專利名稱：柴油機(jī)氣閥及連桿螺栓超聲波自動探傷機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種柴油機(jī)氣閥及連桿螺栓超聲波自動探傷機(jī)。
背景技術(shù)：
氣閥和連桿螺栓是柴油機(jī)心臟部位的部件，它的質(zhì)量好壞直接危及柴油機(jī)的動力和運行安全，所以是必須要嚴(yán)格檢測的部件。
柴油機(jī)的氣閥材質(zhì)是(4Cr14In14W2Mo)這種合金材料不勵磁，晶粒比較粗大，現(xiàn)有的檢測方法有兩種。一是用渦流檢測閥口焊接部位；二是用滲透法檢測閥桿。這兩種方法檢測氣閥均帶來方法的不可靠性。先說渦流方法檢測閥口的焊接部位焊接的閥口缺陷包括裂紋、夾渣、氣孔、未熔合、過熔等……。渦流只是聽個聲音具體是什么缺陷無法確認(rèn)，尤其是用過的氣閥，是母材先裂，還是焊接材料先裂無法確認(rèn)，如果是母材先裂，渦流檢測的可靠性很小(舊氣閥檢測要磨完渦流才能檢測，加工后薄厚不一，又給渦流檢測帶來不可靠因素，如磨后有缺陷就浪費磨的工時)。閥桿加工工藝會造成有些缺陷在內(nèi)部，滲透無法檢測，用過的氣閥拆下維修時積碳較多，滲透液很難滲入顯影，因此帶來更多不可靠的因素，滲透液有毒不利于環(huán)保，易燃不安全。連桿螺栓現(xiàn)在用的是電磁探傷，因螺栓都鍍銅，要先將鍍銅去掉，再用電磁探傷，探后再鍍銅，本身絲扣就聚磁粉，非扣端的螺栓拐角處也聚磁粉真正出傷是受力最大的是第二扣、第三扣、第四扣和非扣端的拐角處，這都是電磁的盲區(qū)，勞民傷財，不能達(dá)到理想效果。
超聲波檢測氣閥和連桿螺栓的難題1、材質(zhì)問題晶粒大超聲波檢測氣閥首先是材質(zhì)問題4Cr14In14W2Mo這種材質(zhì)晶粒比較粗大、晶格反射波的幅度高、一般方法很難區(qū)分傷波和晶格反射波。
2、表面干擾大氣閥材質(zhì)的聲速比普通鋼慢，一般是3100m/s，連桿螺栓表面鍍銅，銅的聲速又與鋼的聲速不同，且這種工件表面光滑度比較高，易形成表面波，會干擾真正的傷波，尤其是檢測連桿螺栓的絲扣部分這種表面干擾波危害更大。
3、手動人工探傷的不可靠因素超聲波檢測柴油機(jī)氣閥和連桿螺栓，首先要發(fā)現(xiàn)小的危害缺陷，是很細(xì)致的重復(fù)性勞動，而且量比較大，一般每臺柴油機(jī)32個或48個、64個不等。要求氣閥和連桿螺栓周向轉(zhuǎn)動、橫向移動探頭，探傷的手法輕重、偶合劑的多少都會影響超聲波探傷的可靠性。
4、規(guī)格型號雜由于柴油機(jī)的規(guī)格型號不同，生產(chǎn)廠不同氣閥和連桿螺栓的數(shù)量、形狀、長短、粗細(xì)、連桿螺栓的絲扣大小、多少都有區(qū)別，要自動探傷就要有一個適應(yīng)各種型號氣閥與連桿螺栓探傷的掃查器。
本實用新型的目的是提供一種能準(zhǔn)確檢測氣閥及連桿螺栓的各種微小缺陷的數(shù)字程控超聲波自動探傷機(jī)，它主要是由聚焦探頭、探傷儀、掃查器組成，其中掃查器的底盤上一側(cè)安裝有閥口探頭支架，其上安裝有閥口聚焦探頭，另一側(cè)設(shè)有一下端與底盤水平滑動連接的移動尾座，移動尾座下端有一尾座鎖緊搬手，上部有一工件定位器，在閥口探頭支架外側(cè)有一由主電機(jī)帶動的減速器中心伸出的與工件定位器軸線相對的轉(zhuǎn)動軸，在轉(zhuǎn)動軸與工件定位器的軸線上方設(shè)有一個可在二者之間水平往復(fù)運動的移動聚焦探頭，軸線下方設(shè)有一個對應(yīng)工件檢測長度的裝有含油海綿體的油槽，聚焦探頭及掃查器上的主電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)分別與探傷儀導(dǎo)線連接，并由探傷儀的微型電了計算機(jī)進(jìn)行控制。根據(jù)工件的不同，所用的聚焦探頭也不相同，閥口探頭，根據(jù)閥口厚度，采用瓦聚焦探頭或點聚焦探頭，聚焦點在R25-R35mm，2.5P-5P，超聲波折射角為56°-60°；閥桿探傷采用3P-5P范圍最好，聚焦點在R25-R35mm，超聲波折射角38°-47°的聚焦探頭，連桿螺栓絲扣探傷采用3P-5P范圍最好聚焦點在R25-R50mm，超聲波折射角60°-64°的聚焦探頭，連桿螺栓桿部探傷，采用3P-5P范圍最好，聚焦點在R25-R35mm，超聲波折射角38°-48°，一次波發(fā)現(xiàn)0.1mm裂紋信噪比大于12db，探絲扣的靈敏度比桿部的探傷靈敏度差15db。
