超声残余应力检测仪制造技术

一种超声残余应力检测仪，该检测仪包括水平位移架和竖直压力施加组件，所述架与竖直压力施加组件间用L形连接臂连接，所述水平位移架包括与所述L形臂(8)一端连接的二维位移调节组件；所述竖直压力施加组件包括压力调节机构和检测机构。本发明专利技术通过微调螺纹副对位移的高调节精度，压力传感器对所施加压力的实时监测，实现了对待测部位高精度、压力可重复的测试，降低了残余应力的测试误差。通过内滑块向下移动时候带动万向节座下的压力，使声楔块底部能够自适应与待测平面吻合，实现了在非理想平面时声楔块底部能够与测试表面有效的贴合，提高了超声残余应力测试仪对金属残余应力的测试精度。

Ultrasonic residual stress detector

An ultrasonic residual stress tester, applying the instrument components including horizontal displacement of frame and vertical pressure, the pressure between the frame and the vertical component with L shaped connecting arm is connected, the horizontal displacement of frame includes the L arm (8) connected to one end of the displacement of the vertical adjusting component; the pressure component includes a pressure regulating mechanism and detecting mechanism. The invention realizes the high accuracy and pressure repeatable test of the measuring part by reducing the high adjustment precision of the screw pair to the displacement and the real-time monitoring of the pressure exerted by the pressure sensor, and reduces the test error of the residual stress. The inner slide moves down when drive universal socket under pressure, the acoustic wedge bottom can be adaptive with the measured plane anastomosis, achieved in the non ideal plane acoustic wedge at the bottom and can effectively improve the test surface fitting, ultrasonic residual stress testing precision of metal residual stress tester.

