[实用新型]齿轮裂纹自身高度快速检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及设备故障诊断技术领域，具体涉及一种利用超声相控阵检测技术与计算机技术相结合的齿轮裂纹自身高度快速检测系统。

背景技术

齿轮是构成机械设备的重要零件，大型机械设备的齿轮承载扭矩较大，在长时间连续工作的环境下，齿轮的轮齿极易萌生裂纹、齿面点蚀和胶合等失效损伤，特别是轮齿弯曲疲劳裂纹损伤，如果不能够在裂纹损伤的萌生期及早检测出来，就可能导致断齿事故的发生，造成设备损坏，带来重大的损失。齿轮常规的检测方法是通过振动与噪声检测，这种方法可以在线检测，但通常只有在宏观裂纹出现以后才能检测出来，往往很难做到弯曲疲劳裂纹损伤的早期检测。

为了防止齿轮裂纹的发展到切断而引发险性事故，现有技术主要是通过在停止运转的状态下，对齿轮进行目测检查或探伤来发现裂纹。一旦发现裂纹，就须更换齿轮或者其组件。

现有常用的探伤技术主要有：

着色检查：用带有较深色泽并且流动性很好的“渗透液”涂抹在检测对象上，该渗透液迅速渗透入可能存在的裂缝中，然后擦除轴表面的渗透液，涂上浅色(如白色)的漆或其他涂料，此时，渗入裂纹的渗透液反向向着齿轮表面渗透，使覆盖裂纹处的浅色涂料着色而易于被人工目测发现该裂纹。

磁粉探伤：对铁磁材料制作的齿轮工件全部或局部作强磁化，然后在齿轮工件的表面喷或洒铁粉，由于裂纹部位的磁阻大于其它部位，于是铁粉被磁力吸引向裂纹部位集中以减小磁阻，人工目测发现的铁粉集中部位即是裂纹部位。与此类似的还有荧光探伤等。

同时，磁记忆检测技术是通过测量铁磁性金属构件表面自身的漏磁信号来判断金属构件的应力集中区和微裂纹损伤的一种无损检测方法。其原理是：铁磁性金属材料在载荷的作用下，材料内部的不连续部位(如形状、结构或缺陷)会造成应力的不均匀分布，出现应力集中。同时，由于金属内部存在着多种内耗效应(如粘弹性内耗、位错内耗)，造成动态载荷消除后，加载时形成的应力集中区得以保留，并具有相当高的应力能。为抵消应力集中区的应力能，在该区域由于磁机械效应作用引发的磁畴组织的重新取向排列会保留下来，形成磁极，并在构件表面产生漏磁场。磁记忆检测技术能检测出可能诱发损伤或破坏的应力集中部位，为设备的早期诊断提供了依据，在机械、航空、铁路、石化等领域有着广泛的应用。

利用端点衍射波法测定工件缺陷自身高度的超声波检测方法，是现行测定裂纹深度的主要方法，现有的超声波探伤系统一般都能对检测面为平面的工件的内部缺陷进行快速定位和对缺陷自身高度的快速测量。然而，对检测面为复杂曲面的工件，如齿轮的齿面、钢管相贯线焊缝等，端点衍射波法测定缺陷自身高度则存在较大的误差，同时常规的超声波脉冲反射法检测复杂曲面的工件还存在声束可达性问题。

实用新型内容

为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种利用超声相控阵检测技术与计算机技术相结合的、对齿轮裂纹自身高度进行快速精确测量的齿轮裂纹自身高度快速检测系统。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

齿轮裂纹自身高度快速检测系统，包括齿轮工件、超声波相控阵检测仪、专用曲面超声波相控阵探头、手提电脑，所述手提电脑与超声波相控阵检测仪通过信号线相连，所述超声波相控阵检测仪设有专用曲面超声波相控阵探头，所述专用曲面超声波相控阵探头设在齿轮工件上。

优选为，所述超声波相控阵检测仪设有信号发射装置。

优选为，所述超声波相控阵检测仪连接外部电源。

本实用新型齿轮裂纹自身高度快速检测系统根据实际需求来确定专用曲面超声波相控阵探头的形状。

与现有技术相比，本实用新型所述齿轮裂纹自身高度快速检测系统的优越效果在于：所述齿轮裂纹自身高度快速检测系统能解决复杂曲面工件超声波检测时对缺陷部位定位所产生的一系列数据繁琐的计算和修正的问题，检测快速高效、测量精度可靠、检测盲区少。

附图说明

图1为本实用新型所述齿轮裂纹自身高度快速检测系统示意图；

图2为本实用新型齿轮裂纹自身高度快速检测系统对齿轮工件平面部位检测示意图；

图3为本实用新型齿轮裂纹自身高度快速检测系统对齿轮工件曲面部位检测示意图。

附图标记说明如下：

1-齿轮工件、2-超声波相控阵检测仪、21-专用曲面超声波相控阵探头、3-手提电脑。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体实施方式作进一步详细说明。