本發(fā)明屬于渦流檢測領(lǐng)域，具體涉及一種小徑薄壁管渦流檢測旋轉(zhuǎn)運動裝置。

背景技術(shù)：

直徑小于等于10mm，長度小于等于4000mm的核燃料元件復合材料包殼管屬于實驗堆燃料元件材料，這種規(guī)格產(chǎn)品的鍍層厚度渦流檢測是國內(nèi)第一次針對該類產(chǎn)品的研究，目前國內(nèi)無方法借鑒。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種小徑薄壁管渦流檢測旋轉(zhuǎn)運動裝置，實現(xiàn)方便快捷地使用渦流探頭進行包殼管鍍層厚度檢測。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

小徑薄壁管渦流檢測旋轉(zhuǎn)運動裝置，包括進管裝置、管材卡具、管材夾具、管材支撐裝置、探頭、探頭卡具、探頭架、導軌、手動旋緊裝置、旋轉(zhuǎn)電機、步進電機和PLC控制裝置；

所述的進管裝置采用伺服電機帶動絲杠運動進管模式，用于將管材帶入管材卡具中；

所述的管材卡具設(shè)于進管裝置的后方，管材卡具包括互相平行設(shè)置且等間距的三條筋，用于固定管材，且保證管材卡具易于裝卸；

在管材卡具后方設(shè)有管材夾具，管材夾具為筒狀結(jié)構(gòu)；

在管材夾具上每隔500mm設(shè)置管材支撐裝置；

所述的旋轉(zhuǎn)電機設(shè)于管材卡具的后方，旋轉(zhuǎn)電機與軸承連接，軸承與管材卡具連接，軸承設(shè)于管材的外側(cè)；

管材通過進管裝置進入，經(jīng)管材卡具固定，設(shè)于管材夾具的內(nèi)側(cè)，旋轉(zhuǎn)電機帶動管材卡具旋轉(zhuǎn)進而帶動管材旋轉(zhuǎn)；

所述的導軌包括兩條軌道，兩條軌道互相平行，導軌設(shè)于進管裝置的前方；

在導軌遠離進管裝置的一端固定設(shè)有探頭架，探頭設(shè)于探頭架上，探頭卡具設(shè)于探頭和探頭架上；

所述的探頭卡具用于將探頭固定在探頭架上，保證探頭掃描時與管材的內(nèi)壁貼緊；

所述的探頭在運動時保持平穩(wěn)，且探頭的運動方向與管材軸向時刻保證在同一直線上；

所述的步進電機設(shè)于導軌的前方，步進電機與探頭和導軌固定連接，分別控制探頭和導軌運動；

在導軌靠近進管裝置的一端設(shè)有PLC控制裝置，當探頭經(jīng)步進電機驅(qū)動，從導軌遠離進管裝置的一端運動到導軌靠近進管裝置的一端時，PLC控制裝置控制探頭停止運動，此時旋轉(zhuǎn)電機帶動管材卡具旋轉(zhuǎn)，管材卡具帶動管材旋轉(zhuǎn)，然后PLC控制裝置控制探頭繼續(xù)前進，渦流儀開始進行管材的渦流檢測工作；

當探頭到達管材的另一端時，管材停止轉(zhuǎn)動，渦流儀結(jié)束渦流檢測，探頭按原路退回至導軌遠離進管裝置的一端；

所述的探頭為渦流探頭；

所述的手動旋緊裝置設(shè)于管材卡具的后方，與管材卡具固定連接，順時針旋轉(zhuǎn)手動旋緊裝置擰緊管材卡具，逆時針旋轉(zhuǎn)手動旋緊裝置松開管材卡具。

所述管材夾具的長度為4m，內(nèi)直徑為4～10mm，厚度為5mm。

在所述管材夾具的外側(cè)面設(shè)有凹槽，用于固定管材夾具，防止管材夾具晃動或位移。

所述的管材卡具、管材夾具、管材支撐裝置采用不銹鋼材料制造。

所述的管材支撐裝置用于支撐管材，保證管材的直線度≤0.1mm/3500mm。

所述的旋轉(zhuǎn)電機采取齒輪式傳動方式，旋轉(zhuǎn)電機帶動管材旋轉(zhuǎn)時，保證管材徑向跳動小于0.05mm。

所述導軌的兩條軌道相距500mm，長度均為4m，導軌采用高精度導軌，保證探頭前進的平穩(wěn)。

步進電機對探頭的驅(qū)動方式為螺旋式驅(qū)動。

本裝置實現(xiàn)兩種方式的掃描運動結(jié)合，一種是管材沿軸向旋轉(zhuǎn)，另一種是探頭在導軌上沿管材軸向運動，調(diào)節(jié)管材旋轉(zhuǎn)速度和探頭的步進速度實現(xiàn)管材內(nèi)表面的100％螺旋式掃描。

所述的管材為薄壁管，薄壁管的內(nèi)徑小于等于10mm，長度小于等于4000mm；本發(fā)明裝置適用于直徑小于等于10mm，長度小于等于4000mm的核燃料元件復合材料包殼管的旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)包殼管鍍層厚度渦流檢測。

