一种螺栓一体化检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种螺栓一体化检测装置及检测方法，其中螺栓一体化检测装置包括箱体，以及安装在箱体上的螺栓超声导波检测模块、螺栓涡流检测模块和螺栓承托机构；所述螺栓超声导波检测模块和螺栓涡流检测模块分别设于螺栓承托机构的两侧；所述螺栓超声导波检测模块包括适于与螺栓的头部端面配合的超声导波探头；所述螺栓涡流检测模块包括适于与螺栓的螺纹相配合的涡流检测杆；所述螺栓承托机构包括设于箱体的上端面上并且可旋转的支承盘。本发明专利技术实现了在较短时间内对螺栓进行两种无损检测，全面而快速地发现螺栓表面和截面各种取向的缺陷，同时保障螺栓质量并提升检测效率。同时保障螺栓质量并提升检测效率。同时保障螺栓质量并提升检测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种螺栓一体化检测装置及检测方法


[0001]本专利技术涉及一种螺栓一体化检测装置及检测方法。

技术介绍

[0002]螺栓螺纹部位易出现加工或在役缺陷，易导致螺栓失效，因此特别重要。国内外通常采用磁粉检测、渗透检测对螺栓表面缺陷进行检测，采用超声检测对螺栓表面和截面缺陷进行检测。由于磁悬液滞留易导致伪显示，螺纹部位渗透剂易清洗不足或过清洗进而导致缺陷识别困难，因此近年来出现了涡流检测螺栓的技术研究。然而，涡流检测的效果依赖于电磁场的均匀分布、铁磁性材料磁导率均匀性以及空间位置的相似性等因素，超声检测易存在缺陷取向不良则检测效果不佳的问题，因此无论手工检测、亦或自动、半自动检测均无法在螺栓的检测中得到良好的应用效果。同时，采用多种无损检测方法对螺栓检测时效率较低，难以达到产能要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种能够在较短时间内实现螺栓两种无损检测方法实施的检测装置及检测方法，全面而快速地发现螺栓表面和截面(尤其是螺纹部位)各种取向的缺陷，同时保障螺栓质量并提升检测效率。
[0004]实现本专利技术目的的技术方案是：一种螺栓一体化检测装置，包括箱体，以及安装在箱体上的螺栓超声导波检测模块、螺栓涡流检测模块和螺栓承托机构；所述螺栓超声导波检测模块和螺栓涡流检测模块分别设于螺栓承托机构的两侧；所述螺栓超声导波检测模块包括适于与螺栓的头部端面配合的超声导波探头；所述螺栓涡流检测模块包括适于与螺栓的螺纹相配合的涡流检测杆；所述螺栓承托机构包括设于箱体的上端面上并且可旋转的支承盘；检测时，螺栓竖直装配在螺栓承托机构的支承盘上；所述螺栓包括螺栓试样和待检螺栓，所述螺栓试样的材质、热处理过程及表面状态与待检螺栓相同，螺栓试样用于提供检测基准。
[0005]所述螺栓超声导波检测模块还包括探头滑轨和第一支撑杆；所述第一支撑杆竖直设置在箱体的上端面上，第一支撑杆上设有竖直滑槽；所述探头滑轨水平设置，并且探头滑轨的一端与竖直滑槽滑动连接；所述超声导波探头上设有滑块，滑块与探头滑轨滑动连接。
[0006]进一步地，所述螺栓超声导波检测模块还包括超声波检测显示屏和超声波检测控制器；所述超声导波探头和超声波检测显示屏均与超声波检测控制器电连接；所述超声波检测控制器包括安装在箱体前端面上的第一按键和安装在箱体内部的第一集成模块。
[0007]进一步地，所述螺栓超声导波检测模块内置有纵向模态和扭转模态；当检测螺栓的横向缺陷时选择纵向模态，当检测纵向缺陷时选择扭转模态。
[0008]进一步地，所述螺栓涡流检测模块还包括杆套、第二支撑杆和锁紧器；所述第二支撑杆竖直设置在箱体的上端面上；所述涡流检测杆的一端固定在杆套的外周面上；所述杆套套设在第二支撑杆上，使涡流检测杆可相对于第二支撑杆进行竖直方向的移动；所述锁
紧器安装在杆套上用于将杆套锁定在第二支撑杆上。
[0009]进一步地，所述螺栓涡流检测模块的涡流检测杆的另一端设有导向球、弹簧杆和涡流传感器；所述导向球通过弹簧杆连接在涡流检测杆的另一端端面上；所述涡流传感器设于导向球的一侧，并且涡流传感器与导向球的中心高度一致。
