[发明专利]一种空心轴内壁检测自适应工装及检测方法

说明书

本发明涉及一种空心轴内壁检测自适应工装，包括左支座、右支座、控制器、传感器探头、圆周转向机构、径向伸缩摆动转向机构和轴向移动机构，圆周转向机构包括横穿左支座和右支座上端的转轴，用于带动转轴旋转的旋转控制组件；径向伸缩摆动转向机构包括第一滑块、第二滑块和用于安装传感器探头的探头安装块；轴向移动机构包括设置在转轴上的第一轴向控制组件和第二轴向控制组件；本发明所提供的自适应工装，传感器探头可实现圆周回转运动、轴向移动、径向伸缩、与空心轴内壁法线方向保持一致，只用一个传感器探头就能对空心轴内壁进行全面的检测，成本低廉，检测精度高，简单可靠。

技术领域

本发明属于空心轴检测技术领域，特别涉及一种空心轴内壁检测自适应工装与空心轴内壁的检测方法。

背景技术

空心轴是航空航天发动机传递动力的重要部分，其制造与质量检测十分重要，空心轴中如果有裂纹、气泡等缺陷，那么在工作中很容易发生疲劳破坏，进而折断失效，造成很严重的后果，另外，航空航天发动机不同于汽车、机床上的发动机，一旦发生意外，造成的损失是巨大的，所以在使用空心轴之前，必须对其进行严格的检测，并且，每一根空心轴都要检测、空心轴上处处都要检测。而航空航天发动机空心轴的结构复杂，内壁直径不完全一致，这给检测工作带来困难。

目前已有利用超声波和电磁感应原理来检测空心轴的案例，但检测对象大部分是结构较为简单的高速列车上的空心轴。例如专利申请号为CN105181801A的发明专利，提供了一种高铁空心轴超声无损检测装置，针对直径一致的空心轴，采用可控的螺旋线运动检测空心轴内壁，探头运动平稳，此方案针对空心轴内壁直径不一致的情况就不适用了。又如专利申请号为CN104698073A的发明专利，公开了一种用于检测高铁列车空心轴的裂纹的探伤装置，通过设置于其线圈固定座上的传感器线圈且基于电磁感应原理来检测空心轴的裂纹，线圈固定座外表面上安装了多个不同角度的传感器线圈，使用时将上述线圈固定座伸入高铁列车空心轴的内部空腔内进行检测。该装置的缺陷是针对空心轴内壁不同角度的检测，采用了多个传感器线圈，检测载体占用空间大，制作成本高，对于直径不一致的空心轴，线圈固定座与不同直径段的内壁距离不同，影响检测精度。

因此，为高效又精准地检测空心轴质量，发明一种能随着空心轴内壁直径的变化而做出相应调整的空心轴质量检测装置有重要意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种空心轴内壁检测自适应工装，具体方案如下：

一种空心轴内壁检测自适应工装，包括左支座、右支座、控制器、传感器探头、圆周转向机构、径向伸缩摆动转向机构和轴向移动机构，其中，圆周转向机构包括横穿左支座和右支座上端的转轴，用于带动转轴旋转的旋转控制组件；

径向伸缩摆动转向机构包括第一滑块、第二滑块和用于安装传感器探头的探头安装块；第一滑块和第二滑块均套设在转轴上并与转轴共同转动，探头安装块的左端与第一滑块之间活动连接有第一连接杆，探头安装块的右端与第二滑块之间活动连接有第二连接杆，第一连接杆和第二连接杆均可相对转轴转动，以控制传感器探头与转轴之间的距离；优选地，第一连接杆的中心线、第二连接杆的中心线和转轴的中心线共同位于第一平面内；

轴向移动机构包括设置在转轴上的第一轴向控制组件和第二轴向控制组件，第一轴向控制组件用于控制第一滑块沿转轴的轴向运动；第二轴向控制组件用于控制第二滑块沿转轴的轴向运动；第一轴向控制组件和第二轴向控制组件均与转轴共同转动。

旋转控制组件、第一轴向控制组件、第二轴向控制组件和传感器探头均与控制器相连接，优选地，传感器探头为电涡流传感器探头。

本发明所提供的空心轴内壁检测自适应工装，工件定位模块用于定位空心轴，空心轴位于左支座和右支座中间，将转轴和位于转轴上的径向伸缩摆动转向机构共同伸入到空心轴内，旋转控制组件带动转轴进行转动，对某个固定位置的空心轴内壁进行圆周的扫描检测，当检测完一周后，通过第一轴向控制组件和第二轴向控制组件控制第一滑块和第二滑块的轴向移动，共同移动到下一单位位移，再次进行全周扫描。