本發(fā)明涉及無損檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種用于旋轉(zhuǎn)主軸裂紋檢測的彈性波激發(fā)裝置。

背景技術(shù)：

在工程實(shí)踐中，轉(zhuǎn)動軸是常見的用來傳播能量的運(yùn)動部件，特別是在發(fā)電、汽車、航空航天、現(xiàn)代制造等領(lǐng)域，對旋轉(zhuǎn)非均一軸的研究一直以來未曾間斷。對于轉(zhuǎn)動軸內(nèi)部的裂紋等缺陷的檢測也是一個重要的研究方向，特別是一些不便于停機(jī)檢測的設(shè)備，需要在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下對轉(zhuǎn)動軸的內(nèi)部缺陷進(jìn)行無損檢測?，F(xiàn)有的檢測方式通過測量轉(zhuǎn)動軸高速轉(zhuǎn)動時的振動參數(shù)，分析判斷出轉(zhuǎn)動軸內(nèi)部是否存在裂紋缺陷。這種檢測方式具有不足之處，首先轉(zhuǎn)動軸的振動具有不確定性，與轉(zhuǎn)動軸的形狀、尺寸誤差、安裝精度等都有關(guān)系，很難準(zhǔn)確判斷出轉(zhuǎn)動軸的內(nèi)部情況。另外由于轉(zhuǎn)動軸的高速轉(zhuǎn)動，無法直接對轉(zhuǎn)動軸進(jìn)行測量；通常采用間接測量的方式，即通過測量軸承或軸承座的振動間接獲得轉(zhuǎn)動軸的振動參數(shù)，間接測量獲得的振動參數(shù)的準(zhǔn)確性也無法得到保證，進(jìn)一步降低了檢測結(jié)果的可靠性。

彈性波檢測是一種新興的對旋轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)動軸進(jìn)行裂紋檢測的方法，由于彈性波的傳播特性受到材料物理屬性以及檢測對象的幾何形狀和內(nèi)部缺陷等因素的影響，通過分析振動波在轉(zhuǎn)動軸中的傳播情況，即可獲知轉(zhuǎn)動軸的內(nèi)部是否存在裂紋缺陷。與現(xiàn)有的其他檢測方法相比，彈性波檢測通過分析彈性波在激發(fā)時和通過轉(zhuǎn)動軸之后的變化，來分析振動波在轉(zhuǎn)動軸中的傳播情況，振動波的信號源可控，檢測的準(zhǔn)確性更好。轉(zhuǎn)動軸的彈性波檢測技術(shù)上主要有兩個難點(diǎn)，即彈性波的激發(fā)和信號的測量。由于轉(zhuǎn)動軸的高速轉(zhuǎn)動，傳統(tǒng)的彈性波激發(fā)裝置無法直接使用。目前常用的方式為人工敲擊傳動軸激發(fā)彈性波，但是這種方式不僅敲擊點(diǎn)和敲擊力度完全取決于敲擊者的主觀意志和專業(yè)技能水平，具有很大的不確定性，并且彈性波的振幅和頻率無法準(zhǔn)確獲得，影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性；而且在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下敲擊轉(zhuǎn)動軸也有可能發(fā)生事故，對設(shè)備和操作人員造成傷害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于旋轉(zhuǎn)主軸裂紋檢測的彈性波激發(fā)裝置，通過軸套與激波桿對激波器和轉(zhuǎn)動軸進(jìn)行連接，在轉(zhuǎn)動軸高速轉(zhuǎn)動狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確、持續(xù)的彈性波激發(fā)，確保了彈性波信號源的可靠性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：一種用于旋轉(zhuǎn)主軸裂紋檢測的彈性波激發(fā)裝置，包括激波器、激波桿和激波頭，所述激波桿的一端與激波器連接，另一端與激波頭連接；所述的激波頭上設(shè)有中心線與激波桿的軸向相互垂直的軸套孔，所述的軸套孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)活動連接有軸套；所述的軸套上設(shè)有中心線與軸套孔的中心線重合的軸孔。