由于采用聚焦探頭，其一次波、二次波的聲場都集中，能區(qū)分出晶格反射波和傷波，避免錯檢，而且由于所檢工件壓在含油海綿體上面，既能消除表面干擾波，又能保證耦合均勻，同時利用數(shù)字程控技術(shù)可有效消除人工檢測的不確定性，從而可提供出高可靠性的探傷檢測結(jié)果，時間短，效率高。


圖1掃查器總裝圖圖2電氣原理圖圖3氣閥試塊圖圖4氣閥閥口面試塊圖圖5連桿螺栓試塊圖具體實施方式
本實用新型柴油機(jī)氣閥及連桿螺栓超聲波自動探傷機(jī)主要由聚焦探頭、探傷儀、掃查器組成，其中掃查器包括底盤1、跑車2、油槽3、閥口探頭支架4、移動尾座8、主電機(jī)6、減速器7等，底盤1上一側(cè)安裝有閥口探頭支架4、其上安裝有閥口聚焦探頭9，另一側(cè)安裝有移動尾座8，移動尾座下端通過滑道10與底盤1連接，并設(shè)有鎖緊搬手11，可將移動尾座與底盤定位鎖緊，移動尾座的上部為一工件定位器12，其前端為管狀，工件尾部可插入管里，工件前端由主電機(jī)6帶動的減速器7中心伸出的與工件定位器12軸向相對的轉(zhuǎn)動軸13頂緊，并可由轉(zhuǎn)動軸13帶動工件周向旋轉(zhuǎn)，工件定位器12可由工件定位器鎖緊搬手14將之與移動尾座8固定鎖緊，跑車2上有一步進(jìn)電機(jī)15，由步進(jìn)電機(jī)15帶動一齒輪17，并通過齒輪17與底盤上的齒條16咬合使跑車2可在底盤1上的閥口探頭支架4及移動尾座8之間往復(fù)運動，在跑車2側(cè)面向上伸出一個探頭支架19，其上安裝有移動聚焦探頭18，該聚焦探頭18位于轉(zhuǎn)動軸13與工件定位器12軸線上方，在轉(zhuǎn)動軸與工件定位器軸線下方安裝有一個對應(yīng)工件檢測長度的裝有含油海綿體5的油槽3，聚焦探頭，主電機(jī)6及步進(jìn)電機(jī)15分別與探傷儀導(dǎo)線連接。
在探傷前，首先對儀器掃查器進(jìn)行設(shè)定，裝上試塊并壓緊搬手，將移動尾座及工件定位器定位鎖緊，試塊工件壓在油槽的含油海綿體上，開啟主電源，進(jìn)行閥口探傷零點及靈敏度校準(zhǔn)將探傷儀(閥口端)進(jìn)入手動，按動主電機(jī)正反轉(zhuǎn)開關(guān)，用閥口聚焦探頭在氣閥試塊上(參見圖3、圖4)找至人工傷(人工傷20設(shè)定為Φ2mm半孔、人工傷21、22的寬×深×長設(shè)定為0.15×0.15×10mm)其高度達(dá)到波幅80％，調(diào)正儀器閘門高度達(dá)到滿屏的60％，將閘門內(nèi)的回波調(diào)到實際的試塊缺陷位置，確認(rèn)退出轉(zhuǎn)入自動準(zhǔn)備；閥桿探傷零點及靈敏度校準(zhǔn)儀器(閥桿端)進(jìn)入手動，按動主電機(jī)正反轉(zhuǎn)開關(guān)，跑車行程調(diào)整，用移動聚焦探頭在氣閥試塊的閥桿及連桿螺栓試塊上(參見圖3、圖5)找到人工傷(人工傷23、24的寬×深設(shè)定為0.15×0.15mm、人工傷25、26的寬×深設(shè)定為0.15×0.1mm、人工傷27的寬×深設(shè)定為0.15×0.2mm)其最大反射波高度達(dá)到滿屏的80％，確定探頭掃查起始位置，然后再調(diào)整跑車，確定探頭終止位置以確定跑車的掃查行程，轉(zhuǎn)入自動準(zhǔn)備，調(diào)整儀器閘門達(dá)到滿屏的60％，將閘門內(nèi)的回波調(diào)到與閥桿直徑相等的位置，確認(rèn)退出，取下試塊，將要檢測的工件裝在掃查器上進(jìn)行探傷，在進(jìn)行工件探傷時，根據(jù)不同工件，應(yīng)選用不同的聚焦探頭以16V240ZJD型柴油機(jī)為例超聲波折射角 