一種四探頭超聲波探傷多自由度探頭架的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種四探頭超聲波探傷多自由度探頭架，包括微調(diào)單元、粗調(diào)單元、換向單元、探頭座，其中：四個(gè)探頭座共用一個(gè)滑軌，滑軌為四面均開有燕尾槽的長方體，探頭座與微調(diào)單元、粗調(diào)單元串聯(lián)連接，其中粗調(diào)單元具有一個(gè)移動(dòng)副和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，以調(diào)節(jié)探頭座與工件的距離并適應(yīng)不同回轉(zhuǎn)半徑的工件，微調(diào)單元具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，以適應(yīng)工件表面的形狀。本實(shí)用新型可同時(shí)夾持四個(gè)超聲波探頭，每個(gè)探頭都具有粗調(diào)、微調(diào)功能，調(diào)整準(zhǔn)確、靈活、方便，且四個(gè)探頭可同時(shí)改變探測(cè)方向，調(diào)整效率高。
【專利說明】一種四探頭超聲波探傷多自由度探頭架

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于大型壓力容器的超聲波無損探傷檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種四探頭超波探傷多自由度探頭架。

【背景技術(shù)】
[0002]大型壓力容器在石油、化工、鍋爐、核電、水電等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，對(duì)工件的質(zhì)量要求也極為嚴(yán)格，目前主要通過超聲波探傷來控制工件的質(zhì)量。為保證超聲波探傷的準(zhǔn)確性，需要使探頭與被檢測(cè)工件之間的耦合良好，這就要求探頭架能靈活的調(diào)節(jié)探頭與被檢測(cè)工件之間的相對(duì)位置，使探頭與工件之間達(dá)到最優(yōu)的耦合狀態(tài)。
[0003]為提高超聲波探傷效率，一般同時(shí)使用多個(gè)超聲波探頭來對(duì)同一個(gè)工件進(jìn)行超聲波探傷，要求探頭架能同時(shí)夾持多個(gè)超聲波探頭，且能保證每個(gè)探頭都能與工件之間耦合良好。超聲波探頭分為直探頭和斜探頭，斜探頭探傷具有方向性。對(duì)于一般工件的斜探頭超聲波檢測(cè)，需要對(duì)工件的每個(gè)位置進(jìn)行四個(gè)相互垂直方向的檢測(cè)，對(duì)于斜探頭探傷要求探頭架能改變探頭的探測(cè)方向。
[0004]探頭架的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到超聲波探傷的檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性，目前應(yīng)用于大型壓力容器的超聲波探傷探頭架，可同時(shí)夾持的探頭數(shù)量較少，體積較大，且調(diào)節(jié)繁瑣，大大影響了探傷效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有探頭架的不足，本實(shí)用新型提供一種四探頭超聲波探傷多自由度探頭架，該探頭架可同時(shí)夾持四個(gè)超聲波探頭，每個(gè)探頭都具有粗調(diào)、微調(diào)功能，調(diào)整準(zhǔn)確、靈活、方便，且四個(gè)探頭可同時(shí)變換探測(cè)方向，調(diào)整效率高。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種四探頭超聲波探傷多自由度探頭架，包括微調(diào)單元、粗調(diào)單元、換向單元、探頭座。其中:四個(gè)探頭座共用一個(gè)滑軌，滑軌為四面均開有燕尾槽的長方體，探頭座與微調(diào)單元、粗調(diào)單元串聯(lián)連接，其中粗調(diào)單元具有一個(gè)移動(dòng)副和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，以調(diào)節(jié)探頭座與工件的距離并適應(yīng)不同回轉(zhuǎn)半徑的工件，微調(diào)單元具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，以適應(yīng)工件表面的形狀。
