专利名称：旧缸体缸筒内壁表层缺陷的自动化涡流/磁记忆检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种针对发动机旧缸体缸筒内壁表层裂纹、点蚀缺陷和应力集中的自 动化涡流/磁记忆综合检测装置。
背景技术：
进入21世纪，为了缓解有限资源和无限浪费之间的矛盾，减少环境污染，我国政 府做出了 “发展循环经济、建设节约型社会”的重大战略决策。然而，就目前的汽车行业来 讲，我国每年有大量的汽车报废，产生的退役汽车零件达数百万吨，造成了巨大的浪费。因 此，从可持续发展的角度看，发展汽车废旧零件的回收利用以及再制造产业具有重大意义。发动机缸体是发动机的重要部件之一，在冷热交替的作用下，在缸体内壁表面及 近表面容易产生裂纹、点蚀和应力集中。在再制造前若没有对废旧缸体的表面及近表面缺 陷和应力集中进行检测，则无法保证再制造后缸体在下一个使用周期中的安全性能。然而， 目前还没有一套有效的自动化检测设备能够对废旧缸体的缺陷和应力集中进行检测。传统 的检测方法就是在荧光的照射下，利用肉眼观察缸体内壁是否存在缺陷，然后，再利用渗 透法进一步判断缺陷的性质；或是利用水检法，将整个缸体放入水浸槽中，在缸体的水道中 充入气体，若是在水浸槽中产生气泡，则说明在缸体内壁产生贯穿裂纹。上述两种检测方法 很容易漏检，准确性较差，而且只能检测缸体内壁表面缺陷，对近表面缺陷则无能为力，而 且不能够判断缸体内壁的应力集中程度，检测结果也不够直观。然而，涡流检测技术是五大 常规无损检测技术之一，技术较为成熟，适合检测金属表面及近表面的裂纹和点蚀缺陷，金 属磁记忆检测技术作为一种新兴的无损检测技术，能够判断铁磁性构件的应力集中程度， 进行早期诊断，这两种检测技术在缸体缺陷的检测上有很大的应用前景，为了满足在线检 测需要，研发针对再制造前旧缸体缸筒内壁表层缺陷的自动化涡流/磁记忆综合检测装置 具有重要意义。

发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够对发动机旧缸体缸筒 内壁表层缺陷和应力集中进行自动化检测的涡流/磁记忆综合检测装置，以用来满足发动 机再制造生产的需求，提高检测的准确性和检测效率。本发明所提供的发动机旧缸体缸筒内壁表层缺陷和应力集中的自动化涡流/磁 记忆综合检测装置由传送带、支架、检测架、探头块和控制柜组成，传送带用来传送经拆解、 清洗后的废旧缸体到待检位置，检测架由上、下两个检测架组成，在检测架下有用于检测缸 体内壁缺陷和应力集中的探头块，在探头块圆周方向上平均分布2 8组涡流/磁记忆笔 式探头。通过检测架上的升降机构和旋转机构，探头块可以在缸筒内做上下运动和旋转运 动，通过限位装置限定探头块上下运动的距离和旋转角度，用以完成对缸体内壁表面及近 表面裂纹、点蚀缺陷的涡流检测和对缸体内壁应力集中程度的金属磁记忆检测。涡流检测 仪器和磁记忆检测仪器都集成在控制柜里，控制柜上有显示屏和操作面板，显示屏用以显示涡流和磁记忆检测结果及检测装置各部分的工作状态，操作面板用以控制检测架、传送 带和探头块的运动状态来完成整个自动化检测过程。