專利名稱：便攜式大軸中心孔探傷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種便攜式大軸中心孔探傷裝置，集拉拔中心孔堵頭、氣動(dòng)打 磨、電動(dòng)珩磨精磨、自動(dòng)檢測、氣動(dòng)磨削消缺等多種功能為一體的裝置。
背景技術(shù)：
由鋼錠鍛制的汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等大軸存在冶金缺陷，冶金缺陷多集中 沿著大軸中心線分布，故采用軸向全長鏜中心孔來消除缺陷，但是，由于鍛件 中心部位的白點(diǎn)、偏析、夾雜和氣孔等冶金缺陷有一定的分散度，所以，鏜孔 難以徹底清除缺陷，往往在中心孔表面或近表面仍有缺陷殘留。汽輪機(jī)、發(fā)電 機(jī)轉(zhuǎn)子系高速轉(zhuǎn)動(dòng)部件，高速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生巨大的離心力，將使大軸中心孔表面承 受的切向應(yīng)力幾乎接近材料的屈服強(qiáng)度，加上熱應(yīng)力作用，大軸經(jīng)長期運(yùn)行后， 有可能在缺陷部位萌生裂紋并擴(kuò)展，若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，將會(huì)造成因裂紋嚴(yán)重 導(dǎo)致大軸報(bào)廢的重大經(jīng)濟(jì)損失，甚至發(fā)生大軸飛裂毀機(jī)的特大事故，因此在機(jī) 組制造、安裝及檢修中必須進(jìn)行大軸中心孔探傷，其目的是檢查大軸中心孔表 面和內(nèi)部的缺陷及其發(fā)展情況，以便及時(shí)處理，防止事故的發(fā)生。
現(xiàn)有在役機(jī)組大軸中心孔探傷工藝， 一般包括拔中心孔堵頭、表面打磨、 表面檢測、超聲波檢測和表面缺陷消除等多道工序。中心孔兩端堵頭必須拔出 才能進(jìn)行探傷。經(jīng)長時(shí)間運(yùn)行的汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)大軸中心孔表面，會(huì)產(chǎn)生氧化 腐蝕和疲勞，中心孔檢測前，要對表面進(jìn)行打磨。打磨質(zhì)量的好壞，會(huì)影響內(nèi) 窺鏡對表面的檢査及判斷，同時(shí)腐蝕坑和劃痕處應(yīng)力集中可能誘發(fā)疲勞裂紋的 產(chǎn)生，所以中心孔打磨質(zhì)量的好壞，既影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，又事關(guān)大軸運(yùn) 行的壽命和安全。
現(xiàn)有在役機(jī)組大軸中心孔檢測，包括大軸內(nèi)部缺陷超聲波探傷和表面缺陷 特別是裂紋的檢測。首次探傷時(shí)，兩項(xiàng)都要做，目的是檢査產(chǎn)品質(zhì)量，為大軸 全過程監(jiān)督積累數(shù)據(jù)。爾后的定期探傷， 一般只要作表面檢測，以監(jiān)測中心孔 表面在運(yùn)行中是否產(chǎn)生了表面裂紋，如有必要，才進(jìn)行超聲波探傷，主要復(fù)查
3首次探傷發(fā)現(xiàn)缺陷的部位，監(jiān)視缺陷有無發(fā)展。
當(dāng)檢測發(fā)現(xiàn)中心孔表面出現(xiàn)裂紋、腐蝕或其他嚴(yán)重缺陷時(shí)，還希望能夠在 現(xiàn)場進(jìn)行打磨處理，以免送制造廠鏜孔消缺的經(jīng)濟(jì)損失，所以中心孔打磨是在 役機(jī)組中心孔探傷中十分關(guān)鍵的一道工序。
大軸中心孔探傷是一項(xiàng)經(jīng)常性的工作，工序多，探傷工藝復(fù)雜，而且要到 現(xiàn)場進(jìn)行，所以，要確保探傷工作質(zhì)量，設(shè)備必須便于攜帶，使用操作方便， 檢測方法特別是表面檢測要先進(jìn)可靠，還要具有拋光打磨的綜合功能，能實(shí)現(xiàn) 快速拔出堵頭則更佳。
