齿轮齿面涡流检测装置的制作方法 专利技术说明

测量装置的制造及其应用技术1.本实用新型涉及齿轮检测技术领域，具体而言，涉及一种齿轮齿面涡流检测装置。背景技术：2.风电齿轮箱中需要较多的行星系部装，其中运用了大量的行星轮和中心轮零件，由于齿轮箱在服役过程中有非常高的可靠性要求，所以对零件材料具有十分苛刻的质量需求，实际生产制造过程中，各制造厂会策划较多的材料检测手段，包括超声、磁粉、酸洗等手段，其中针对零件表面的质量检测尤为重要。但目前无损检测方法的发展也导致了其检测过程中的局限性，如无法实现复杂渐开线齿面的自动无损搜查，即使被行业广为使用的磁粉和酸洗检查手段，也因为检测效率低、人员负荷高等原因难以被充分推广。3.发明人在研究中发现，现有的齿轮齿面检测设备存在如下缺点：4.检测效率低，成本高。技术实现要素：5.本实用新型的目的在于提供一种齿轮齿面涡流检测装置，其能够提高自动化程度，从而提高检测效率，降低检测成本。6.本实用新型的实施例是这样实现的：7.本实用新型提供一种齿轮齿面涡流检测装置，包括：8.夹持机构，所述夹持机构用于定位并带动待检测齿轮自转；9.检测机构，所述检测机构包括涡流探伤仪和涡流探头，所述涡流探伤仪与所述涡流探头电连接；10.以及驱动机构，所述涡流探头与所述驱动机构连接，所述驱动机构用于调节所述涡流探头与待检测齿轮的齿面之间的位置。11.在可选的实施方式中，所述夹持机构包括基体、转台和顶针，所述转台和所述顶针均与所述基体连接，所述转台与所述顶针配合以夹持待检测齿轮，所述转台用于带动待检测齿轮自转。12.在可选的实施方式中，所述转台包括电机和卡爪式承载台，所述电机安装于所述基体上，所述卡爪式承载台安装于所述电机的输出轴上，所述卡爪式承载台用于伸入待检测齿轮的中心孔内并与中心孔的孔壁抵接。13.在可选的实施方式中，所述顶针具有用于与待检测齿轮抵接的尖端。14.在可选的实施方式中，所述驱动机构包括基座、第一移动平台、第二移动平台和第三移动平台，所述第一移动平台与所述基座在第一方向上可滑动地配合，所述第二移动平台与所述第一移动平台在第二方向上可滑动地配合，所述第三移动平台与所述第二移动平台在第三方向上可滑动地配合；所述第一方向、第二方向和第三方向两两垂直；所述涡流探头与所述第三移动平台连接。15.在可选的实施方式中，所述驱动机构还包括防撞单元，所述防撞单元安装于所述第三移动平台上，所述涡流探头安装于所述防撞单元上，所述防撞单元用于允许涡流探头远离待检测齿轮。16.在可选的实施方式中，所述防撞单元包括安装板、安装杆、弹性件、第一限位件和第二限位件，所述安装板安装于所述第三移动平台上，所述安装杆可滑动地安装于所述安装板上，所述第一限位件和所述第二限位件均与所述安装杆连接，所述安装板位于所述第一限位件和第二限位件之间，所述弹性件同时连接于所述第一限位件和安装板，用于使第一限位件具有远离安装板的运动趋势，且使所述第二限位件靠近安装板并与安装板抵接的运动趋势；所述涡流探头与所述安装杆连接。17.在可选的实施方式中，所述弹性件设置为弹簧、弹片或橡胶件。18.在可选的实施方式中，所述第一限位件和所述第二限位件均与所述安装杆螺接固定。19.在可选的实施方式中，所述齿轮齿面涡流检测装置还包括机柜，所述夹持机构、检测机构和驱动机构均设于所述机柜内。20.本实用新型实施例的有益效果是：21.综上所述，本实施例提供的齿轮齿面涡流检测装置，将待检测齿轮通过夹持机构定位，然后通过驱动机构调整涡流探头的位置，使涡流探头与待检测齿轮的齿面保持相切且涡流探头与齿面具有间距，也即涡流探头并未直接与齿面接触。检测时，从齿的齿根向齿顶方向进行扫描。也就是说，在对位前，涡流探头先与齿的齿根位置对齐，而后，驱动机构带动涡流探头沿待检测齿轮的轴向运动。涡流探头在轴向上扫描完整个齿的齿根对应位置后，利用夹持机构带动待检测齿轮按设定方向转动一定角度，并且驱动机构带动涡流探头运动，使涡流探头继续处于与齿面保持相切且具有间距的位置，而后涡流探头再次沿齿轮轴向扫描齿，如此重复作业直至齿轮的所有齿完成扫描。整个过程实现了自动化作业，效率高，成本低。附图说明22.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。23.图1为本实用新型实施例的齿轮齿面涡流检测装置的结构示意图；24.图2为本实用新型实施例的夹持机构、检测机构和驱动机构配合的一视角的结构示意图；25.图3为本实用新型实施例的夹持机构、检测机构和驱动机构配合的另一视角的结构示意图；26.图4为图3中的局部放大结构示意图。27.