一种检测在役风机轴承轮齿根部裂纹的方法技术

本发明专利技术公开了一种检测在役风机轴承轮齿根部裂纹的方法及系统，属于无损检测技术领域。将相控阵超声探头和相控阵超声仪器组成检测系统，相控阵超声探头置于风机轴承轮齿顶部，相控阵超声检测仪器在线性扫描，在相控阵超声检测仪器上在一定范围内多次调节线性扫描的入射度α，使得检测声束在轴承轮齿根部发生波形转换，变换后的表面波沿着轮齿根部近表面传播，遇到裂纹时会形成裂纹反射波，则在相控阵超声仪器上显示一个裂纹波峰。本发明专利技术实现了对在役风机轴承轮齿根部裂纹检测，提高风电机组运行的安全性，降低检修成本，减少机组因非停造成的经济损失，具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种检测在役风机轴承轮齿根部裂纹的方法


[0001]本专利技术属于无损检测
，具体涉及一种检测在役风机轴承轮齿根部裂纹的方法。

技术介绍

[0002]轴承是当代机械设备中一种重要零部件，常被称为“工业的关节”，其主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。目前，轴承已广泛应用于风力发电机机组的变桨和偏航系统中。随着相同单机容量风电机组的叶片越来越长，且很多新建风电场处于山地，风场湍流较大，变桨轴承和偏航轴承所承受的载荷增大。但是，由于受到轮毂和机舱尺寸的限制，对应轴承尺寸难以得到相应增大，造成轴承承受了更大的载荷，发生轴承开裂的概率也越来越大。
[0003]其中在役风机轴承齿轮副在啮合传递运行时，主动轮的作用力和从动轮的反作用力都通过接触点分别作用在对方轮齿上，最危险的情况是接触点某一瞬间位于轮齿的齿顶部，此时轮齿如同一个悬臂梁，受载后齿根处产生的弯曲应力最大，若因突然过载或冲击过载，很容易在齿根处产生过载断裂。
[0004]风机轴承轮齿在制造过程中多采用磁粉检测，但是轴承组装完成后，因结构限制，并且轴承轮齿表面涂抹润滑油，导致磁粉检测和渗透检测难以实施。由于轮齿根部裂纹的位置在根部，并且裂纹方向近似垂直于轴承滚道方向，使得常规超声波激发的检测声束与裂纹平行，最终导致轮齿裂纹难以检出。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种检测在役风机轴承轮齿根部裂纹的方法，操作简便，能够快速、高效地检测出在役风机轴承轮齿根部裂纹。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0007]一种检测在役风机轴承轮齿根部裂纹的方法，包括：
[0008]S1：将相控阵超声探头置于风机轴承轮齿人工槽对比试块顶部并达到声耦合状态；
[0009]S2：相控阵超声探头对风机轴承轮齿进行扫描时，在相控阵超声检测仪器上在多次调节扫描的入射角度，直至找到由人工槽引发单个独立波峰的入射角α，并予以记录；
[0010]S3：将相控阵超声探头置于待检风机轴承轮齿顶部，按照S2确定的入射角α，激发检测声束进行扫描并发生波形变换，对风机轴承轮齿根部裂纹进行检测。
[0011]优选地，所述风机轴承轮齿人工槽对比试块与待检风机轴承的材质相同。
[0012]优选地，相控阵超声探头的数量为1，且相控阵超声探头中阵元的数目≥16。
[0013]进一步优选地，相控阵超声探头中各阵元的形状均为矩形，且各阵元呈线性阵列分布。
[0014]优选地，S2和S3中所述的扫描，均为线性扫描。
[0015]优选地，所述风机轴承轮齿人工槽对比试块的轮齿根部为圆滑过渡形状。
[0016]优选地，所述风机轴承轮齿人工槽对比试块上的人工槽的横截面为矩形，深度为1mm，宽度为0.2mm。
[0017]优选地，S2中，相控阵超声探头激发的入射角α声波在风机轴承轮齿人工槽对比试块的轮齿根部变换为表面波沿着轮齿根部近表面传播，遇到人工线槽后形成人工线槽反射波沿着原路径返回相控阵超声探头，在相控阵超声仪器上显示单个独立波峰。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0019]本专利技术公开的检测在役风机轴承轮齿根部裂纹的方法，相控阵超声探头置于风机轴承轮齿人工槽对比试块顶部，相控阵超声检测仪器在线性扫描时，在相控阵超声检测仪器上在一定范围内多次调节线性扫描的入射度α，声波在轴承轮齿根部(轮齿根部为圆弧过渡形状)会发生波形变换，变换为表面波沿着轴承轮齿根部近表面传播，遇到轮齿根部裂纹，会形成裂纹反射波沿着原路径返回，回到相控超声探头，则在相控阵超声仪器上显示单个独立波峰，则该波峰为人工线槽反射波。基于入射角α数值，将相控阵超声检测探头置于待检测风机轴承轮齿顶部，按照记录入射角α数值，激发检测声束进行线性扫描，检测声束在轮齿根部会发生变形变换，则可以发现风机轴承轮齿根部裂纹。本专利技术实现了对在役风机轴承轮齿根部裂纹快速检测，能够进一步指导风机轴承运行和检修工作，提高了风机运行的安全性，降低了检修成本，减少机组因非停造成的经济损失，具有良好的应用前景。