目前國內(nèi)在用打磨裝置有兩種一種是象機(jī)床一樣的大型的笨重的絎磨機(jī)， 打磨精度雖高，但現(xiàn)場使用很不方便，效率低，且不能用于打磨消除缺陷；另 一種是便攜式電動(dòng)或氣動(dòng)軟軸打磨機(jī)，采用離心懸浮干化打磨方式，手動(dòng)推拉 操作打磨，磨削表面粗糙，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。
表面檢測有光學(xué)內(nèi)窺鏡檢驗(yàn)法、視頻內(nèi)窺鏡檢驗(yàn)法、渦流檢測法、光學(xué)內(nèi) 窺鏡及渦流聯(lián)合檢測法等四種方法，內(nèi)部缺陷檢測有超聲波縱波和橫波檢測、 近表面缺陷渦流檢測，目前，上述幾種檢測方法均已實(shí)現(xiàn)電動(dòng)控制操作。
由現(xiàn)場配合，全部采用先架裝螺栓預(yù)拉緊后，再用氧、乙炔火焰加熱方法 的熱拔方法拉拔堵頭。效率低，拉拔時(shí)間長，且受現(xiàn)場配合條件限制。
由上可見，兩種打磨裝置均存在不足，性能達(dá)不到現(xiàn)場要求；檢測和打磨 各自采用一套驅(qū)動(dòng)裝置，不能互用，設(shè)備笨重、復(fù)雜，不便攜帶和使用，工作 效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有中心孔探傷設(shè)備存在的問題，提供一種便攜式 大軸中心孔探傷裝置。
本發(fā)明的便攜式大軸中心孔探傷裝置，包括中心孔堵頭拔具、打磨及檢測 一體化驅(qū)動(dòng)裝置和檢測設(shè)備，打磨及檢測一體化驅(qū)動(dòng)裝置由電氣控制柜、萬能 過渡板、導(dǎo)軌架及軸向驅(qū)動(dòng)器、周向驅(qū)動(dòng)器、導(dǎo)桿、皂液泵和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成， 電氣控制柜自動(dòng)控制氣動(dòng)打磨、衍磨、探傷等，并輸出檢測用電源；萬能過渡 板是安裝在大軸靠背輪上控制一體化驅(qū)動(dòng)裝置的位置控制器；導(dǎo)軌架及軸向驅(qū) 動(dòng)器，對接于萬能過渡板上，是周向驅(qū)動(dòng)器的行走軌道；周向驅(qū)動(dòng)器裝在導(dǎo)軌架上，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)桿周向轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向前后移動(dòng)；導(dǎo)桿一端置于周向驅(qū)動(dòng)器，另一端 連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行打磨及檢測。
本發(fā)明的便攜式大軸中心孔探傷裝置，中心孔堵頭拔具包括冷態(tài)拔銷器和 熱態(tài)拔蓋器，冷態(tài)拔銷器用于在冷態(tài)下拔出大軸中心孔堵頭，熱態(tài)拔蓋器用于 在熱態(tài)下拔出大軸中心孔堵頭。
本發(fā)明的便攜式大軸中心孔探傷裝置，冷態(tài)拔銷器由拔銷軸、沖擊錘和雙 頭螺栓組成，雙頭螺栓用于將冷態(tài)拔銷器與中心孔堵頭相接，拔銷軸是拔出大 軸時(shí)手扶的位置，拔出堵頭時(shí)通過攛動(dòng)沖擊錘產(chǎn)生拔出的沖擊力。
本發(fā)明的便攜式大軸中心孔探傷裝置，熱態(tài)拔蓋器由拉力螺桿、支撐蓋和 雙頭螺栓組成，通過雙頭螺栓把拉力螺桿連接到中心孔堵頭上，拉力螺桿上拉 力螺桿。
本發(fā)明的便攜式大軸中心孔探傷裝置，檢測設(shè)備包括超聲波檢測設(shè)備和多 頻渦流、電子內(nèi)窺鏡表面聯(lián)合檢測設(shè)備。
本發(fā)明的便攜式大軸中心孔探傷裝置，集拉拔中心孔堵頭、氣動(dòng)打磨、電 動(dòng)珩磨精磨、自動(dòng)檢測、氣動(dòng)磨削消缺等多種功能為一體，具備電動(dòng)銜磨精磨、 氣動(dòng)快磨及磨削消缺和超聲波檢測、渦流內(nèi)窺鏡聯(lián)合檢測等多種功能，且能快 速拔出中心孔堵頭，自動(dòng)化程度高，便于攜帶， 一次安裝，即可完成表面打磨、 探傷和缺陷磨削處理打磨等工序。