該用于旋轉(zhuǎn)主軸裂紋檢測的彈性波激發(fā)裝置包括激波器、激波桿和激波頭，激波器產(chǎn)生彈性波，并通過激波桿和激波頭傳遞至待測轉(zhuǎn)動軸；所述的激波頭上設(shè)有中心線與激波桿的軸向相互垂直的軸套孔，所述的軸套孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)活動連接有軸套；所述的軸套上設(shè)有中心線與軸套孔的中心線重合的軸孔；待測轉(zhuǎn)動軸穿過軸孔，且軸套隨待測轉(zhuǎn)動軸同步轉(zhuǎn)動，軸套與轉(zhuǎn)動軸之間為過渡配合，激振器的力通過軸套最終作用在轉(zhuǎn)動軸上。與現(xiàn)有人工敲擊的方式相比，使用該激波裝置有效的避免了人工敲擊可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，通過激波頭和軸套的連接，并且有效的保證每次激振的激振力大小、位置保持一致，激振力可以均勻的施加在待測轉(zhuǎn)動軸上，從而確保激發(fā)出可控、穩(wěn)定、持續(xù)的彈性波信號。另外，由于激波器上產(chǎn)生的彈性波信號在經(jīng)過激波桿傳遞至轉(zhuǎn)動軸時，彈性波的振動頻率會發(fā)生改變，如果將彈性波直接作用在轉(zhuǎn)動軸上，將導(dǎo)致作用在轉(zhuǎn)動軸上的彈性波頻率不確定，影響最終的檢測結(jié)果；而在激波頭和轉(zhuǎn)動軸之間設(shè)置軸套，軸套與轉(zhuǎn)動軸過渡配合，彈性波經(jīng)過軸套時，振動頻率發(fā)生改變，最終輸出的振動頻率與軸套的材料和形狀等相關(guān)，并且無論輸入的振動頻率為多大，最終的輸出頻率均保持在一定的范圍內(nèi)，即軸套的固有頻率附近。該彈性波激發(fā)裝置激發(fā)的彈性波，振幅由激波器的激發(fā)力大小決定，而振動頻率取決于軸套的材質(zhì)、形狀等參數(shù)，很好的保證了最終作用在轉(zhuǎn)動軸上的彈性波的振幅、頻率等參數(shù)準(zhǔn)確可控，從而提高檢測精度。

作為優(yōu)選，所述軸套的外表面設(shè)有潤滑槽，所述的激波頭上設(shè)有連通激波頭外表面和潤滑槽的油孔；在運(yùn)行時，潤滑油通過油孔進(jìn)入潤滑槽，并進(jìn)一步分布在激波頭和軸套之間，減小激波頭與軸套之間滑動的阻力，提高檢測效果和設(shè)備的使用壽命。

作為優(yōu)選，所述的軸套由銅合金、鋁合金、鋼材或橡膠制成；不同材料制成的銅套可以獲得不同頻率范圍的彈性波，從而適應(yīng)不同轉(zhuǎn)軸或不同實(shí)際需求的檢測。

作為優(yōu)選，所述的激波桿包括第一激波桿和第二激波桿，所述的第一激波桿和第二激波桿之間設(shè)有長度調(diào)節(jié)裝置；不同類型的激振器在相同的力輸出時，由于具體不同的磁滯效應(yīng)，具有不同的初始位置；同一個激振器，在輸出不同頻率的激振力時，也會有不同的初始位置。長度調(diào)節(jié)裝置的設(shè)置可以滿足不同頻率和激波器的有效連接，確保激振力的順利傳遞。

作為優(yōu)選，所述的長度調(diào)節(jié)裝置包括沿軸向設(shè)置在第一激波桿一端的連接孔，及設(shè)置在第二激波桿上并與連接孔對應(yīng)的連接柱；所述的第一激波桿和第二激波桿通過連接孔和連接柱連接，并在連接處設(shè)有卡緊裝置。

作為優(yōu)選，還包括用于控制激波器工作的控制模塊，及與控制模塊電連接的力傳感器；所述的力傳感器設(shè)置在激波桿和激波頭之間，或者串接在激波桿上。進(jìn)行裂紋檢測時，激振器存在不按程序輸出激振力的情況；力傳感器用于對激波桿上傳遞的力進(jìn)行測量，并反饋至控制模塊；控制模塊將測量值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并根據(jù)測量值與預(yù)設(shè)值之間的差異對激波器發(fā)出相應(yīng)的控制信號，調(diào)整輸出力至于預(yù)設(shè)值相等，確保彈性波激發(fā)裝置所激發(fā)的彈性波與預(yù)設(shè)值相同；力傳感器的信號也同時作為彈性波信號測量的觸發(fā)信號，當(dāng)力傳感器輸出值與預(yù)設(shè)值相等時，開始進(jìn)行彈性波信號的采集。在進(jìn)行安裝時，調(diào)整激波桿的長度，當(dāng)力傳感器有信號輸出時，即代表長度合適，停止調(diào)節(jié)激波桿的長度并鎖緊卡緊裝置。

附圖說明

圖1為本實(shí)施例用于旋轉(zhuǎn)主軸裂紋檢測的彈性波激發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)施例用于旋轉(zhuǎn)主軸裂紋檢測的彈性波激發(fā)裝置的剖視圖；

圖3為本實(shí)施例用于旋轉(zhuǎn)主軸裂紋檢測的彈性波激發(fā)裝置中激波頭與軸套連接處的局部放大圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例

