[发明专利]齿底疲劳裂纹超声波检测装置

说明书

本发明实施例涉及一种齿底疲劳裂纹超声波检测装置，包括：样品台底座(1)、微型调速电机(2)、多个可伸缩三爪弹簧夹臂(3)、超声波检测探头(4)和超声波探伤仪(5)，以及待测环形带齿部件(6)；其中，所述微型调速电机(2)的一端固定于所述样品台底座(1)上，所述微型调速电机(2)的另一端与多个所述可伸缩三爪弹簧夹臂(3)连接，在多个所述可伸缩三爪弹簧夹臂(3)中的一个上设置有超声波检测探头(4)，所述超声波检测探头(4)的一端与所述超声波探伤仪(5)连接，多个所述可伸缩三爪弹簧夹臂(3)将所述待测环形带齿部件(6)固定，所述样品台底座(1)为铝合金材料；对于环形带齿部件齿底疲劳裂纹能够快速、精确地确定齿底疲劳裂纹大小，可实现现场迅速准确检测。

技术领域

本发明实施例涉及齿底检测领域，尤其涉及一种齿底疲劳裂纹超声波检测装置。

背景技术

浮动支撑环形带齿部件是实现传动系统档位切换和功率传递的关键基础原件，具有相对转速高、结构紧凑、传递功率大等特点，在各种汽车以及工程车辆上广泛使用。在车辆运行过程中，环形带齿部件的齿部与内毂的齿部发生冲击碰撞，运行一段时间后，环形带齿部件会出现断片，严重影响车辆的运行状态。

断口分析可知，疲劳断口萌生于齿底底部表面。通过对环形带齿部件的工作环境分析可知，疲劳断裂是最为常见的一种环形带齿部件失效形式，环形带齿部件齿底属于薄弱区，承受最大的交变应力载荷，这种周期性的应力超过齿轮材料的弯曲疲劳极限，导致齿根部出现疲劳裂纹并逐步扩展，当剩余部分无法承受外载荷时就会发生疲劳断裂。疲劳裂纹的产生除了与承受的载荷有关外，还与齿轮的结构设计、材料和加工工艺等因素有关。在设备的故障检测中如果能够及早发现轮齿的疲劳裂纹，就可以及时有效的预防疲劳断齿故障的发生，防止出现重大的设备事故和生产事故。

然而，由于环形带齿部件轮齿数目众多，自由度较大，相比一般定轴齿轮传动系统结构更加复杂。同时，环形带齿部件所受浮动支撑冲击载荷是随机的，以及浮动支撑环形带齿部件本身差异导致环形带齿部件实车状态下分散系数比较大，可比性较差，数据可靠性较低。若浮动环形带齿部件定期返厂维修，返厂、分解、检查、组装、试车、合格交付等过程不仅周期长、而且费用高。

发明内容

本发明实施例提供了一种齿底疲劳裂纹超声波检测装置，可以实现对于环形带齿部件齿底疲劳裂纹的实时反映。

第一方面，本发明实施例提供了一种齿底疲劳裂纹超声波检测装置，包括：

样品台底座1、微型调速电机2、多个可伸缩三爪弹簧夹臂3、超声波检测探头4和超声波探伤仪5，以及待测环形带齿部件6；

其中，所述微型调速电机2的一端固定于所述样品台底座1上，所述微型调速电机2的另一端与多个所述可伸缩三爪弹簧夹臂3连接，在多个所述可伸缩三爪弹簧夹臂3中的一个上设置有超声波检测探头4，所述超声波检测探头4的一端与所述超声波探伤仪5连接，多个所述可伸缩三爪弹簧夹臂3将所述待测环形带齿部件6固定。

在一个可能的实施方式中，所述环形带齿部件(6)为摩擦片或齿轮；所述超声波检测探头4为角度可调节探头。

在一个可能的实施方式中，所述超声波探伤仪5，用于接收所述超声波检测探头4检测到的信号以及显示实时反映信号波形，同时配有实物对比试块，精确反映裂纹长度。

在一个可能的实施方式中，所述超声波探伤仪5显示方式为A扫描方式，所述超声波探伤仪5的显示器显示的横坐标为超声波在被检测材料中的传播时间或者传播距离，纵坐标为超声波反射波的幅值。

在一个可能的实施方式中，通过所述超声波探伤仪5显示的实物对比试块，再通过标定的裂纹长度对比，可迅速判断裂纹源位置及长度。

在一个可能的实施方式中，所述超声波检测探头4与所述待测环形带齿部件6的切线方向平行。