圖l是本發(fā)明的冷態(tài)拔銷器。
圖2是本發(fā)明的熱態(tài)拔蓋器。
圖3是本發(fā)明的打磨及檢測一體化驅(qū)動(dòng)裝置。
圖中標(biāo)記為
1——電氣控制柜
2——大軸
3——執(zhí)行機(jī)構(gòu)
4——萬能過渡板
5——導(dǎo)桿
6——周向驅(qū)動(dòng)器
7——導(dǎo)軌架及軸向驅(qū)動(dòng)器
58——皂液泵
11——雙頭螺栓
12——沖擊錘
13——拔銷軸
14——拉力螺桿
15——支撐蓋
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明大軸中心孔探傷裝置，由中心孔堵頭拔具、打磨及檢測一體化驅(qū)動(dòng) 裝置和檢測設(shè)備三部分組成。
中心孔堵頭拔具包括冷態(tài)拔銷器和熱態(tài)拔蓋器兩種拔具，其作用是快速拉 拔中心孔堵頭。如圖1所示，冷態(tài)拔銷器由拔銷軸13、沖擊錘12和雙頭螺栓 11三部分組成，通過雙頭螺栓11將冷態(tài)拔銷器與中心孔堵頭相接，手扶拔銷 軸13，攛動(dòng)沖擊錘12可產(chǎn)生的很大沖擊力，即可在冷態(tài)下拔出堵頭，拔前噴 灑一些松動(dòng)劑效果更好。如圖2所示，熱態(tài)拔蓋器由拉力螺桿14、支撐蓋15 和雙頭螺栓11三部分組成，通過雙頭螺栓11把拉力螺桿14連接到中心孔堵頭 上，再套架支撐蓋15，擰緊拉力螺桿14螺帽施加予拉力后，用火焰均勻加熱 軸頸即可拔出堵頭。兩種拔具的雙頭螺栓可通用。
如圖3所示，打磨及檢測一體化驅(qū)動(dòng)裝置由電氣控制柜1、萬能過渡板4、 導(dǎo)軌架及軸向驅(qū)動(dòng)器7、周向驅(qū)動(dòng)器6、導(dǎo)桿5、皂液泵8和執(zhí)行機(jī)構(gòu)3七個(gè)部 件組成。打磨有電動(dòng)珩磨和氣動(dòng)磨削兩種方法，并可進(jìn)行渦流內(nèi)窺鏡聯(lián)合表面 檢測和超聲波探傷。
電氣控制柜l自動(dòng)控制氣動(dòng)打磨、衍磨、探傷等功能，并輸出檢測用電源。 采用8951單片機(jī)為控制核心，通過周向傳感器、軸向傳感器、行程控制傳感器
完成輸入、信號(hào)通過處理后，送至8951 1/0 口， CPU接收操作指令后向變頻器 發(fā)出命令完成周向、軸向動(dòng)作及前進(jìn)步長的顯示、轉(zhuǎn)速顯示等功能。萬能過渡 板4是一體化驅(qū)動(dòng)裝置的安裝位置控制器，以便一體化裝置適應(yīng)不同規(guī)格尺寸 大軸。用螺栓和槽型壓板安裝在靠背輪上，對于各種規(guī)格靠背輪，均可把萬能 過渡板4與孔中心線的距離及位置調(diào)節(jié)為同一數(shù)值。導(dǎo)軌架及軸向驅(qū)動(dòng)器7， 對接于萬能過渡板4上，是周向驅(qū)動(dòng)器6的行走軌道，通過絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)軸向前后 驅(qū)動(dòng)力。周向驅(qū)動(dòng)器6裝在導(dǎo)軌架上，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)桿周向轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向前后移動(dòng)。導(dǎo)桿分為多節(jié)，中間用滾動(dòng)支架支撐，導(dǎo)桿一端置于周向驅(qū)動(dòng)器6，另一端連接 執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)，并作導(dǎo)汽管用。執(zhí)行機(jī)構(gòu)3，有氣動(dòng)打磨頭、珩磨頭、渦 流及電子內(nèi)窺鏡表面聯(lián)合檢測裝置、超聲波探傷裝置等。皂液泵8在氣動(dòng)打磨 和珩磨時(shí)施加皂液。
