CN108317980B - 一种锥状回转体薄壁测厚系统及其方法 - Google Patents
一种锥状回转体薄壁测厚系统及其方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种锥状回转体薄壁测厚系统，包括控制平台单元、显示单元、检测执行平台、滑轨单元、平台滑块、回转平台座、回转平台、被测工件定位座、被测工件、层厚检测单元和支撑单元；所述控制平台单元与所述检测执行平台左右并列设置，所述显示单元安装于所述控制平台单元上侧；本发明的结构简单，工件安装部的锥形定位孔配合活塞推杆气缸使负压发生活塞上方的活塞通道形成负压，向下吸住所述被测工件，使被测工件能随工件定位座做同步回转运动，实现工件的周向数据的方便测量；在安装工件时只需将工件放上锥形定位孔中即可。
Description
技术领域
本发明属于壁厚测试领域，尤其涉及一种锥状回转体薄壁测厚系统及其方法。
背景技术
壁厚测试主要是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度；凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此原理测量；
锥形薄壁回转体为常见的工件，传统的壁厚测试没有针对锥形薄壁回转体进行专门设计，造成传统壁厚测试仪在测试锥形薄壁回转体时效率低下，操作困难的弊端。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供效率高效的一种锥状回转体薄壁测厚系统及其方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种锥状回转体薄壁测厚系统，包括控制平台单元、显示单元、检测执行平台、滑轨单元、平台滑块、回转平台座、回转平台、被测工件定位座、被测工件、层厚检测单元和支撑单元；
所述控制平台单元与所述检测执行平台左右并列设置，所述显示单元安装于所述控制平台单元上侧；所述检测执行平台的台面沿前后方向设置有所述滑轨单元；所述平台滑块水平安装于所述滑轨单元上，滑轨电机驱动所述平台滑块沿所述滑轨单元滑轨方向来回位移；
所述回转平台座水平固定安装于所述平台滑块的台面，所述回转平台转动安装于所述回转平台座上，回转电机驱动回转平台水平旋转；所述被测工件定位座同轴心安装于所述回转平台上，所述被测工件定位安装于所述被测工件定位座上，所述层厚检测单元安装于所述支撑单元上，所述支撑单元固定安装于所述检测执行平台上；所述层厚检测单元的检测探头与所述被测工件对应设置。
进一步的，所述工件定位座为回转体结构，所述工件定位座上段为圆柱形工件安装部、中段为直径大于所述工件安装部的盘形限位台，下段为倒立姿态的圆台形定位部；
所述工件定位座的定位部配合陷入于所述回转平台上的定位锥孔中；所述盘形限位台下端面贴合于所述回转平台台面；所述被测工件定位安装于所述工件定位座的所述工件安装部上。
进一步的，所述被测工件为尖端朝下的锥形薄壁回转体结构；所述工件安装部上端设置有与所述被测工件外壁相配合的锥形工件定位孔；所述被测工件下端配合放入所述工件定位孔中，且所述被测工件外壁与所述工件定位孔的孔壁密封贴合；
所述工件定位座的定位部同轴心上下贯通设置有活塞通道；所述活塞通道上端与所述工件定位孔下端连通；所述活塞通道中和活动设置有负压发生活塞，所述负压发生活塞下端连接有活塞推杆，活塞推杆气缸可驱动所述活塞推杆带动负压发生活塞上下位移，所述负压发生活塞向下位移，使负压发生活塞上方的活塞通道向下吸住所述被测工件，使被测工件随工件定位座做同步回转运动。
进一步的，所述层厚检测单元包括超声波壁厚检测仪主机体、液压缸单元、悬挂柱和超声波双晶探头；所述液压缸单元竖向安装于所述支撑单元的横梁上；所述液压缸单元下端的推杆末端固定悬挂所述悬挂柱；所述超声波壁厚检测仪主机体固定安装于所述支撑单元的竖梁凹槽内；所述超声波双晶探头为球形，所述超声波双晶探头固定安装于所述悬挂柱下端；所述滑轨单元可驱动所述被测工件位移至所述超声波双晶探头正下方；所述液压缸单元可驱动超声波双晶探头向下运动至耦合接触所述被测工件内壁；所述超声波双晶探头通过柔性双晶探头连接线于所述超声波壁厚检测仪主机体连接。