[0020]进一步地，风机轴承轮齿人工槽对比试块与待检风机轴承的材质相同，能够提高检测精度。
[0021]进一步地，由于晶片数量不少于16个时，超声波在轮齿内偏转能力更强，导致超声波在轮齿根部圆弧面上更易于发生波形变换，因此相控阵超声探头中阵元的数目≥16。
附图说明
[0022]图1为超声变形波检测轴承轮齿根部人工线槽示意图；
[0023]图2为超声变形波检测轴承轮齿根部裂纹示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。
[0025]本专利技术的检测在役风机轴承轮齿根部裂纹的方法，包括以下步骤：
[0026]1)选取相控阵超声探头和相控阵超声仪器组成检测系统；
[0027]2)将相控阵超声探头置于风机轴承轮齿人工槽对比试块顶部，相控阵超声探头与对比试块轮齿顶部达到声耦合状态；
[0028]3)选取相控阵超声仪器，其中，相控阵超声检测仪器中激发阵元的数量大于等于16个，且相控阵超声检测仪器的扫描方式为线性扫描；
[0029]4)相控阵超声检测仪器在线性扫描时，在相控阵超声检测仪器上在一定范围内多次调节线性扫描的入射度α，其目的是：相控阵超声探头激发的入射角α声波在轴承轮齿根部(轮齿根部为圆弧过渡形状)会发生波形变换，变换为表面波沿着轴承轮齿根部近表面传
播，遇到轮齿根部人工线槽，会形成人工线槽反射波沿着原路径返回，回到相控超声探头，则在相控阵超声仪器上显示单个独立波峰，则该波峰为人工线槽反射波。找到具体能发生波形变换的入射角α，并予以记录入射角α数值；
[0030]5)基于入射角α数值，将相控阵超声检测探头置于待检测风机轴承轮齿顶部，按照4)中记录入射角α数值，激发检测声束进行线性扫描，检测声束在轮齿根部会发生变形变换，则可以发现风机轴承轮齿根部裂纹。
[0031]在本专利技术的一个较优的实施例中，所述风机轴承轮齿人工槽对比试块与待检风机轴承的材质相同。
[0032]在本专利技术的一个较优的实施例中，相控阵超声探头的数量为1，且相控阵超声探头中阵元的数目≥16。优选地，相控阵超声探头中各阵元的形状均为矩形，且各阵元呈线性阵列分布。
[0033]在本专利技术的一个较优的实施例中，所述风机轴承轮齿人工槽对比试块上的人工槽的横截面为矩形，深度为1mm，宽度为0.2mm。
[0034]下面以一个具体实施例来对本专利技术进行进一步地解释说明：
[0035]本实施例中，待检风机轴承轮齿和风机轴承轮齿人工槽对比试块的材质均相同，风机轴承轮齿人工槽对比试块的轮齿根部开设有深度为1mm，宽度为0.2mm的人工线槽，按照上述方法步骤进行检测。
[0036]如图1，为超声变形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测在役风机轴承轮齿根部裂纹的方法，其特征在于，包括：S1：将相控阵超声探头置于风机轴承轮齿人工槽对比试块顶部并达到声耦合状态；S2：相控阵超声探头对风机轴承轮齿进行扫描时，在相控阵超声检测仪器上在多次调节扫描的入射角度，直至找到由人工槽引发单个独立波峰的入射角α，并予以记录；S3：将相控阵超声探头置于待检风机轴承轮齿顶部，按照S2确定的入射角α，激发检测声束进行扫描并发生波形变换，对风机轴承轮齿根部裂纹进行检测。2.如权利要求1所述的检测在役风机轴承轮齿根部裂纹的方法，其特征在于，所述风机轴承轮齿人工槽对比试块与待检风机轴承的材质相同。3.如权利要求1所述的检测在役风机轴承轮齿根部裂纹的方法，其特征在于，相控阵超声探头的数量为1，且相控阵超声探头中阵元的数目≥16。4.如权利要求3所述的检测在役风机轴承轮齿根部裂纹的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯召堂，孟永乐，孙璞杰，殷尊，吕一楠，吕游，高冲，李清龙，吴坤，刘卫东，李佼佼，林琳，高延忠，高磊，朱婷，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：