[实用新型]厚壁复合材料壳体水耦合超声波自动探伤装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种探伤设备，具体地说是一种用于厚壁复合材料壳体的探伤设备。

背景技术

大型复合材料壳体，常用于航空航天等领域。对于薄壁且形状简单的大型复合材料壳体而言，可以用干耦合双探头方法解决，如，专利ZL201020019660.1和ZL201020115590.X，而对于厚壁(50mm以上)带封头、结构复杂的复合材料壳体，其探伤一直是个重大难题。

传统探伤的方法是：使用一台探伤仪器(配有两个探头)。工作时，手持探头，在材料表面移动，由人眼在探伤仪器的屏幕上通过波形或数字来判断工件的缺陷，探伤报告由人工制作。故此，对操作者的技术水平要求较高，劳动强度大，效率低，对缺陷定位不准，容易产生漏探，探伤的结果常常因人而异，随意性较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服传统探伤技术之不足，提供一种能够适用不同尺寸厚壁复合材料壳体的全自动无损探伤设备，探查准确、操作简便、快捷。

本实用新型是这样实现的：

该自动探伤设备，由机械扫查系统和自动控制系统两大部分组成。

所述机械扫查系统，包括两个床头箱1、横梁4、内外探头组、平台8、支撑轮6、直线导轨7、限位挡轮9、旋转机构。

1)床头箱1：内装内探头的驱动电动机及传动机构、减速机，也是横梁4的安装支座。内探头的驱动电动机及减速机构，通过1～2个传动杆，将2～4个坐标的运动传输到探头，每个传动杆完成两个坐标的运动——一个直线运动、一个旋转运动或两个旋转运动。

2)横梁4：由左右两个半截横梁组成，各自安装在床头箱1上；左右两个半截横梁4分别从壳体3的一侧端口穿入，会合后用锥形榫卯对接；

横梁4始端的顶部沿轴线处有一长槽；横梁4中装有探头组件及运动传输杆；每个半截横梁又分为2～3段，段间通过榫卯加螺钉连接；各段横梁相互拼接，形成阶梯型结构；在横梁4的两侧设有移动轨道15；

3)内探头组；共有多个内探头，分成两组，分别安装在两个半截横梁4上；每组探头中有一个封头段内探头11和两个直筒段内探头13，封头段内探头11可以沿壳体3轴向作直线运动、沿壳体径向作直线运动、沿封头弧线作旋转运动以及本身收进横梁腔内的旋转运动；直筒段内探头13分别沿壳体作轴向的直线运动及本身收进横梁腔内的旋转运动。直筒段内探头杆，其长度为可调或可换的。

4)外探头组：共有多个外探头，分别被安装在能沿各自直线导轨移动的溜板上，可沿壳体3外表面轴向移动；外探头安装在外探头杆上；外探头带有喷水装置，通过一定高度的水柱和壳体表面耦合；封头段外探头10可以沿轴向直线运动、沿径向直线运动、沿封头弧线做旋转运动；外探头始终和内探头处于被检壳体的法线方向；直筒段外探头12沿轴向做直线运动。

外探头杆，为螺纹式调节长度杆。

所有外探头的驱动电动机及减速机构，均安装在平台8下方。

5)平台8：是支撑壳体3的构件；平台8上安装着两排双坐标移动的支撑轮6；床头箱1、外探头及喷水组件都安装在平台8上；

6)支撑轮6：每侧的支撑轮均安装在可沿壳体3直径和长度方向移动的溜板上，壳体3一侧安装主动轮，另一侧安装从动轮，主动轮按数控系统的指令可独立驱动壳体3转动；

7)直线导轨7：由导轨4.6和滑块4.7组成；

8)限位挡轮9：用于限制壳体轴向串动的限位挡轮9，安装在可沿两个坐标移动的轮架上；

9)旋转机构：安装在平台上的旋转机构，由伺服电动机、减速器和上述6)中的主动轮、从动轮组成；

10)探头架和探头：由直筒段探头——包括直筒段内、外探头和封头段探头——包括封头段内、外探头组成。

该机械扫查系统，其所有探头及其安装杆可以自动收拢以便进出封头小孔，自动展开以便进行探伤。内探头浸没在水中，所有外探头均为自动喷水探头。该装置，通过三个坐标的运动，外探头始终和内探头处于被检位置法线方向，以获得准确的检测结果。

该机械扫查系统的支撑轮6和限位挡轮9，轮子的主体为钢质，外表面覆盖柔性材质。

所述自动控制系统，包括下述几个部分：

1)控制主机7.6，它是一台工控机；

2)探伤仪器系统，它包括探伤仪器及数据处理板7.3、内探头9和外探头11；

3)数控系统，包括数控主机7.15、驱动器7.13及电动机7.14；

4)水控制及水处理单元7.8，包括外探头喷水压力的调节装置和壳体3内的定量充水，水循环、加压和过滤装置；