进一步的，一种锥状回转体薄壁测厚系统的方法：先驱动活塞推杆气缸使活塞推杆带动负压发生活塞向上位移至活塞通道上端，然后在被测工件的锥体内外侧上涂抹超声波耦合剂，然后将被测工件配合放入工件定位孔中，在耦合剂的作用下，被测工件外壁与所述工件定位孔的孔壁密封贴合；此时驱动活塞推杆气缸使活塞推杆带动负压发生活塞向下位移至活塞通道下端，使负压发生活塞上方的活塞通道形成负压，向下吸住所述被测工件，使被测工件能随工件定位座做同步回转运动；
此时滑轨单元驱动所述被测工件位移至所述超声波双晶探头正下方，然后液压缸单元驱动超声波双晶探头向下运动至被测工件的圆锥内腔最上端所在高度；然后滑轨单元驱动所述被测工件横向位移至超声波双晶探头耦合接触所述被测工件内壁上端，然后启动回转电机驱动被测工件间歇式水平转动，同时超声波壁厚检测仪主机体开启厚度检测，被测工件每次旋转一定角度，超声波壁厚检测仪主机体计录一次厚度信息，直至被测工件干好旋转一整圈后停止；然后驱动滑轨单元驱动所述被测工件脱离超声波双晶探头停止，然后液压缸单元驱动超声波双晶探头向下进给一段距离，然后滑轨单元重新驱动所述被测工件横向位移至超声波双晶探头耦合接触被测工件内壁，然后按照然后启动回转电机驱动被测工件间歇式水平转动，同时超声波壁厚检测仪主机体开启厚度检测，被测工件每次旋转一定角度，超声波壁厚检测仪主机体计录一次厚度信息，直至被测工件干好旋转一整圈后停止；按照上述规律超声波双晶探头走完整个被测工件内壁；最后处理器得出该工件的平均厚度值或厚度分布规律。
有益效果：本发明的结构简单，工件安装部的锥形定位孔配合活塞推杆气缸使负压发生活塞上方的活塞通道形成负压，向下吸住所述被测工件，使被测工件能随工件定位座做同步回转运动，实现工件的周向数据的方便测量；在安装工件时只需将工件放上锥形定位孔中即可，操作简单，定位精确稳定。
附图说明
附图1为本发明整体第一示意图；
附图2为本发明整体第二示意图；
附图3为本发明整体第三示意图；
附图4为工件定位座立体第一剖视图；
附图5为工件定位座立体第二剖视图；
附图6为工件定位座立体第三剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
结构介绍：如附图1至6所示的一种锥状回转体薄壁测厚系统，包括控制平台单元4、显示单元3、检测执行平台22、滑轨单元21、平台滑块51、回转平台座9、回转平台8、被测工件定位座7、被测工件6、层厚检测单元和支撑单元2；
所述控制平台单元4与所述检测执行平台22左右并列设置，所述显示单元3安装于所述控制平台单元4上侧；所述检测执行平台22的台面沿前后方向设置有所述滑轨单元21；所述平台滑块51水平安装于所述滑轨单元21上，滑轨电机23驱动所述平台滑块51沿所述滑轨单元21滑轨方向来回位移；所述回转平台座9水平固定安装于所述平台滑块51的台面，所述回转平台8转动安装于所述回转平台座9上，回转电机20驱动回转平台8水平旋转；所述被测工件定位座7同轴心安装于所述回转平台8上，所述被测工件21定位安装于所述被测工件定位座7上，所述层厚检测单元安装于所述支撑单元2上，所述支撑单元固定安装于所述检测执行平台22上；所述层厚检测单元的检测探头11与所述被测工件21对应设置。
所述工件定位座7为回转体结构，所述工件定位座7上段为圆柱形工件安装部13、中段为直径大于所述工件安装部13的盘形限位台67，下段为倒立姿态的圆台形定位部68；
所述工件定位座7的定位部68配合陷入于所述回转平台8上的定位锥孔17中；所述盘形限位台67下端面贴合于所述回转平台8台面；所述被测工件6定位安装于所述工件定位座7的所述工件安装部13上。
所述被测工件6为尖端朝下的锥形薄壁回转体结构；所述工件安装部13上端设置有与所述被测工件6外壁相配合的锥形工件定位孔15；所述被测工件6下端配合放入所述工件定位孔15中，且所述被测工件6外壁与所述工件定位孔15的孔壁密封贴合；
所述工件定位座7的定位部68同轴心上下贯通设置有活塞通道16；所述活塞通道16上端与所述工件定位孔15下端连通；所述活塞通道16中和活动设置有负压发生活塞18，所述负压发生活塞18下端连接有活塞推杆19，活塞推杆气缸可驱动所述活塞推杆19带动负压发生活塞18上下位移，所述负压发生活塞18向下位移，使负压发生活塞18上方的活塞通道16向下吸住所述被测工件6，使被测工件6随工件定位座7做同步回转运动。