檢測設(shè)備包括超聲波檢測設(shè)備和多頻渦流、電子內(nèi)窺鏡表面聯(lián)合檢測設(shè)備， 對現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行了有機(jī)集成，設(shè)計(jì)制作了連接件。
本發(fā)明大軸中心孔探傷裝置可檢修探傷前預(yù)磨清潔、檢測、缺陷磨削處理 等功能。
探傷前預(yù)磨清潔，執(zhí)行機(jī)構(gòu)為氣動(dòng)砂輪機(jī)和珩磨頭，先用氣動(dòng)砂輪快磨。 高壓瓶裝氮?dú)饨?jīng)過減壓后，從導(dǎo)桿中導(dǎo)入氣動(dòng)砂輪機(jī)，利用離心力浮動(dòng)打磨， 同時(shí)開動(dòng)軸向驅(qū)動(dòng)器推動(dòng)砂輪機(jī)前進(jìn)和后退，并施加皂液，每根導(dǎo)桿來回打磨
5-6次即可。再用電動(dòng)珩磨頭精磨，軸向和周向驅(qū)動(dòng)器同時(shí)開啟，同時(shí)開啟皂 液泵輸送切削液，每根導(dǎo)桿來lHj打磨一次即可。施加皂液濕法氣動(dòng)打磨再加上 珩磨精磨，中心孔表面預(yù)磨的粗糙度可達(dá)0.8以下，較好地滿足了表面檢測要 求。
進(jìn)行檢測時(shí)，周向順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一周以上，軸向前進(jìn)3mm—10mm ，再反轉(zhuǎn) 回來，軸向前進(jìn)3mm-10mm，完成一個(gè)節(jié)距檢測后再前進(jìn)一個(gè)節(jié)距。周向轉(zhuǎn)動(dòng)速 度和軸向前進(jìn)速度和間距均可調(diào)節(jié)，超聲波探傷時(shí)通過油桶加壓供給耦合用油。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)有缺陷時(shí)，可以手動(dòng)操作周向和軸向驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行精確探傷。表面檢測采 用用視頻內(nèi)窺鏡和多頻渦流聯(lián)合探傷，采用兩種互補(bǔ)性極佳的表面檢測方法結(jié) 合，能夠發(fā)現(xiàn)深度0.3皿以上，周向長度大于1.5mm的表面缺陷，能提供缺陷 深度、長度、形貌、走向、位置等參數(shù)，定性、定量一次完成，可靠性極高， 誤判和漏檢的可能性極小?？筛鶕?jù)需要，選用超聲波縱波和橫波探頭探傷。 檢測發(fā)現(xiàn)表面或近表面缺陷后，可用氣動(dòng)砂輪局部來回打磨消除缺陷。 采用本發(fā)明大軸中心孔探傷裝置可采用如下步驟搭設(shè)距架子平臺(tái)；用專 用拔具拔出一端或兩端中心孔堵頭；把萬能過渡板4安裝聯(lián)接到大軸靠背輪上; 安裝導(dǎo)軌架及軸向驅(qū)動(dòng)器7和周向驅(qū)動(dòng)器6;接導(dǎo)桿、支撐軸承和皂液泵；接 通電源，再分別按氣動(dòng)打磨、珩磨和檢測各種工序安裝相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工 作；探傷完畢，拆卸驅(qū)動(dòng)裝置，清理內(nèi)孔表面后，干冰或液氮冷卻堵頭后裝復(fù)。本發(fā)明大軸中心孔探傷裝置集拉拔中心孔堵頭、氣動(dòng)打磨、電動(dòng)絎磨精磨、 自動(dòng)檢測、氣動(dòng)磨削消缺等多種功能為一體，具備電動(dòng)珩磨精磨、氣動(dòng)快磨及 磨削消缺和超聲波檢測、渦流內(nèi)窺鏡聯(lián)合檢測等多種功能，且能快速拔出中心 孔堵頭。適應(yīng)各型發(fā)電機(jī)組大軸中心孔的打磨和檢測，也可用于其他類似設(shè)備 部件的打磨和檢測。打磨、檢測電動(dòng)智能控制，也可手動(dòng)操作；打磨及檢測前 進(jìn)、后退和周向轉(zhuǎn)動(dòng)速度無級(jí)可調(diào)，打磨檢測聯(lián)合驅(qū)動(dòng)裝置由電氣控制，最大
部件"導(dǎo)軌架及軸向驅(qū)動(dòng)器"的重量38Kg，其它部件重量均小于20 Kg，自動(dòng) 化程度高，便于攜帶， 一次安裝，即可完成表面打磨、探傷和缺陷磨削處理打 磨等工序，操作簡便。