[0008]微調(diào)單元的擺動(dòng)架與叉口架通過兩個(gè)擺動(dòng)架鎖緊螺栓連接，兩個(gè)擺動(dòng)架鎖緊螺栓的軸線共線，擺動(dòng)架可繞擺動(dòng)架鎖緊螺栓軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，探頭外座與擺動(dòng)架通過兩個(gè)探頭座鎖緊螺栓連接，兩個(gè)探頭座鎖緊螺栓的軸線共線，探頭座可繞探頭座鎖緊螺栓軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；擺動(dòng)架與叉口架、擺動(dòng)架與探頭外座的連接孔均為光孔，各鎖緊螺栓起到銷軸的作用，擺動(dòng)架鎖緊螺栓、探頭座鎖緊螺栓的螺紋部分裝有鎖緊螺母，當(dāng)松開鎖緊螺母時(shí)，鎖緊螺栓僅起到銷軸的作用，當(dāng)擰緊鎖緊螺母時(shí)，鎖緊螺栓使被連接兩零件相互緊靠，通過摩擦力使兩零件之間無法相對(duì)運(yùn)動(dòng)，起到鎖死的作用。
[0009]粗調(diào)單元的滑塊配合安裝在滑軌的燕尾槽內(nèi)，滑塊可在滑軌上滑動(dòng)并可通過滑塊鎖緊螺栓鎖死，滑塊上連接有連接板、轉(zhuǎn)接板，叉口架與連接板或轉(zhuǎn)接板鉸接，并可通過叉口架鎖緊螺栓鎖死該旋轉(zhuǎn)自由度。
[0010]換向單元包括連接座、上擋塊、定位螺釘，其中上擋塊通過螺栓與滑軌連接，上擋塊可在連接座中轉(zhuǎn)動(dòng)，上擋塊中間圓柱部分每隔90度開有錐形槽，錐形槽的錐度與定位螺釘頭部的錐度相同，當(dāng)上擋塊旋轉(zhuǎn)90度倍數(shù)的角度后，定位螺釘可將上擋塊定位并鎖死。當(dāng)上擋塊轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可帶動(dòng)四個(gè)探頭座同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)調(diào)節(jié)四個(gè)探頭的探測(cè)方向。
[0011]探頭座的直線導(dǎo)軌通過螺栓分別與探頭外座、探頭內(nèi)座連接，探頭內(nèi)座與探頭外座之間可自由滑動(dòng)，可補(bǔ)償工件的徑向跳動(dòng)誤差。探頭內(nèi)座的上部與探頭外座之間裝有彈簧，使探頭與工件之間有一定的接觸力，保證耦合的穩(wěn)定性。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:可同時(shí)夾持四個(gè)探頭，結(jié)構(gòu)緊湊，體積??；每個(gè)探頭都可進(jìn)行粗調(diào)、微調(diào)，并可補(bǔ)償工件的徑向跳動(dòng)誤差，保證探頭與工件的耦合穩(wěn)定性；所有的微調(diào)自由度都可鎖死，在探傷過程中可根據(jù)需要保留微調(diào)自由度或者鎖死，適用范圍廣；換向單元可實(shí)現(xiàn)四個(gè)探頭同時(shí)換向，操作簡便、效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖2是本實(shí)用新型正視圖
[0015]圖3是本實(shí)用新型俯視圖
[0016]圖4是圖2中A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖
[0017]圖5是圖3中B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]圖6是圖3中C-C剖視結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖7是圖3中D-D剖視結(jié)構(gòu)示意圖
[0020]圖中:1.連接座，2.定位螺釘，3.滑軌，4.滑塊，(5，11).連接板，6.叉口架，7.擺動(dòng)架，8.探頭外座，9.轉(zhuǎn)接板，10.叉口架鎖緊螺栓，12.調(diào)整片，13.調(diào)整螺釘，14.滑塊鎖緊螺栓，15.上擋塊，16.墊片，17.擺動(dòng)架鎖緊螺栓，18.鎖緊螺母，19.直線導(dǎo)軌，20.探頭內(nèi)座，21.探頭，22.彈簧，23.探頭座鎖緊螺栓，24.探頭鎖緊螺釘。

【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1、2、3、4、6、7所示，是本實(shí)用新型公開的一個(gè)實(shí)施例，它由微調(diào)單元、粗調(diào)單元、換向單元、探頭座組成。