所述层厚检测单元包括超声波壁厚检测仪主机体25、液压缸单元1、悬挂柱10和超声波双晶探头11；联合双探头(分割型探头)俗称双晶探头；分为接触式纵波联合双探头和接触式横波联合双探头。即双晶直探头和双晶斜探头；双晶探头的结构是两个单探头的组合，一个用于发射一个用于接收；所述液压缸单元1竖向安装于所述支撑单元2的横梁21上；所述液压缸单元1下端的推杆末端固定悬挂所述悬挂柱10；所述超声波壁厚检测仪主机体25固定安装于所述支撑单元2的竖梁凹槽26内；所述超声波双晶探头11为球形，所述超声波双晶探头11固定安装于所述悬挂柱10下端；所述滑轨单元21可驱动所述被测工件6位移至所述超声波双晶探头11正下方；所述液压缸单元1可驱动超声波双晶探头11向下运动至耦合接触所述被测工件内壁12；所述超声波双晶探头11通过柔性双晶探头连接线5于所述超声波壁厚检测仪主机体25连接。
本方案的方法、原理、过程以及技术进步整理如下：一种锥状回转体薄壁测厚系统的方法：先驱动活塞推杆气缸使活塞推杆19带动负压发生活塞18向上位移至活塞通道16上端，然后在被测工件6的锥体内外侧上涂抹超声波耦合剂，然后将被测工件6配合放入工件定位孔15中，在耦合剂的作用下，被测工件6外壁与所述工件定位孔15的孔壁密封贴合；此时驱动活塞推杆气缸使活塞推杆19带动负压发生活塞18向下位移至活塞通道16下端，使负压发生活塞18上方的活塞通道16形成负压，向下吸住所述被测工件6，使被测工件6能随工件定位座7做同步回转运动；
此时滑轨单元21驱动所述被测工件6位移至所述超声波双晶探头11正下方，然后液压缸单元1驱动超声波双晶探头11向下运动至被测工件6的圆锥内腔最上端所在高度；然后滑轨单元21驱动所述被测工件6横向位移至超声波双晶探头11耦合接触所述被测工件内壁12上端，然后启动回转电机20驱动被测工件6间歇式水平转动，同时超声波壁厚检测仪主机体25开启厚度检测，被测工件6每次旋转一定角度，超声波壁厚检测仪主机体25计录一次厚度信息，直至被测工件6干好旋转一整圈后停止；然后驱动滑轨单元21驱动所述被测工件6脱离超声波双晶探头11停止，然后液压缸单元1驱动超声波双晶探头11向下进给一段距离，然后滑轨单元21重新驱动所述被测工件6横向位移至超声波双晶探头11耦合接触被测工件内壁12，然后按照然后启动回转电机20驱动被测工件6间歇式水平转动，同时超声波壁厚检测仪主机体25开启厚度检测，被测工件6每次旋转一定角度，超声波壁厚检测仪主机体25计录一次厚度信息，直至被测工件6干好旋转一整圈后停止；按照上述规律超声波双晶探头11走完整个被测工件内壁12；最后处理器得出该工件的平均厚度值或厚度分布规律。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种锥状回转体薄壁测厚系统，其特征在于：包括控制平台单元(4)、显示单元(3)、检测执行平台(22)、滑轨单元(21)、平台滑块(51)、回转平台座(9)、回转平台(8)、被测工件定位座(7)、被测工件(6)、层厚检测单元和支撑单元(2)；
所述控制平台单元(4)与所述检测执行平台(22)左右并列设置，所述显示单元(3)安装于所述控制平台单元(4)上侧；所述检测执行平台(22)的台面沿前后方向设置有所述滑轨单元(21)；所述平台滑块(51)水平安装于所述滑轨单元(21)上，滑轨电机(23)驱动所述平台滑块(51)沿所述滑轨单元(21)滑轨方向来回位移；
所述回转平台座(9)水平固定安装于所述平台滑块(51)的台面，所述回转平台(8)转动安装于所述回转平台座(9)上，回转电机(20)驱动回转平台(8)水平旋转；所述被测工件定位座(7)同轴心安装于所述回转平台(8)上，所述被测工件(6)定位安装于所述被测工件定位座(7)上，所述层厚检测单元安装于所述支撑单元(2)上，所述支撑单元固定安装于所述检测执行平台(22)上；所述层厚检测单元的检测探头(11)与所述被测工件(6)对应设置；
所述工件定位座(7)为回转体结构，所述工件定位座(7)上段为圆柱形工件安装部(13)、中段为直径大于所述工件安装部(13)的盘形限位台(67)，下段为倒立姿态的圆台形定位部(68)；