[0010]进一步地，所述螺栓涡流检测模块还包括涡流检测显示屏和涡流检测控制器；所述涡流传感器和涡流检测显示屏均与涡流检测控制器电连接；所述涡流检测控制器包括安装在箱体前端面上的第二按键和内在的安装在箱体内部的第二集成模块。
[0011]进一步地，所述螺栓承托机构还包括旋转杆、电磁极和升降旋转驱动组件；所述支承盘固定在旋转杆的顶部，旋转杆贯穿箱体的上端面并与设置于箱体内的升降旋转驱动组件固定连接；所述升降旋转驱动组件驱动旋转杆做升降运动的同时旋转；所述电磁极设于支承盘的中心；所述涡流检测控制器控制磁化电源激发电流使电磁极产生磁场。
[0012]进一步地，所述升降旋转驱动组件包括导向柱、安装板、电机和固定螺母；所述导向柱在箱体的内底部竖直固定有至少一根；所述安装板与导向柱滑动连接；所述电机固定在安装板上，电机的输出轴竖直向上设置并且与旋转杆的底部固定连接；所述固定螺母固定在箱体的内顶部；所述旋转杆的中部贯穿箱体的上端面，并且旋转杆的外周面上设有与固定螺母螺纹连接的外螺纹；所述旋转杆的外螺纹长度不少于螺栓试样和待检螺栓的外螺纹长度。
[0013]本专利技术还提供上述一种螺栓一体化检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0014]第一步，确保螺栓试样的螺纹底部平整，将螺栓试样的螺纹底部平放在支承盘的电磁极上，开启螺栓涡流检测模块，在涡流检测控制器中输入螺栓的类型、规格和尺寸，并根据材质和热处理过程选择磁化参数，激发电磁极对螺栓进行整体磁化，螺栓试样被吸引固定并达到接近磁饱和；
[0015]第二步，将涡流检测杆的导向球对齐最上部螺纹起始位置，通过锁紧器固定涡流检测杆和支撑杆的相对位置，导向球通过弹簧杆的弹性作用力自由贴紧螺栓螺纹间隙，此时涡流传感器与螺纹两侧保持相同的间隙；
[0016]第三步，根据螺栓类型、规格和尺寸、材料电导率和磁导率选择检测频率，点击涡流检测控制器开始涡流检测，此时支承盘下的旋转杆通过电机带动匀速上升和旋转，螺栓试样的螺纹随即均匀旋转上升，与涡流传感器保持均匀位移，观察涡流检测显示器内的信号，将无缺陷处的相位调节至水平向左或向右，在经过纵向缺陷和横向缺陷时注意信号幅度和相位变化，若变化不明显，则通过调节增益、激发电压等将缺陷信号调节至满屏范围的80％，检测过程中信噪比不小于3:1，螺栓试样检测结束后，点击涡流检测控制器进行退磁；
[0017]第四步，开启超声导波检测模块，在超声波检测控制器中输入螺栓的类型、规格和尺寸，并根据螺栓尺寸、材料密度、弹性模量、泊松比等信息，通过频散曲线计算器计算得到频散曲线，根据频散曲线选择频率，并保证所选频率内的检测模态为非频散；
[0018]第五步，在螺栓试样头部端面涂覆耦合剂，调节探头滑轨和超声导波探头的位置，将超声导波探头放置在螺栓试样头部端面中央区域，在超声导波探头上均匀施加2N～5N的压力，选择扭转模态并开始激发声束，使检测范围处于满屏水平范围的90％，将纵向缺陷的信号调节至满屏高度的80％，再选择纵向模态并开始激发声束，使检测范围处于满屏水平
范围的90％，将横向缺陷的信号调节至满屏高度的80％，检测过程中信噪比不小于12dB；
[0019]第六步，取下螺栓试样，并将螺栓一体化检测装置归位，确认待检螺栓螺纹底部平整，将其螺纹底部平放在支承盘的电磁极上，激发电磁极对螺栓进行整体磁化，螺栓被吸引固定并达到接近磁饱和，按照第二步的方法开始涡流检测，检测过程中注意信号幅度超过满屏范围80％且非水平相位的情况，确认非结构或表面状态问题后记录并评定，涡流检测结束后对螺栓试样退磁；
[0020]第七步，在待检螺栓头部端面涂覆耦合剂，调节探头滑轨和超声导波探头的位置，将超声导波探头放置在待检螺栓头部端面中央区域，在超声导波探头上均匀施加2N～5N的压力，根据待检螺栓和螺栓试样的表面状况进行耦合补偿，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺栓一体化检测装置，其特征在于：包括箱体(5)，以及安装在箱体(5)上的螺栓超声导波检测模块(1)、螺栓涡流检测模块(2)和螺栓承托机构(3)；所述螺栓超声导波检测模块(1)和螺栓涡流检测模块(2)分别设于螺栓承托机构(3)的两侧；所述螺栓超声导波检测模块(1)包括适于与螺栓的头部端面配合的超声导波探头(1