图标:28.001-待检测齿轮；011-第一齿面；012-第二齿面；100-夹持机构；110-基体；120-转台；130-顶针；200-检测机构；210-涡流探伤仪；220-涡流探头；300-驱动机构；310-基座；320-第一移动平台；330-第二移动平台；340-第三移动平台；400-防撞单元；410-安装板；420-安装杆；430-弹性件；440-第一限位件；450-第二限位件；500-机柜。具体实施方式29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。30.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。33.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。34.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。35.实施例36.请结合图1-图4，本实施例中，齿轮齿面涡流检测装置包括夹持机构100、检测机构200和驱动机构300。夹持机构100用于定位并带动待检测齿轮001自转。检测机构200包括涡流探伤仪210和涡流探头220，涡流探伤仪210与涡流探头220电连接。涡流探头220与驱动机构300连接，驱动机构300用于调节涡流探头220与待检测齿轮001的齿面之间的位置。37.本实施例提供的齿轮齿面涡流检测装置的工作原理如下：38.将待检测齿轮001通过夹持机构100定位，然后通过驱动机构300调整涡流探头220的位置，使涡流探头220与待检测齿轮001的齿面保持相切且涡流探头220与齿面具有间距，也即涡流探头220并未直接与齿面接触。检测时，从齿的齿根向齿顶方向进行扫描。也就是说，在对位前，涡流探头220先与齿的齿根位置对齐，而后，驱动机构300带动涡流探头220沿待检测齿轮001的轴向运动。涡流探头220在轴向上扫描完整个齿的齿根对应位置后，利用夹持机构100带动待检测齿轮001按设定方向转动一定角度，并且驱动机构300带动涡流探头220运动，使涡流探头220继续处于与齿面保持相切且具有间距的位置，而后涡流探头220再次沿齿轮轴向扫描齿，如此重复作业直至齿轮的所有齿完成扫描。整个过程实现了自动化作业，效率高，成本低。39.请结合图4，需要说明的是，每个齿在齿轮周向上具有相对的第一齿面011和第二齿面012，并且，相邻齿的第一齿面011和第二齿面012相邻，如此，在齿轮的周向上，第一齿面011、第二齿面012交替排布，扫描检测时，例如待检测齿轮001在夹持机构100的带动下先沿顺时针转动，对所有的第一齿面011完成扫描检测后，在沿逆时针转动，对所有的第二齿面012完成扫描检测，最终完成整个齿轮的齿面检测。40.请结合图2，本实施例中，可选的，夹持机构100包括基体110、转台120和顶针130。转台120包括电机和卡爪式承载台，电机和顶针130均固定在基体110上。卡爪式承载台具有三个卡爪主体，三个卡爪主体能够向中心靠拢或者从中心向四周散开。使用时，在待检测齿轮001置于卡爪式承载台上之前，先使三个卡爪主体相互靠拢，然后待检测齿轮001装配在卡爪式承载台上，三个卡爪主体伸入待检测齿轮001的中心孔内，然后，再调整三个卡爪主体的位置，使三个卡爪主体张开并与中心孔的孔壁抵接，完成待检测齿轮001的夹持定位。三个卡爪主体可以分别通过三个气缸或液压缸控制。顶针130位于转台120的上方，顶针130靠近转台120的一端设置为尖端，顶针130能够与待检测齿轮001的顶面(也即远离转台120的端面)抵接。应当理解，当待检测齿轮001的中心孔为通孔时，顶针130可以悬空不作用，依靠转台120即可实现齿轮的夹持定位。41.本实施例中，可选的，涡流探伤仪210和涡流探头220均采用现有结构，可以通过在市场上直接购买获取，通过涡流探头220对齿轮齿面进行扫查后，可以有效识别精加工后齿面的材料和加工缺陷。42.请结合图2和图3，本实施例中，可选的，驱动机构300包括基座310、第一移动平台320、第二移动平台330和第三移动平台340，第一移动平台320与基座310在第一方向上可滑动地配合，第二移动平台330与第一移动平台320在第二方向上可滑动地配合，第三移动平台340与第二移动平台330在第三方向上可滑动地配合；第一方向、第二方向和第三方向两两垂直；涡流探头220与第三移动平台340连接。