本發(fā)明的顯著效果在于：

(1)采用本發(fā)明裝置可以進行直徑小于等于10mm，長度小于等于4000mm的核燃料元件復合材料包殼管的旋轉(zhuǎn)運動；

(2)采用本發(fā)明裝置可以快速、準確地實現(xiàn)包殼管鍍層厚度渦流檢測。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

小徑薄壁管渦流檢測旋轉(zhuǎn)運動裝置，包括進管裝置、管材卡具、管材夾具、管材支撐裝置、探頭、探頭卡具、探頭架、導軌、手動旋緊裝置、旋轉(zhuǎn)電機、步進電機和PLC控制裝置。

所述的進管裝置采用伺服電機帶動絲杠運動進管模式，用于將管材帶入管材卡具中。

所述的管材卡具設(shè)于進管裝置的后方，利用三角形具有穩(wěn)定性原理，管材卡具包括互相平行設(shè)置且等間距的三條筋，用于固定管材，且保證管材卡具易于裝卸。在管材卡具后方設(shè)有管材夾具，管材夾具為筒狀結(jié)構(gòu)，長度為4m，內(nèi)直徑為4～10mm，厚度為5mm，在筒狀結(jié)構(gòu)的外側(cè)面設(shè)有凹槽，用于固定管材夾具，防止管材夾具晃動或位移。在管材夾具上每隔500mm設(shè)置管材支撐裝置，用于將管材夾具的中部壓緊，支撐管材，防止管材中部不旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)不到位造成管材變形，保證管材的直線度≤0.1mm/3500mm。所述的管材卡具、管材夾具、管材支撐裝置采用不銹鋼材料制造。

所述的旋轉(zhuǎn)電機設(shè)于管材卡具的后方，旋轉(zhuǎn)電機與軸承連接，軸承與管材卡具連接，軸承設(shè)于管材的外側(cè)。旋轉(zhuǎn)電機采取齒輪式傳動方式，保證檢測的準確度。

管材通過進管裝置進入，經(jīng)管材卡具固定，設(shè)于管材夾具的內(nèi)側(cè)。旋轉(zhuǎn)電機帶動管材卡具旋轉(zhuǎn)進而帶動管材旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)電機帶動管材旋轉(zhuǎn)時保證管材徑向跳動小于0.05mm。

所述的導軌包括兩條軌道，兩條軌道互相平行，相距500mm，兩條軌道的長度均為4m，導軌設(shè)于進管裝置的前方。導軌采用高精度導軌，保證探頭前進的平穩(wěn)。

在導軌遠離進管裝置的一端固定設(shè)有探頭架，探頭設(shè)于探頭架上，探頭卡具設(shè)于探頭和探頭架上。所述的探頭卡具用于將探頭固定在探頭架上，保證探頭掃描時與管材的內(nèi)壁貼緊。所述的探頭在運動時保持平穩(wěn)，且探頭的運動方向與管材軸向時刻保證在同一直線上。

所述的步進電機設(shè)于導軌的前方，步進電機與探頭和導軌固定連接，分別控制探頭和導軌運動。其中，探頭的驅(qū)動方式為螺旋式驅(qū)動。

在導軌靠近進管裝置的一端設(shè)有PLC控制裝置，當探頭經(jīng)步進電機驅(qū)動，從導軌遠離進管裝置的一端運動到導軌靠近進管裝置的一端時，PLC控制裝置控制探頭停止運動。此時旋轉(zhuǎn)電機帶動管材卡具旋轉(zhuǎn)，管材卡具帶動管材旋轉(zhuǎn)，然后PLC控制裝置控制探頭繼續(xù)前進，渦流儀開始進行管材的渦流檢測工作。當探頭到達管材的另一端時，管材停止轉(zhuǎn)動，渦流儀結(jié)束渦流檢測，探頭按原路退回至導軌遠離進管裝置的一端。為確保管材與管材卡具夾緊，使旋轉(zhuǎn)電機帶動管材旋轉(zhuǎn)，可使用手動旋緊裝置進一步夾緊管材。

所述的探頭是渦流探頭。

所述的管材為薄壁管，薄壁管的內(nèi)徑小于等于10mm，長度小于等于4000mm。

所述的手動旋緊裝置設(shè)于管材卡具的后方，與管材卡具固定連接，順時針旋轉(zhuǎn)手動旋緊裝置擰緊管材卡具，逆時針旋轉(zhuǎn)手動旋緊裝置松開管材卡具。在因管材直線度不夠等原因出現(xiàn)管材無法安裝至管材卡具內(nèi)指定位置的情況下，可通過調(diào)節(jié)手動旋緊裝置確保管材卡緊后再進行自動旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明裝置實現(xiàn)兩種方式的掃描運動結(jié)合，一種是管材沿軸向旋轉(zhuǎn)，另一種是探頭在導軌上沿管材軸向運動，調(diào)節(jié)管材旋轉(zhuǎn)速度和探頭的步進速度即可實現(xiàn)管材內(nèi)表面的100％螺旋式掃描。使用本發(fā)明裝置進行直徑小于等于10mm，長度小于等于4000mm的核燃料元件復合材料包殼管的旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)包殼管鍍層厚度渦流檢測的快速、準確。