所述工件定位座(7)的定位部(68)配合陷入于所述回转平台(8)上的定位锥孔(17)中；所述盘形限位台(67)下端面贴合于所述回转平台(8)台面；所述被测工件(6)定位安装于所述工件定位座(7)的所述工件安装部(13)上；
所述被测工件(6)为尖端朝下的锥形薄壁回转体结构；所述工件安装部(13)上端设置有与所述被测工件(6)外壁相配合的锥形工件定位孔(15)；所述被测工件(6)下端配合放入所述工件定位孔(15)中，且所述被测工件(6)外壁与所述工件定位孔(15)的孔壁密封贴合；
所述工件定位座(7)的定位部(68)同轴心上下贯通设置有活塞通道(16)；所述活塞通道(16)上端与所述工件定位孔(15)下端连通；所述活塞通道(16)中和活动设置有负压发生活塞(18)，所述负压发生活塞(18)下端连接有活塞推杆(19)，活塞推杆气缸可驱动所述活塞推杆(19)带动负压发生活塞(18)上下位移，所述负压发生活塞(18)向下位移，使负压发生活塞(18)上方的活塞通道(16)向下吸住所述被测工件(6)，使被测工件(6)随工件定位座(7)做同步回转运动。
2.根据权利要求1所述的一种锥状回转体薄壁测厚系统，其特征在于：所述层厚检测单元包括超声波壁厚检测仪主机体(25)、液压缸单元(1)、悬挂柱(10)和超声波双晶探头(11)；所述液压缸单元(1)竖向安装于所述支撑单元(2)的横梁上；所述液压缸单元(1)下端的推杆末端固定悬挂所述悬挂柱(10)；所述超声波壁厚检测仪主机体(25)固定安装于所述支撑单元(2)的竖梁凹槽(26)内；所述超声波双晶探头(11)为球形，所述超声波双晶探头(11)固定安装于所述悬挂柱(10)下端；所述滑轨单元(21)可驱动所述被测工件(6)位移至所述超声波双晶探头(11)正下方；所述液压缸单元(1)可驱动超声波双晶探头(11)向下运动至耦合接触所述被测工件内壁(12)；所述超声波双晶探头(11)通过柔性双晶探头连接线(5)于所述超声波壁厚检测仪主机体(25)连接。
3.根据权利要求2所述的一种锥状回转体薄壁测厚系统的测厚方法：先驱动活塞推杆气缸使活塞推杆(19)带动负压发生活塞(18)向上位移至活塞通道(16)上端，然后在被测工件(6)的锥体内外侧上涂抹超声波耦合剂，然后将被测工件(6)配合放入工件定位孔(15)中，在耦合剂的作用下，被测工件(6)外壁与所述工件定位孔(15)的孔壁密封贴合；此时驱动活塞推杆气缸使活塞推杆(19)带动负压发生活塞(18)向下位移至活塞通道(16)下端，使负压发生活塞(18)上方的活塞通道(16)形成负压，向下吸住所述被测工件(6)，使被测工件(6)能随工件定位座(7)做同步回转运动；
此时滑轨单元(21)驱动所述被测工件(6)位移至所述超声波双晶探头(11)正下方，然后液压缸单元(1)驱动超声波双晶探头(11)向下运动至被测工件(6)的圆锥内腔最上端所在高度；然后滑轨单元(21)驱动所述被测工件(6)横向位移至超声波双晶探头(11)耦合接触所述被测工件内壁(12)上端，然后启动回转电机(20)驱动被测工件(6)间歇式水平转动，同时超声波壁厚检测仪主机体(25)开启厚度检测，被测工件(6)每次旋转一定角度，超声波壁厚检测仪主机体(25)计录一次厚度信息，直至被测工件(6)干好旋转一整圈后停止；然后驱动滑轨单元(21)驱动所述被测工件(6)脱离超声波双晶探头(11)停止，然后液压缸单元(1)驱动超声波双晶探头(11)向下进给一段距离，然后滑轨单元(21)重新驱动所述被测工件(6)横向位移至超声波双晶探头(11)耦合接触被测工件内壁(12)，然后按照然后启动回转电机(20)驱动被测工件(6)间歇式水平转动，同时超声波壁厚检测仪主机体(25)开启厚度检测，被测工件(6)每次旋转一定角度，超声波壁厚检测仪主机体(25)计录一次厚度信息，直至被测工件(6)干好旋转一整圈后停止；按照上述规律超声波双晶探头(11)走完整个被测工件内壁(12)；最后处理器得出该工件的平均厚度值或厚度分布规律。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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