用；另外，该两种方法均是针对焊缝本身的检测，焊缝质量与焊接工艺、过程直接相关，而阀门组件的焊接质量以产品使用要求为基础提出，故焊缝质量与阀门组件焊接质量无直接关联。因此，需要实用新型一种新的检测方法以及相关工装，可以直接、简单地对阀门组件焊接质量进行检测，且便于操作和判定结果。
[0004]将焊接后的阀门传动轴和摇臂视为一个整体的零件，即焊接件零件，扭矩分布在轴上，由于焊缝平行于扭矩的方向，故焊缝承受的是剪切力，且剪切力等于扭矩与焊缝半径的商;焊接件也可以视为一个扭杆弹簧，加载扭矩之后会发生变形，扭矩值的大小，将影响焊接件的状态;所提到的各项因素，和材料、结构、工艺流程相关，且均对最终焊接质量有直接关系，而且可以互相验证。同时，在被视为整体的焊接件上，也存在着“短板效应”，即破坏总是最先发生在最薄弱的地方。综合这几个原理，设计一种通过扭矩和破坏程度来判断焊接质量的方法，而不需要通过检测焊缝来间接证明焊接件的质量。该方法中涉及的扭矩，可以是许用扭矩，也可以是破坏扭矩，甚至是设计计算得到的目标扭矩，根据使用场合不同选用;所涉及的工装，要有足够的强度，装夹简便，不能给检测带来不利影响。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于针对现有技术所存在的问题而提供一种基于实际使用条件和便于操作执行的阀门传动轴焊接质量检测工装，用于新品开发阶段。
[0006]为了实现上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案如下:
[0007]阀门传动轴焊接质量检测工装，其特征在于，包括:
[0008]一摇臂装夹本体，所述摇臂装夹本体构成一将扭矩加载到摇臂上的扭矩输出端，所述摇臂装夹本体具有相对的第一平面和第二平面，在所述摇臂装夹本体的第一平面上设置有下沉式阶梯槽，所述下沉式阶梯槽分为第一下沉式阶梯槽和第二下沉式阶梯槽，其中第一下沉式阶梯槽比第二下沉式阶梯槽更接近第一平面，所述第一下沉式阶梯槽和第二下沉式阶梯槽的一端封闭，另一端开口，第一下沉式阶梯槽开口的一端供所述摇臂插入到所述第一下沉式阶梯槽中，所述第一下沉式阶梯槽的底面和两侧面对所述摇臂进行限位；
[0009]一配置在所述摇臂装夹本体第二平面上的扭矩加载端，所述摇臂装配于所述第一下沉式阶梯槽中后，焊接在摇臂上的阀门传动轴的中心与所述扭矩加载端的中心同轴。
[0010]在本实用新型的一个优选实施例中，所述扭矩加载端为一外六角结构。
[0011]在本实用新型的一个优选实施例中，所述检测工装采用精密铸造工艺成型或采用3D打印工艺成型或采用铣削工艺加工成型。
[0012]采用本实用新型的阀门传动轴焊接质量检测工装，使得阀门传动轴焊接质量检测方法操作简单、检测成本低、通用性强，可填补现有检测方法的使用局限;在规定好检测参数后，可作为定性检测，进一步降低检测成本和周期;工装结构简单，可靠耐用，使用方便。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型从一个方向看的检测工装结构示意图。
[0014]图2为本实用新型从另一个方向看的检测工装结构示意图。
[0015]图3为本实用新型检测工装与焊接件组装示意图。
【具体实施方式】
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[0016]参见图1至图3，图中给出的检测工装，包括一个摇臂装夹本体100，该摇臂装夹本体100构成一将扭矩加载到摇臂200上的扭矩输出端。该摇臂装夹本体100具有相对的第一平面110和第二平面120，在摇臂装夹本体100的第一平面110上设置有下沉式阶梯槽130。该下沉式阶梯槽130分为第一下沉式阶梯槽131和第二下沉式阶梯槽132，其中第一下沉式阶梯槽131比第二下沉式阶梯槽132更接近第一平面110，第一下沉式阶梯槽131和第二下沉式阶梯槽13 2的一端封闭，另一端开口，第一下沉式阶梯槽131开口的一端供摇臂2 O O插入到第一下沉式阶梯槽131中，第一下沉式阶梯槽131的底面131a和两侧面131b、131c对摇臂200进行限位。