聚焦點氣閥閥口探頭規(guī)格58°±2° R25mm閥桿探頭規(guī)格40°±3° R35mm連桿螺栓絲扣探頭規(guī)格62°±2° R50mm絲扣端桿探頭規(guī)格40°±3° R35mm非扣端桿探頭規(guī)格40°±3° R35mm以12V180ZJ型柴油機(jī)為例超聲波折射角 聚焦點氣閥閥口探頭規(guī)格58°±2° R25mm閥桿探頭規(guī)格42°±3° R25mm連桿螺栓絲扣探頭規(guī)格60°±2° R35mm絲扣端桿探頭規(guī)格40°±2° R25mm非扣端桿探頭規(guī)格42°±2° R35mm在檢測連桿螺栓時，可同時安裝多個探頭，分別對桿部和絲扣進(jìn)行探傷。
權(quán)利要求1.一種柴油機(jī)氣閥及連桿螺栓超聲波自動探傷機(jī)，其特征在于它主要由聚焦探頭、探傷儀、掃查器組成，其中掃查器的底盤(1)上一側(cè)安裝有閥口探頭支架(4)，其上安裝有閥口聚焦探頭(9)，另一側(cè)設(shè)有一下端與底盤水平滑動連接的移動尾座(8)，移動尾座下端有一尾座鎖緊搬手(11)，上部有一工件定位器(12)，在閥口探頭支架(4)外側(cè)有一由主電機(jī)帶動的減速器中心伸出的與工件定位器(12)軸線相對的轉(zhuǎn)動軸(13)，在轉(zhuǎn)動軸(13)與工件定位器(12)的軸線上方設(shè)有一個可在二者之間水平往復(fù)運動的移動聚焦探頭(18)，軸線下方設(shè)有一個對應(yīng)工件檢測長度的裝有含油海綿體(5)的油槽(3)，聚焦探頭及掃查器上的主電機(jī)(6)和步進(jìn)電機(jī)(15)分別與探傷儀導(dǎo)線相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種柴油機(jī)氣閥及連桿螺栓超聲波自動探傷機(jī)，其特征在于檢測閥口探頭應(yīng)為2.5P-5P，聚焦點R25-R35mm，超聲波折射角56°-60°的聚焦探頭；檢測閥桿探頭應(yīng)為3P-5P，聚焦點R25-R35mm，超聲波折射角38°-47°的聚焦探頭；檢測連桿螺栓絲扣探頭應(yīng)為3P-5P聚焦點R25-R50mm，超聲波折射角60°-64°的聚焦探頭；檢測連桿螺栓桿部探頭應(yīng)為3P-5P聚焦點R25-R35mm，超聲波折射角38°-48°的聚焦探頭。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種柴油機(jī)氣閥及連桿螺栓超聲波自動探傷機(jī)，其特征在于跑車(2)上有一步進(jìn)電機(jī)(15)，由步進(jìn)電機(jī)(15)帶動齒輪(17)，并通過齒輪(17)與底盤(1)上的齒條(16)咬合，在跑車(2)側(cè)面向上伸出一個探頭支架(19)，其上安裝有移動聚焦探頭(18)，該聚焦探頭(18)位于轉(zhuǎn)動軸(13)與工件定位器(12)軸線上方。
專利摘要本實用新型公開了一種柴油機(jī)氣閥及連桿螺栓超聲波自動探傷機(jī)，它主要由聚焦探頭、探傷儀、掃查器組成，其中掃查器包括底盤、跑車、油槽、閥口探頭支架、移動尾座、主電機(jī)、減速器等，工件卡在轉(zhuǎn)動軸和工件定位器中間，工件上方設(shè)有一移動聚焦探頭，工件下方設(shè)有一個油槽，采用數(shù)字程控技術(shù)，消除了人工檢測的不確定性，能準(zhǔn)確檢測出工件各種微小缺陷，檢測速度快、可靠性高。
文檔編號G01N29/04GK2528012SQ0126475
公開日2002年12月25日 申請日期2001年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月10日
發(fā)明者范洪斌 申請人:范洪斌