權(quán)利要求
1、一種便攜式大軸中心孔探傷裝置，其特征在于，包括中心孔堵頭拔具、打磨及檢測一體化驅(qū)動(dòng)裝置和檢測設(shè)備，打磨及檢測一體化驅(qū)動(dòng)裝置由電氣控制柜、萬能過渡板、導(dǎo)軌架及軸向驅(qū)動(dòng)器、周向驅(qū)動(dòng)器、導(dǎo)桿、皂液泵和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，電氣控制柜自動(dòng)控制氣動(dòng)打磨、衍磨、探傷等，并輸出檢測用電源；萬能過渡板是安裝在大軸靠背輪上控制一體化驅(qū)動(dòng)裝置的位置控制器；導(dǎo)軌架及軸向驅(qū)動(dòng)器，對接于萬能過渡板上，是周向驅(qū)動(dòng)器的行走軌道；周向驅(qū)動(dòng)器裝在導(dǎo)軌架上，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)桿周向轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向前后移動(dòng)；導(dǎo)桿一端置于周向驅(qū)動(dòng)器，另一端連接執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行打磨及檢測。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的便攜式大軸中心孔探傷裝置，其特征在于中心 孔堵頭拔具包括冷態(tài)拔銷器和熱態(tài)拔蓋器，冷態(tài)拔銷器用于在冷態(tài)下拔出大軸 中心孔堵頭，熱態(tài)拔蓋器用于在熱態(tài)下拔出大軸中心孔堵頭。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式大軸中心孔探傷裝置，其特征在于冷態(tài)拔銷器由拔銷軸、沖擊錘和雙頭螺栓組成，雙頭螺栓用于將冷態(tài)拔銷器與中心 孔堵頭相接，拔銷軸是拔出大軸時(shí)手扶的位置，拔出堵頭時(shí)通過攛動(dòng)沖擊錘產(chǎn) 生拔出的沖擊力。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式大軸中心孔探傷裝置，其特征在于熱態(tài) 拔蓋器由拉力螺桿、支撐蓋和雙頭螺栓組成，通過雙頭螺栓把拉力螺桿連接到 中心孔堵頭上，拉力螺桿上通過并緊螺母施加拉拔力。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的便攜式大軸中心孔探傷裝置，其特征在于檢測 設(shè)備包括超聲波檢測設(shè)備和多頻渦流、電子內(nèi)窺鏡表面聯(lián)合檢測設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便攜式大軸中心孔探傷裝置，包括中心孔堵頭拔具、打磨及檢測一體化驅(qū)動(dòng)裝置和檢測設(shè)備，打磨及檢測一體化驅(qū)動(dòng)裝置由電氣控制柜、萬能過渡板、導(dǎo)軌架及軸向驅(qū)動(dòng)器、周向驅(qū)動(dòng)器、導(dǎo)桿、皂液泵和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，電氣控制柜自動(dòng)控制氣動(dòng)打磨、衍磨、探傷等。具備電動(dòng)珩磨精磨、氣動(dòng)快磨及磨削消缺和超聲波檢測、渦流內(nèi)窺鏡聯(lián)合檢測等多種功能，且能快速拔出中心孔堵頭，自動(dòng)化程度高，便于攜帶，一次安裝，即可完成表面打磨、探傷和缺陷磨削處理打磨等工序。
文檔編號(hào)G01N27/90GK101498689SQ20091004284
公開日2009年8月5日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日
發(fā)明者鄒建偉, 陳紅冬 申請人:湖南省湘電鍋爐壓力容器檢驗(yàn)中心有限公司;湖南省電力公司試驗(yàn)研究院