如圖1和圖2所示，一種用于旋轉(zhuǎn)主軸裂紋檢測的彈性波激發(fā)裝置，包括激波器1、激波桿2和激波頭3，激波器1產(chǎn)生彈性波，并通過激波桿2和激波頭3傳遞至待測轉(zhuǎn)動軸7；所述激波桿2的一端與激波器1連接，另一端與激波頭3連接；所述的激波頭3上設(shè)有中心線與激波桿2的軸向相互垂直的軸套4孔，所述的軸套4孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)活動連接有軸套4；所述的軸套4上設(shè)有中心線與軸套4孔的中心線重合的軸孔5。待測轉(zhuǎn)動軸7穿過軸孔5，且軸套4隨待測轉(zhuǎn)動軸7同步轉(zhuǎn)動，軸套4與轉(zhuǎn)動軸7之間為過渡配合，激振器的力通過軸套4最終作用在轉(zhuǎn)動軸7上。與現(xiàn)有人工敲擊的方式相比，使用該激波裝置有效的避免了人工敲擊可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，通過激波頭3和軸套4的連接，可以有效的保證每次激振的激振力大小、位置基本保持一致，激振力可以均勻的施加在待測轉(zhuǎn)動軸7上，從而確保激發(fā)出可控、穩(wěn)定、持續(xù)的彈性波信號。另外，由于激波器1上產(chǎn)生的彈性波信號在經(jīng)過激波桿2傳遞至轉(zhuǎn)動軸7時，彈性波的振動頻率會發(fā)生改變，如果將彈性波直接作用在轉(zhuǎn)動軸7上，將導(dǎo)致作用在轉(zhuǎn)動軸7上的彈性波頻率不確定，影響最終的檢測結(jié)果；而在激波頭3和轉(zhuǎn)動軸7之間設(shè)置軸套4，軸套4與轉(zhuǎn)動軸7過渡配合，彈性波經(jīng)過軸套4時，振動頻率發(fā)生改變，最終輸出的振動頻率與軸套4的材料和形狀等相關(guān)，并且無論輸入的振動頻率為多大，最終的輸出頻率均保持在一定的范圍內(nèi)，即軸套4的固有頻率附近。該彈性波激發(fā)裝置激發(fā)的彈性波，振幅由激波器1的激發(fā)力大小決定，而振動頻率取決于軸套4的材質(zhì)、形狀等參數(shù)，很好的保證了最終作用在轉(zhuǎn)動軸7上的彈性波的振幅、頻率等參數(shù)準(zhǔn)確可控，從而提高檢測精度。如圖3所示，所述軸套4的外表面設(shè)有潤滑槽41，所述的激波頭3上設(shè)有連通激波頭3的外表面和潤滑槽41的油孔31；在運(yùn)行時，潤滑油通過油孔31進(jìn)入潤滑槽41，并進(jìn)一步分布在激波頭3和軸套4之間，減小激波頭3與軸套4之間滑動的阻力，提高檢測效果和設(shè)備的使用壽命。

進(jìn)一步的，所述的軸套4由銅合金、鋁合金、鋼材或橡膠制成；不同材料制成的銅套4可以獲得不同頻率范圍的彈性波，從而適應(yīng)不同轉(zhuǎn)動軸7或不同實(shí)際需求的檢測。

進(jìn)一步的，所述的激波桿2包括第一激波桿21和第二激波桿23，所述的第一激波桿21和第二激波桿23之間設(shè)有長度調(diào)節(jié)裝置；所述的長度調(diào)節(jié)裝置包括沿軸向設(shè)置在第一激波桿21一端的連接孔211，及設(shè)置在第二激波桿23上并與連接孔211對應(yīng)的連接柱231；所述的第一激波桿21和第二激波桿23通過連接孔211和連接柱231連接，并在連接處設(shè)有卡緊裝置22。不同類型的激振器在相同的力輸出時，由于具體不同的磁滯效應(yīng)，具有不同的初始位置；同一個激振器，在輸出不同頻率的激振力時，也會有不同的初始位置。長度調(diào)節(jié)裝置的設(shè)置可以滿足不同頻率和激波器1的有效連接，確保彈性波的順利傳遞。

更進(jìn)一步的，還包括用于控制激波器1工作的控制模塊，及與控制模塊電連接的力傳感器6；所述的力傳感器6設(shè)置在激波桿2和激波頭3之間，或者串接在激波桿2上。進(jìn)行裂紋檢測時，激振器存在不按程序輸出激振力的情況；力傳感器6用于對激波桿2上傳遞的力進(jìn)行測量，并反饋至控制模塊；控制模塊將測量值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并根據(jù)測量值與預(yù)設(shè)值之間的差異對激波器1發(fā)出相應(yīng)的控制信號，調(diào)整輸出力至于預(yù)設(shè)值相等，確保彈性波激發(fā)裝置所激發(fā)的彈性波與預(yù)設(shè)值相同；力傳感器6的信號也同時作為彈性波信號測量的觸發(fā)信號，當(dāng)力傳感器6輸出值與預(yù)設(shè)值相等時，開始進(jìn)行彈性波信號的采集。在進(jìn)行安裝時，調(diào)整激波桿2的長度，當(dāng)力傳感器6有信號輸出時，即代表長度合適，停止調(diào)節(jié)激波桿2的長度并鎖緊卡緊裝置22。

以上所述的用于旋轉(zhuǎn)主軸裂紋檢測的彈性波激發(fā)裝置，通過軸套與激波桿對激波器和轉(zhuǎn)動軸進(jìn)行連接，在轉(zhuǎn)動軸高速轉(zhuǎn)動狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確、持續(xù)的彈性波激發(fā)，確保了彈性波信號源的可靠性。

總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。