【技术实现步骤摘要】
超声残余应力检测仪
本专利技术涉及一种用于测量金属表面残余应力的检测仪，特别涉及一种超声残余应力检测仪。
技术介绍
因金属残余应力对金属加工变形和安全服役的影响，金属残余应力的检测受得到了广泛关注。超声残余应力检测技术是一种新兴的无损残余应力检测技术，超声波在金属表面及内部传播速度的不同，反映出构件表面和内部的残余应力的差异。该法包括在声楔块底部与金属接触部位涂抹耦合剂，以确保声楔块底部与金属表面有较高的耦合，使超声波探头发射的声波顺利经声楔块底部传到待测件表面随之吸收超声波信号。为保证高度耦合，将耦合剂涂抹在声楔块底部与金属接触的部位后再向声楔块垂直施压，该法的弊端在于每次用手施压重复性差，残余应力的检测结果误差很大，涂抹的耦合剂导致接触部位光滑，每次手的施压也很难保证手压的稳定性。因此，为保证残余应力测试结果的稳定性，需要提供一种便于定量施压并且确保声楔块底部与测试表面良好接触的工装设备。
技术实现思路
为满足现有技术的缺陷，提供一种检测仪，在每次残余应力测试过程中对声楔块施加相同压力，并且保证声楔块底部与测试表面良好接触，从而解决双手直接按压声楔块进行测试的不便和重复性差问题。本专利技术通过以下技术方案实现。一种超声残余应力检测仪，所述检测仪包括水平位移架和竖直压力施加组件，所述架与竖直压力施加组件间用L形臂(8)连接，所述水平位移架包括与所述L形臂(8)一端连接的二维位移调节组件；所述竖直压力施加组件包括压力调节机构和检测机构。优选的，所述二维位移调节组件包括四角设置有高度调节旋钮(2)的底座和设置在所述底座上横向和纵向交错设置的位移调节机构；所述位移调节机构包括设置在底座中间的滚珠丝杆固定座(3)、设置在固定座上的横向和纵向的两滑块以及能分别控制滑块横向和纵向移动的移动调节件。优选的，所述移动调节件为滚珠丝杆旋钮。优选的，所述L形臂(8)的水平臂的另一端设有安装支架内衬块(10)的开口槽和垂直于所述槽两凸块的高度调节杆(9)；所述高度调节杆(9)的横截面与支架内衬块(10)内部凹槽相配合且能上下滑动；所述高度调节杆(9)由水平垂直设置在所述开口槽两臂的固定件(11)固定。优选的，所述固定件为紧固旋钮。优选的，所述压力调节机构包括从上至下依次竖直设置的微调螺纹副、顶部设有供所述螺纹副竖直贯通的腔体盖(14)内部设有滑块下端设有供万向节座贯通的开口的腔体(15)和下端为凹槽的万向节座(18)；所述微调螺纹副从上至下同轴线设置有微调螺纹副旋钮(12)和内嵌在腔体盖(14)中的微调螺纹副螺纹套(13)；所述腔体(15)内设置有与微调螺纹副旋钮(12)相接触的内滑块(16)和位于内滑块与腔体内部下表面间起缓冲作用的橡胶块(17)；所述内滑块(16)的下端凸出部分与万向节座(18)的上端凹槽相适应。优选的，所述检测机构包括从上至下依次设置的一端与万向节座(18)凹槽配合的万向节球头(19)、压力传感器(20)、连接杆(21)和凸台状声楔块(22)；所述凸台状声楔块(22)两斜面上分别设有与垂直方向成30～45°夹角的内设有超声波探头(23)的凹槽。优选的，所述底座(1)为按质量百分比计的下述组份材料制成：25.5％～27.0％Cr、14.5％～16.0％Co，3.0％～3.5％Mo，0.5％～0.8％Ti，其余为Fe。与最接近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有以下优异效果：本专利技术提供的技术方案通过微调螺纹副对位移的高调节精度，压力传感器对所施加压力的实时监测，实现了对待测部位高精度、压力可重复的测试，降低了残余应力的测试误差。本专利技术提供的技术方案通过内滑块向下移动时候带动万向节座下的压力，使声楔块底部能够自适应与待测平面吻合，实现了在非理想平面时声楔块底部能够与测试表面有效的贴合，提高了超声残余应力测试仪对金属残余应力的测试精度。附图说明：图1为超声残余应力检测仪示意图；图2为超声残余应力检测仪结构示意图；图3为超声残余应力检测仪俯视图；图4为超声残余应力检测仪定压力施加部分横截面示意图；图5为垂向残余应力检测工作状态示意图；图6为横向残余应力检测工作状态示意图。图中，1底座、2高度调节旋钮、3滚珠丝杆固定座、4一级滚珠丝杆旋钮、5一级滑块、6二级滚珠丝杆旋钮、7二级滑块、8L形臂、9高度调节杆、10支架内衬块、11紧固旋钮、12微调螺纹副旋钮、13微调螺纹副螺纹套、14腔体盖、15腔体、16内滑块、17橡胶块、18万向节座、19万向节球头、20压力传感器、21连接杆、22声楔块、23超声波探头、24待测试样。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步说明，但本专利技术并不限于这些实施例。如图1所示为本专利技术提供的超声残余应力测试仪夹具示意图。根据功能划分，该专利技术分为位置调节和定压力施加两部分。如图2所示为本专利技术提供的超声残余应力测试仪夹具结构示意图。位置调节部分包括底座1、高度调节旋钮2、滚珠丝杆固定座3、一级滚珠丝杆旋钮4、一级滑块5、二级滚珠丝杆旋钮6、二级滑块7、L形臂8、高度调节杆9、支架内衬块10和紧固旋钮11。底座1四角部分安装分别安装四个高度调节旋钮2，通过调节高度调节旋钮2，实现底座1与待测表面平行。一级滑块5安装于底座1上，根据滚珠丝杆原理，通过一级滚珠丝杆旋钮4，实现一级滑块5的横向平移。二级滑块7安装于滑块5上，同理，采用滚珠丝杆原理，通过二级滚珠丝杆旋钮6，实现二级滑块7的垂向平移。L形臂8安装于二级滑块7上，通过一级滑块5和二级滑块7的横向和垂向平移，带动L形臂8在横向和垂向二维平面上的移动。支架内衬块10安装在L形臂8上，内部开有凹槽，高度调节杆9横截面与支架内衬块10上的凹槽相配合，实现调节杆9的上下滑移，进而实现底座1到待测表面不同高度的测试，支架8侧面有紧固旋钮11，通过紧固旋钮11实现调节杆9位置的固定。定压力施加部分包括微调螺纹副旋钮12、微调螺纹副螺纹套13、腔体盖14、腔体15、内滑块16、橡胶块17、万向节座18、万向节球头19、压力传感器20、连接杆21、声楔块22和超声波探头23。腔体15通过螺栓与调节杆9相连接，腔体盖14扣合在腔体15上，腔体盖14上开有圆孔，微调螺纹副螺纹套13内嵌在腔体盖14上，微调螺纹副螺纹套13与微调螺纹副旋钮12构成微调螺纹副。内滑块16、橡胶块17放置于腔体15内，微调螺纹副旋钮12下部与内滑块16接触，通过旋转微调螺纹副旋钮12，实现对内滑块16的施压，内滑块16与万向节座18相连接，而万向节座18和万向节球头19形成球副，内滑块16向下移动的时候，带动万向节座18向下移动，实现对压力传感器20的施压，压力传感器20与连接杆21连接，而连接杆21的柱状部分以及法兰面与声楔块22相连接。万向节球头19能够在万向节座18内自由活动，当内滑块16向下移动时候带动万向节座18下压力作用下，声楔块22底部能够自适应与待测平面吻合，实现在非理想平面时声楔块22底部能够与测试表面有效的贴合。声楔块上有两个超声波探头23并呈现特定的角度，通过超声波的发射和接收，实现试样表面残余应力的测量。如图3所示为超声残余应力测试仪夹具俯视图。如图4所示为超声残余应力测试仪定压力施加部分横截面示意图。如图5所示为垂向残余应力测试工作状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声残余应力检测仪，所述检测仪包括水平位移架和竖直压力施加组件，所述架与竖直压力施加组件间用L形臂(8)连接，其特征在于，所述水平位移架包括与所述L形臂(8)一端连接的二维位移调节组件；所述竖直压力施加组件包括压力调节机构和检测机构。

【技术特征摘要】
1.一种超声残余应力检测仪，所述检测仪包括水平位移架和竖直压力施加组件，所述架与竖直压力施加组件间用L形臂(8)连接，其特征在于，所述水平位移架包括与所述L形臂(8)一端连接的二维位移调节组件；所述竖直压力施加组件包括压力调节机构和检测机构。2.如权利要求1所述的超声残余应力检测仪，其特征在于，所述二维位移调节组件包括四角设置有高度调节旋钮(2)的底座和设置在所述底座上横向和纵向交错设置的位移调节机构；所述位移调节机构包括设置在底座中间的滚珠丝杆固定座(3)、设置在固定座上的横向和纵向的两滑块以及能分别控制滑块横向和纵向移动的移动调节件。3.如权利要求1所述的超声残余应力检测仪，其特征在于，所述L形臂(8)的水平臂的另一端设有安装支架内衬块(10)的开口槽和垂直于所述槽两凸块的高度调节杆(9)；所述高度调节杆(9)的横截面与支架内衬块(10)内部凹槽相配合且能上下滑动；所述高度调节杆(9)由水平垂直设置在所述开口槽两臂的固定件(11)固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军强，刘成，牛关梅，杨中玉，曹海龙，
申请(专利权)人：中铝材料应用研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11