需要说明的是，第一移动平台320可以通过步进电机或电机丝杠结构带动使其相对于基座310往复滑动；第二移动平台330可以通过步进电机或电机丝杠结构带动使其相对于第一移动平台320往复滑动；第三移动平台340可以通过步进电机或电机丝杠结构带动使其相对于第二移动平台330往复滑动。如此，涡流探头220能够在三维空间内运动，从而调整位置以与待检测齿轮001的齿面配合。43.通过步进电机进行控制，操控自动化程度高，操控精度高，便于调节涡流探头220的位置。44.请结合图3-图4，本实施例中，可选的，驱动机构300还包括防撞单元400，防撞单元400安装于第三移动平台340上，涡流探头220安装于防撞单元400上，防撞单元400用于允许涡流探头220远离待检测齿轮001。也就是说，在检测装置运行过程中，如果出现误操作或者其他情况，导致涡流探头220与待检测齿轮001发生碰撞时，此时，由于防撞单元400的设计，使得涡流探头220能够远离待检测齿轮001，从而起到卸力缓冲的作用，避免涡流探头220与待检测齿轮001刚性碰撞，降低涡流探头220和待检测齿轮001被损坏的概率。45.请结合图4，可选的，防撞单元400包括安装板410、安装杆420、弹性件430、第一限位件440和第二限位件450。安装板410安装于第三移动平台340上，安装板410上设置有安装通孔，安装杆420可滑动地穿设于安装通孔内，安装杆420与安装通孔的滑动方向即为第二方向，也即安装杆420能够在第二方向上靠近或远离夹持机构100，从而靠近或远离位于夹持机构100上的待检测齿轮001。第一限位件440和第二限位件450均螺接在安装杆420外，第一限位件440和第二限位件450之间的距离可调。安装板410位于第一限位件440和第二限位件450之间，且第一限位件440位于安装板410靠近夹持机构100的一侧，对应的，第二限位件450位于安装板410远离夹持机构100的一侧。弹性件430可以为弹簧，弹性件430套接在安装杆420外且位于安装板410和第一限位件440之间，弹性件430的两端分别抵接于第一限位件440和安装板410，用于使第一限位件440具有远离安装板410的运动趋势，且使第二限位件450靠近安装板410并与安装板410抵接的运动趋势。也就是说，在正常状态下，弹性件430为压缩状态，在弹力作用使第一限位件440具有靠近夹持机构100的趋势，而由于第二限位件450与安装板410抵接，从而使得第一限位件440、安装杆420和第二限位件450相对于安装板410的位置保持不变。涡流探头220与安装杆420连接，在正常状态下，涡流探头220相对于安装板410的位置保持不变。当存在误操作情况时，涡流探头220与待检测齿轮001碰撞，碰撞力传递给安装杆420和第一限位件440，从而压缩弹性件430，第二限位件450能远离安装板410，最终实现涡流探头220回退以远离待检测齿轮001，减轻碰撞造成的损伤。当待检测齿轮001和涡流探头220的位置重新调整完成后，在弹性件430的作用下，涡流探头220复位，能够正常使用。46.需要说明的是，通过调整第一限位件440和第二限位件450的位置，能够调整弹性件430被压缩的量，从而调整弹力。并且，可以将安装杆420设置为空心杆，涡流探头220与涡流探伤仪210连接的数据线可以穿设于安装杆420内部，便于线束的布设。此外，弹性件430还可以设置为弹片或橡胶件等。47.在其他实施例中，防撞单元400还可以通过设置距离传感器来预防涡流探头220与待检测齿轮001相撞，也就是说，当距离传感器获取到二者的距离在阈值范围内，涡流探头220与待检测齿轮001相撞的概率较高时，此时，距离传感器将该信息传输至控制器，控制器能够控制驱动机构300带动涡流探头220远离待检测齿轮001，避免二者碰撞，同样能起到保护涡流探头220和待检测齿轮001的作用。48.本实施例中，可选的，齿轮齿面涡流检测装置还包括机柜500，夹持机构100、检测机构200和驱动机构300均设于机柜500内，如此，整个装置集成度高，结构紧凑，体积小，也便于移动。此外，可以在机柜500底部设置可制动的行走轮组，进一步提高移动能力。49.本实施例提供的齿轮齿面涡流检测装置，通过夹持机构100和驱动机构300的配合，能够使涡流探头220以渐开线方式相对于待检测齿轮001的齿面运动，从而对齿轮的齿面进行探伤扫查，自动化程度高，效率高，成本低。50.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。









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