[0022]所述的微調(diào)單元包括叉口架6、擺動(dòng)架7、探頭外座8、探頭座鎖緊螺栓23、擺動(dòng)架鎖緊螺栓17、鎖緊螺母18、墊片16，其中:擺動(dòng)架7為一長方形框架，擺動(dòng)架7與叉口架6通過兩個(gè)擺動(dòng)架鎖緊螺栓17連接，擺動(dòng)架7與叉口架6之間裝有墊片16，兩個(gè)擺動(dòng)架鎖緊螺17的軸線共線，擺動(dòng)架7可繞擺動(dòng)架鎖緊螺栓17軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)架7與探頭外座8通過兩個(gè)探頭座鎖緊螺栓23連接，探頭外座8與擺動(dòng)架7之間裝有墊片16，兩個(gè)探頭座鎖緊螺栓23的軸線共線，探頭座可繞探頭座鎖緊螺栓23的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。擺動(dòng)架7與叉口架6、擺動(dòng)架7與探頭外座8的連接孔均為光孔，各鎖緊螺栓起到銷軸的作用，擺動(dòng)架鎖緊螺栓17、探頭座鎖緊螺栓23的螺紋部分裝有鎖緊螺母18，可將對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)自由度鎖死。
[0023]所述粗調(diào)單元包括滑軌3、滑塊4、連接板5、叉口架6、轉(zhuǎn)接板9、叉口架鎖緊螺栓10、調(diào)整片12、調(diào)整螺釘13、滑塊鎖緊螺栓14，其中:滑塊4配合安裝在滑軌3的燕尾槽內(nèi)，滑塊4可在滑軌2上滑動(dòng)并可通過滑塊鎖緊螺栓14鎖死，滑軌4的燕尾槽中裝有調(diào)整片12，通過調(diào)整螺釘13可使調(diào)整片前后移動(dòng)，調(diào)節(jié)滑塊4與燕尾槽的間隙?；瑝K4上連接有連接板5、轉(zhuǎn)接板9，叉口架6與連接板5或轉(zhuǎn)接板9鉸接，并可通過叉口架鎖緊螺栓10將對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副鎖死。
[0024]所述的換向單元包括連接座1、上擋塊15、定位螺釘2，其中:上擋塊15通過螺栓與滑軌3連接，上擋塊15可在連接座I中轉(zhuǎn)動(dòng)，上擋塊15中間圓柱部分每隔90度開有一錐形槽，錐形槽的錐度與定位螺釘2頭部的錐度相同，當(dāng)上擋塊15旋轉(zhuǎn)90度倍數(shù)的角度后，定位螺釘2可將上擋塊15定位并鎖死。當(dāng)上擋塊15轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可帶動(dòng)四個(gè)探頭座同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)調(diào)節(jié)四個(gè)探頭的探測(cè)方向。
[0025]所述探頭座包括探頭外座8、直線導(dǎo)軌19、探頭內(nèi)座20、彈簧22、探頭鎖緊螺釘24，其中:直線導(dǎo)軌19通過螺栓分別與探頭外座8、探頭內(nèi)座20連接，探頭內(nèi)座20與探頭外座8之間可自由滑動(dòng)，可補(bǔ)償工件的徑向跳動(dòng)誤差。探頭內(nèi)座20的上部與探頭外座8之間裝有彈簧22，使探頭與工件之間保持一定的接觸力，保證耦合的穩(wěn)定性。探頭內(nèi)座20的一側(cè)裝有探頭鎖緊螺釘24，將探頭固定在探頭內(nèi)座中。
[0026]四個(gè)探頭座共用一個(gè)滑軌3，滑軌3為四面均開有燕尾槽的長方體，每個(gè)燕尾槽中均裝有滑塊4，探頭座與微調(diào)單元、粗調(diào)單元串聯(lián)連接，其中粗調(diào)單元具有一個(gè)移動(dòng)副和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，微調(diào)單元具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，具體調(diào)節(jié)過程如下:
