【技术实现步骤摘要】
用于航空涡轮盘的超声相控阵成像自动扫描装置及方法
本专利技术涉及航空发动机涡轮盘内部缺陷的自动化超声无损检测的
,特别是涉及用于航空涡轮盘的超声相控阵成像自动扫描装置及方法。
技术介绍
航空发动机涡轮盘作为动力涡轮的核心部件,是决定飞行器安全性能的最重要部件之一。生产和加工过程中产生的微小夹杂和裂纹必然严重影响航空发动机涡轮盘的低循环疲劳寿命,使盘件的耐久性和可靠性急剧恶化并导致灾难性后果。通过无损检测方法及早发现盘件中的微小缺陷及夹杂对于提高盘件质量、避免航空事故具有重要作用。目前,各航空生产企业通常采用水浸超声聚焦检测技术对发动机涡轮盘进行逐点、逐层的三维机械扫描成像检测,受机械扫描速率、稳定性和主客观因素的影响,常规方法的检测精度较差且检测效率较低;一般只能保证大于200μm的缺陷不漏检,且检测时间需十小时以上。超声相控阵技术是近年来发展迅速的无损检测新技术,广泛的应用于能源、航空、化工以及复合材料和焊接等无损检测领域。相控阵检测换能器是由若干个独立的压电晶片按一定组合方式排列的阵列,通过电子方式控制阵列中各晶片的激发延时实现声束的偏转和聚焦,在不移动换能器位置的情况下实现对某一区域范围的声束叠加聚焦。超声相控阵C扫描检测技术无需通过机械方式改变深度聚焦,只需配置一维扫查装置即可实现平行于检测面的C扫描成像。将超声相控阵检测技术应用于航空发动机涡轮盘的无损检测中具有精度高、信噪比高、检测效率高的优势。然而,常规超声相控阵C扫描装置为一维直线扫描装置,只能进行一维直线扫描,并不适合盘件的圆形结构,很 ...
【技术保护点】
1.用于航空涡轮盘的超声相控阵成像自动扫描装置,其特征在于,包括运动控制组件、探头夹持组件、耦合调整组件、检测基座(17),所述运动控制组件通过第一可调连接件(6)与所述探头夹持组件连接,所述探头夹持组件通过第二可调连接件(18)与所述耦合调整组件连接,所述检测基座(17)设于运动控制组件、耦合调整组件之间;/n所述运动控制组件包括筒形支架(1)、双出轴步进电机(2)、编码器(3)、联轴器(4)、转动输出杆(5),所述筒形支架(1)的外径应小于发动机涡轮盘内孔直径,所述双出轴步进电机(2)、编码器(3)设于筒形支架(1)内部,所述双出轴步进电机(2)的上下两端均设有联轴器(4),所述编码器(3)通过下端的联轴器(4)与双出轴步进电机(2)的一轴连接,所述转动输出杆(5)依次穿过第一可调连接件(6)、筒形支架(1),且转动输出杆(5)通过上端的联轴器(4)与双出轴步进电机(2)的另一轴连接;/n所述探头夹持组件包括大横臂(7)、第一弹性构件(8)、压力传感器(9)、连接板、小横杆(11)、探头夹头(12),所述连接板上端与大横臂(7)连接,所述小横杆(11)上表面通过第一弹性构件(8)连 ...
【技术特征摘要】
1.用于航空涡轮盘的超声相控阵成像自动扫描装置,其特征在于,包括运动控制组件、探头夹持组件、耦合调整组件、检测基座(17),所述运动控制组件通过第一可调连接件(6)与所述探头夹持组件连接,所述探头夹持组件通过第二可调连接件(18)与所述耦合调整组件连接,所述检测基座(17)设于运动控制组件、耦合调整组件之间;
所述运动控制组件包括筒形支架(1)、双出轴步进电机(2)、编码器(3)、联轴器(4)、转动输出杆(5),所述筒形支架(1)的外径应小于发动机涡轮盘内孔直径,所述双出轴步进电机(2)、编码器(3)设于筒形支架(1)内部,所述双出轴步进电机(2)的上下两端均设有联轴器(4),所述编码器(3)通过下端的联轴器(4)与双出轴步进电机(2)的一轴连接,所述转动输出杆(5)依次穿过第一可调连接件(6)、筒形支架(1),且转动输出杆(5)通过上端的联轴器(4)与双出轴步进电机(2)的另一轴连接;
所述探头夹持组件包括大横臂(7)、第一弹性构件(8)、压力传感器(9)、连接板、小横杆(11)、探头夹头(12),所述连接板上端与大横臂(7)连接,所述小横杆(11)上表面通过第一弹性构件(8)连接于连接板下端,所述探头夹头(12)对称设于小横杆(11)下表面两侧,所述压力传感器(9)设于第一弹性构件(8)下方;
所述耦合调整组件包括竖臂(13)、小横臂(16)、万向轮,所述竖臂(13)与小横臂(16)固定连接,所述万向轮可动连接在小横臂(16)上表面。
2.根据权利要求1所述的用于航空涡轮盘的超声相控阵成像自动扫描装置,其特征在于,所述第一可调连接件(6)套设在大横臂(7)上,且第一可调连接件(6)前后两侧设有螺杆,所述检测基座(17)的内径等于发动机涡轮盘中孔内径的铸钢圆柱体结构。
3.根据权利要求1所述的用于航空涡轮盘的超声相控阵成像自动扫描装置,其特征在于,大横臂(7)远离运动控制组件的一端通过第二可调连接件(18)与竖臂(13)连接,所述连接板两侧均安装有滑轨连接件(10),所述第一弹性构件(8)至少三组,所述第一弹性构件(8)包括第一套杆、第一套筒、第一弹性元件,所述第一套筒上端与连接板固定连接,所述第一套杆一端通过第一弹性元件与第一套筒内部连接,第一套杆另一端与小横杆(11)连接。
4.根据权利要求3所述的用于航空涡轮盘的超声相控阵成像自动扫描装置,其特征在于,位于中间的弹性构件下方设有压力传感器(9),所述压力传感器(9)与压力计连接。
5.根据权利要求1所述的用于航空涡轮盘的超声相控阵成像自动扫描装置,其特征在于,所述小横臂(16)通过固定件(14)与竖臂(13)连接,所述万向轮设有三组,所...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈振华,许倩,高立,卢超,
申请(专利权)人:南昌航空大学,
类型:发明
国别省市:江西;36
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