‑
1)；所述螺栓涡流检测模块(2)包括适于与螺栓的螺纹相配合的涡流检测杆(2
‑
1)；所述螺栓承托机构(3)包括设于箱体(5)的上端面上并且可旋转的支承盘(3
‑
1)；检测时，螺栓竖直装配在螺栓承托机构(3)的支承盘(3
‑
1)上；所述螺栓包括螺栓试样(4)和待检螺栓，所述螺栓试样(4)的材质、热处理过程及表面状态与待检螺栓相同。2.根据权利要求1所述的一种螺栓一体化检测装置，其特征在于：所述螺栓超声导波检测模块(1)还包括探头滑轨(1
‑
2)和第一支撑杆(1
‑
3)；所述第一支撑杆(1
‑
3)竖直设置在箱体(5)的上端面上，第一支撑杆(1
‑
3)上设有竖直滑槽(1
‑
4)；所述探头滑轨(1
‑
2)水平设置，并且探头滑轨(1
‑
2)的一端与竖直滑槽(1
‑
4)滑动连接；所述超声导波探头(1
‑
1)上设有滑块(1
‑
5)，滑块(1
‑
5)与探头滑轨(1
‑
2)滑动连接。3.根据权利要求2所述的一种螺栓一体化检测装置，其特征在于：所述螺栓超声导波检测模块(1)还包括超声波检测显示屏(1
‑
6)和超声波检测控制器(1
‑
7)；所述超声导波探头(1
‑
1)和超声波检测显示屏(1
‑
6)均与超声波检测控制器(1
‑
7)电连接；所述超声波检测控制器(1
‑
7)包括安装在箱体(5)前端面上的第一按键和安装在箱体(5)内部的第一集成模块。4.根据权利要求1所述的一种螺栓一体化检测装置，其特征在于：所述螺栓超声导波检测模块(1)内置有纵向模态和扭转模态；当检测螺栓的横向缺陷时选择纵向模态，当检测纵向缺陷时选择扭转模态。5.根据权利要求1所述的一种螺栓一体化检测装置，其特征在于：所述螺栓涡流检测模块(2)还包括杆套(2
‑
2)、第二支撑杆(2
‑
3)和锁紧器(2
‑
4)；所述第二支撑杆(2
‑
3)竖直设置在箱体(5)的上端面上；所述涡流检测杆(2
‑
1)的一端固定在杆套(2
‑
2)的外周面上；所述杆套(2
‑
2)套设在第二支撑杆(2
‑
3)上，使涡流检测杆(2
‑
1)可相对于第二支撑杆(2
‑
3)进行竖直方向的移动；所述锁紧器(2
‑
4)安装在杆套(2
‑
2)上用于将杆套(2
‑
2)锁定在第二支撑杆(2
‑
3)上。6.根据权利要求5所述的一种螺栓一体化检测装置，其特征在于：所述螺栓涡流检测模块(2)的涡流检测杆(2
‑
1)的另一端设有导向球(2
‑
1a)、弹簧杆(2
‑
1b)和涡流传感器(2
‑
1c)；所述导向球(2
‑
1a)通过弹簧杆(2
‑
1b)连接在涡流检测杆(2
‑
1)的另一端端面上；所述涡流传感器(2
‑
1c)设于导向球(2
‑
1a)的一侧，并且涡流传感器(2
‑
1c)与导向球(2
‑
1a)的中心高度一致。7.根据权利要求6所述的一种螺栓一体化检测装置，其特征在于：所述螺栓涡流检测模块(2)还包括涡流检测显示屏(2
‑
5)和涡流检测控制器(2
‑
6)；所述涡流传感器(2
‑
1c)和涡流检测显示屏(2
‑
5)均与涡流检测控制器(2
‑
6)电连接；所述涡流检测控制器(2
‑
6)包括安装在箱体(5)前端面上的第二按键和内在的安装在箱体(5)内部的第二集成模块。8.根据权利要求7所述的一种螺栓一体化检测装置，其特征在于：所述螺栓承托机构(3)还包括旋转杆(3
‑
2)、电磁极(3
‑
3)和升降旋转驱动组件；所述支承盘(3
‑
1)固定在旋转杆(3
‑
2)的顶部，旋转杆(3
‑
2)贯穿箱体(5)的上端面并与设置于箱体(5)内的升降旋转驱动
组件固定连接；所述升降旋转驱动组件驱动旋转杆(3
‑
2)做升降运动的同时旋转；所述电磁极(3
‑
3)设于支承盘(3
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：万升云，桑劲鹏，郑小康，章文显，李广立，蒋元元，沈科，钱政平，
申请(专利权)人：中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：