退役曲軸自動化渦流磁記憶無損檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、無損檢測是退役機電裝備再制造過程中的重要環(huán)節(jié)，目前大型柴油機退役曲軸再制造生產(chǎn)中的無損檢測主要以手動檢測并以定性分析為主，隨著再制造工程質(zhì)量要求的提高，研發(fā)能獲取缺陷特征數(shù)據(jù)及其空間位置信息的自動化無損檢測系統(tǒng)是開展退役曲軸剩余壽命評估的基本條件。根據(jù)校企合作技術研發(fā)項目“零件缺陷無損檢測與壽命評估儀器設備及軟件系統(tǒng)”的要求，本文研究了面向退役曲軸再制造在線使用的渦流、磁記憶無損檢測系統(tǒng)，主要內(nèi)容如下：
　　以線圈與被測工件物理模

2、型為基礎，建立了渦流檢測的有限元模型，對其進行電磁場仿真分析，利用ANSYS后處理器重點研究線圈提離值和激勵頻率對渦流檢測結果的影響規(guī)律，確定渦流傳感器、被測工件之間的距離與檢測結果準確性的對應關系，從而為退役曲軸渦流、磁記憶無損檢測系統(tǒng)中渦流傳感器與被測表面空間位置關系的建立提供了基礎數(shù)據(jù)支持。
　　分析了基于渦流法和磁記憶法的退役曲軸復合無損檢測工藝，研究了集成工業(yè)機器人和曲軸旋轉(zhuǎn)變位機的自動化渦流、磁記憶無損檢測系統(tǒng)總體方案

3、，并根據(jù)該方案建立了曲軸與檢測傳感器的運動學模型，使用Robotstudio軟件離線分析方法，對檢測傳感器與被測曲軸表面相對運動過程進行了仿真，分析了傳感器與被測曲軸的空間幾何關系，為檢測傳感器運動路徑規(guī)劃提供了依據(jù)。
　　根據(jù)系統(tǒng)總體方案，完成了曲軸旋轉(zhuǎn)變位機機械傳動、電氣控制模塊及檢測傳感器夾具組件的結構設計，建立了曲軸旋轉(zhuǎn)變位機、檢測傳感器夾具等部件的幾何模型，開發(fā)了用于監(jiān)控檢測運動、處理和管理渦流、磁記憶檢測數(shù)據(jù)的上位機軟

4、件，并實現(xiàn)了曲軸旋轉(zhuǎn)變位機、工業(yè)機器人控制程序與渦流、磁記憶檢測上位機軟件的集成。通過對曲軸旋轉(zhuǎn)變位機、工業(yè)機器人及渦流、磁記憶檢測儀的集中控制，實現(xiàn)了傳感器與被測曲軸表面的空間連續(xù)相對運動，獲取了相應的渦流、磁記憶檢測數(shù)據(jù)及其空間位置信息。
　　該系統(tǒng)應用于大型退役柴油機曲軸再制造生產(chǎn)現(xiàn)場的無損檢測中，通過將系統(tǒng)獲取的檢測數(shù)據(jù)與手動檢測數(shù)據(jù)進行對比，驗證了系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性，獲取的缺陷特征數(shù)據(jù)及其空間位置信息準確。該系統(tǒng)的