环形工件自动化超声C扫描设备的机械结构设计.pdf
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1、602023,61(10)总第7 1 0 期机械制造试验检测环形工件自动化超声C扫描设备的机械结构设计*季建华达刚1.江苏城市职业学院南通点江苏南通2260062.南通银河测控技术开发有限公司江苏南通226006摘要:针对环形工件,设计了一种自动化超声C扫描设备。介绍了这一设备的结构,对设备中升降机构、定位及夹紧机构、旋转机构的具体设计进行了分析。应用这一设备,可以完成环形工件内部缺陷的无损检测关键词:环形工件超声扫描机械结构设计中图分类号:TH878*.2文献标志码:A文章编号:1 0 0 0 4 9 9 8(2 0 2 3)1 0-0 0 6 0-0 3Abstract:The autom
2、ated ultrasonic constrant depth scanning equipment was designed for the ring-shapedworkpiece.The structure of this equipment was introduced,and the specific design of the lifting mechanism,positioning and clamping mechanism and rotating mechanism in the equipment was analyzed.By applying thisequipme
3、nt,thenon-destructive detection of internal defect in the ring-shaped workpieceecanbeaccomplished.Keywords:Ring-shaped WorkpieceUltrasonicScanningMechanical StructureDesign1设计背景大中型轴承的内外圈等环形工件的无损检测方法主要有便携机手动检测和自动化检测两种。手动检测方便灵活,但对于批量生产来说,效率低,劳动强度大,还容易因人为因素产生误判。超声C扫描来源于英文ConstantDepthScanning,系统工作原理是使用
4、计算机控制超声换能器在工件上纵横交替扫描,将特定探测范围内的反射波强度以辉度的形式连续显示出来,通过显示器显示出工件内部缺陷横截面图形。环形工件如图1 所示,笔者对此设计了一套自动化无损检测设备,结合自动化技术与超声C扫描的原理,完成对此类环形工件内部缺陷的无损检测。设备主要功能是检测平台能自动上升至吊装区,将环形工件吊装完成后,能实现工件的定位与装夹。检测平台下降至工作表面处,工件围绕轴线旋转,观察定位安装是否正常。检测探头开始动作,运动到设定位置,工件开始旋转两三圈。检测完成后,系统根据检测数据给出信号,生成检测结果。探头上升回到初始位置,检测平台上升至吊装高度,夹紧装置松开,根据检测结果
5、将工件吊装至对应的码垛区域。设备工作流程如图2 所示。00S0S$3001200金图1环形工件装置回零检测平台上升环形工件吊装检测平台下降超声C扫描检测装置回零图2设备工作流程*江苏城市职业学院南通点(南通开放大学)横向课题(编号:KTKD-HX2021-0003)。612023,61(10)总第7 1 0 期机械制造试验检测2水浸法超声检测设备结构完成大中型环形工件探伤,一般可选择水磨法或水浸法。采用水磨法探伤,由于工件直径较大,检测过程中探头与工件接触时间较长,在力的作用下,探头易产生磨损。探头属于检测装置的核心零件,磨损后会直接影响探伤精度和准确性。并且环形工件存水包的设计较为复杂,探头
6、部分结构臃肿,运动稳定性差,对探伤精度影响较大。采用水浸法探伤,探头结构轻巧,动作灵敏准确,在探测过程中探头与工件不接触,没有摩擦运动,不会造成探头磨损,探头使用寿命长。采用水浸法的缺陷是工件需浸泡在水下,回转和夹紧机构也在水下工作。权衡利弊并经过测算,两种方法相较而言,水浸法超声自动检测环形工件,在设备检测精度及经济性、稳定性等方面都要比水磨法好。根据环形工件设计的水浸法超声检测设备结构如图3所示。水箱设计留有维护窗口,可以观察水下运动情况,打开后还能为后期设备维护留有足够空间。探头运动可实现三坐标联动,探头结构轻巧,定位准确迅速。升降机构采用双动力系统,确保升降动力均衡稳定。定位机构采用三
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