[0017]在摇臂装夹本体100第二平面120设置有一扭矩加载端121，摇臂200装配于第一下沉式阶梯槽131中后，焊接在摇臂200上的阀门传动轴300的中心与扭矩加载端的中心同轴。扭矩加载端121为一外六角结构。
[0018]上述检测工装采用精密铸造工艺成型或采用3D打印工艺成型或采用铣削工艺加工成型，下面就采用铣削工艺加工检测工装的过程进行详细描述；
[0019](I)选择一钢坯铣削出摇臂装夹本体100外形并在摇臂装夹本体100的第二平面120上铣出一外六角头形状的扭矩加载端121。
[0020](2)在摇臂装夹本体100的第二平面120上铣出一第一下沉式阶梯槽131，第一下沉式阶梯槽131的槽深略大于摇臂200厚度，槽宽恰好能放入摇臂200，第一下沉式阶梯槽131的一端开放另一端封闭，要求当焊接件中的摇臂200靠在第一下沉式阶梯槽131的槽底131a和两侧面131b、131c上时，阀门传动轴300的旋转中心与扭矩加载端121如外六角头中心尽量同轴。
[0021](3)在第一下沉式阶梯槽131的槽底131a再铣出一第二下沉式阶梯槽132，用于容纳摇臂200与阀门传动轴300之间焊接后凸起的焊缝。第二下沉式阶梯槽132的槽宽小于第一下沉式阶梯槽131的槽宽，槽深大于凸起的焊缝高度。
[0022]检测时，将焊接件上的摇臂200由第一下沉式阶梯槽131开口的一端插入到第一下沉式阶梯槽131中并使第一下沉式阶梯槽131的槽底131a和两侧面131b、131c对摇臂200的三面进行限位，摇臂200装配到位后，尽量使摇臂200的旋转中心即阀门传动轴300的中心与扭矩加载端121如外六角头中心同轴。
[0023]该摇臂200与检测工装装配好以后，使用扭矩扳手向扭矩加载端121如外六角头加载扭矩以及轴向的压紧力，在扭矩达到检测要求扭矩前后，观察摇臂200与阀门传动轴300之间的焊缝是否发生开裂，如摇臂200与阀门传动轴300之间的焊缝不发生开裂，卸载扭矩和轴向力。卸载后检测焊接件是否发生变形，处理检测数据:扭矩、是否开裂、是否变形，判定检测结果，是否符合要求。另外还可以继续加载扭矩和轴向力直至焊接件被破坏。
【主权项】
1.一种阀门传动轴焊接质量检测工装，其特征在于，包括: 一摇臂装夹本体，所述摇臂装夹本体构成一将扭矩加载到摇臂上的扭矩输出端，所述摇臂装夹本体具有相对的第一平面和第二平面，在所述摇臂装夹本体的第一平面上设置有下沉式阶梯槽，所述下沉式阶梯槽分为第一下沉式阶梯槽和第二下沉式阶梯槽，其中第一下沉式阶梯槽比第二下沉式阶梯槽更接近第一平面，所述第一下沉式阶梯槽和第二下沉式阶梯槽的一端封闭，另一端开口，第一下沉式阶梯槽开口的一端供所述摇臂插入到所述第一下沉式阶梯槽中，所述第一下沉式阶梯槽的底面和两侧面对所述摇臂进行限位； 一配置在所述摇臂装夹本体第二平面上的扭矩加载端，所述摇臂装配于所述第一下沉式阶梯槽中后，焊接在摇臂上的阀门传动轴的中心与所述扭矩加载端的中心同轴。2.根据权利要求1所述的检测工装，其特征在于，所述扭矩加载端为一外六角结构。3.根据权利要求1所述的检测工装，其特征在于，所述检测工装采用精密铸造工艺成型或采用3D打印工艺成型或采用铣削工艺加工成型。
【专利摘要】本实用新型公开的一种阀门传动轴焊接质量检测工装，包括：一摇臂装夹本体，该摇臂装夹本体具有相对的第一、二平面，在摇臂装夹本体的第一平面上设置有下沉式阶梯槽，下沉式阶梯槽分为第一、二下沉式阶梯槽，其中第一下沉式阶梯槽比第二下沉式阶梯槽更接近第一平面，第一、二下沉式阶梯槽的一端封闭，另一端开口，第一下沉式阶梯槽开口的一端供摇臂插入到第一下沉式阶梯槽中，第一下沉式阶梯槽的底面和两侧面对所述摇臂进行限位；一配置在摇臂装夹本体第二平面上的扭矩加载端，摇臂装配于第一下沉式阶梯槽中后，焊接在摇臂上的阀门传动轴的中心与扭矩加载端的中心同轴。本实用新型结构简单，可靠耐用，使用方便。
【IPC分类】G01N3/22, G01N3/04
【公开号】CN205209896
【申请号】CN201520968776
【发明人】兰新, 许贡, 李元伟, 靳鹏, 刘朝峰, 仇伦, 徐金
【申请人】湖南天雁机械有限责任公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年11月30日