[0027]首先將所需探頭裝入探頭座內(nèi)，并通過探頭鎖緊螺釘24鎖死探頭，將粗調(diào)單元的轉(zhuǎn)動(dòng)副打開，根據(jù)工件回轉(zhuǎn)半徑的大小調(diào)整叉口架6，使叉口架6的兩條支腿的對(duì)稱線大約與工件的軸線共面相交，即叉口架6的兩條支腿沿工件徑向方向，然后鎖死粗調(diào)單元的轉(zhuǎn)動(dòng)副。打開粗調(diào)單元的移動(dòng)副和微調(diào)單元的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，上下滑動(dòng)滑塊4調(diào)節(jié)探頭與工件表面的距離，使四個(gè)探頭的工作面都與工件表面完全貼合，并使探頭座的彈簧22有適當(dāng)?shù)膲嚎s量，由于此時(shí)微調(diào)單元的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副都是未鎖死的，可根據(jù)工件表面的形狀，自動(dòng)調(diào)整探頭與工件表面的接觸狀態(tài)，使探頭與工件表面達(dá)到最佳耦合狀態(tài)。根據(jù)工件的具體要求，可使微調(diào)單元的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副保持打開或者將其全部鎖死，完成調(diào)節(jié)后即可進(jìn)行超聲波檢測(cè)。
[0028]當(dāng)需要改變探頭的檢測(cè)方向時(shí)，只需將探頭架整體升起，打開定位螺釘2，將上擋塊15順時(shí)針或者逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90度或180度，調(diào)整到所需方向，然后鎖緊定位螺釘2，然后重復(fù)以上探頭架調(diào)節(jié)步驟，即可進(jìn)行下一步超聲波檢測(cè)。
【權(quán)利要求】
1.一種四探頭超聲波探傷多自由度探頭架，包括微調(diào)單元、粗調(diào)單元、換向單元、探頭座，其特征是:四個(gè)探頭座共用一個(gè)滑軌(3)，滑軌(3)為四面均開有燕尾槽的長方體，探頭座與微調(diào)單元、粗調(diào)單元串聯(lián)連接，其中粗調(diào)單元具有一個(gè)移動(dòng)副和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副且都可鎖死，微調(diào)單元具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副且都可鎖死。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四探頭超聲波探傷多自由度探頭架，其特征是:微調(diào)單元的擺動(dòng)架(7)與叉口架(6)通過兩個(gè)擺動(dòng)架鎖緊螺栓(17)連接，兩個(gè)擺動(dòng)架鎖緊螺栓(17)的軸線共線，擺動(dòng)架(7)可繞擺動(dòng)架鎖緊螺栓(17)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)架(7)與探頭外座(8)通過兩個(gè)探頭座鎖緊螺栓(23)連接，兩個(gè)探頭座鎖緊螺栓(23)的軸線共線，探頭外座(8)可繞探頭座鎖緊螺栓(23)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；擺動(dòng)架(7)與叉口架￠)、擺動(dòng)架(7)與探頭外座(8)的連接孔均為光孔，各鎖緊螺栓起到銷軸的作用，擺動(dòng)架鎖緊螺栓(17)、探頭座鎖緊螺栓(23)的螺紋部分裝有鎖緊螺母(18)，擰緊鎖緊螺母(18)可將對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)自由度鎖死。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四探頭超聲波探傷多自由度探頭架，其特征是:換向單元的上擋塊(15)通過螺栓與滑軌(3)連接，上擋塊(15)可在連接座(I)中轉(zhuǎn)動(dòng)，上擋塊(15)中間圓柱部分每隔90度開有錐形槽，錐形槽的錐度與定位螺釘(2)頭部的錐度相同，當(dāng)上擋塊旋轉(zhuǎn)90度倍數(shù)的角度后，定位螺釘(2)可將上擋塊(15)定位并鎖死。
【文檔編號(hào)】G01N29/22GK204086222SQ201420614565
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】周玉林, 褚宏鵬, 陳龍龍, 王洪彪, 孫通帥 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)