一种针对旧缸体缸筒内壁表层缺陷的自动化涡流/磁记忆检测装置，它包括传送 带、支架、控制柜、检测架、第一探头块和第二探头块，待检旧缸体放置在传送带上，传送带 水平放置，传动方向与支架垂直，传送带驱动电机连接在传送带的一侧，支架处于缸体的上 方，控制柜立于缸体另一侧，并与支架相连，涡流/磁记忆综合检测仪器集成在控制柜中， 在控制柜上有显示屏和控制面板；检测架介于支架和缸体之间，并连接在支架的滑道上，驱 动检测架水平移动的检测架水平驱动电机位于支架的一侧，检测架分为上检测架和下检测 架两部分，上检测架位于下检测架的正上方，上检测架和下检测架通过第一连接架与支架 的滑道连接，连接板位于下检测架上，并通过第一滑块连接在下检测架上，第一连接架的底 端固定在连接板上，限定第一连接架水平移动范围的第一限位装置安装在滑块上，上检测 架通过第二滑块与第一连接架相连，限定上检测架上下移动范围的第二限位装置安装在第 二滑块上，第三滑块和第四滑块连接在上检测架的滑道上，第二连接架和第三连接架都是 竖直放置，第二连接架和第三连接架的顶端分别与第三滑块和第四滑块相连，第二连接架 和第三连接架的底端分别与第一探头块和第二探头块相连，联轴器位于上检测架的一侧， 并通过第一同步带与第三滑块和第四滑块相连，限定第三滑块和第四滑块相对位置的第三 限位装置安装在第三滑块上，第一探头块和第二探头块的相对距离等于相邻缸筒的中心 距，升降驱动电机位于第一连接架上方，丝杠竖直放置，丝杠的上端与升降驱动电机相连， 丝杠的下端与连接板相连，丝杠穿过上连接架的中心，上连接架通过丝母与丝杠相连，连接 架水平驱动电机位于下检测架的一端，连接架水平驱动电机通过第二同步带与第一连接架 相连，上检测架、第一连接架、升降驱动电机、丝杠、第二滑块和第二限位装置构成了检测架 的升降机构；第一底板和第二底板位于下检测架上，第一底板和第二底板分别通过第五滑 块和第六滑块与下检测架相连，在第一底板上有第一旋转驱动电机、第一旋转同步带、第一 大轮、第一传感器、第一码盘、第一读码器和第一印刷电路板，第一大轮位于第一底板的中 心位置，并通过第一旋转同步带与第一旋转驱动电机相连，第一码盘和第一读码器位于第 一大轮正上方，第一印刷电路板位于第一读码器和第一大轮之间，第一传感器通过导线与 第一印刷电路板和第一读码器相连，第二连接架穿过第一底板、第一大轮和第一码盘的中 心，第一旋转驱动电机、第一旋转同步带、第一大轮、第二连接架、第一传感器、第一码盘、第 一读码器和第一印刷电路板构成了第一探头块的旋转机构，第一探头块的旋转机构和第二 探头块的旋转机构相同。其特征还在于，在第一探头块圆周方向上平均分布着2 8个涡流 /磁记忆笔式探头，在第一探头块的中心位置有第一探头环压片，第一探头块和第二探头块 的结构相同。本发明采用机械自动化的方式对旧缸体缸筒内壁表层缺陷进行涡流/磁记忆综 合检测，具有较高的检测准确度和可靠性，检测效率高，且使用简单，对操作工人要求不高， 可广泛应用于旧发动机缸体的在线检测。


图1是旧缸体缸筒内壁表层缺陷的自动化涡流/磁记忆检测装置总体示意图；图2检测机构的主视图3检测机构的侧视图；图4检测装置升降机构主视图；图5检测装置升降机构侧视图；图6第一探头块14的旋转机构主视图；图7第一探头块14的旋转机构俯视图；图8第一探头块14俯视图。下面结合附图详细说明依据本发明所提出的旧缸体缸筒内壁表层缺陷的自动化 涡流/磁记忆检测装置的具体结构。
具体实施例方式本实施例的检测装置用于在线自动检测四缸或六缸直列发动机，其总体结构如图 1所示，它包括传送带、支架、控制柜、检测架、第一探头块和第二探头块，待检旧缸体放置在 传送带上，传送带驱动电机连接在传送带的一侧，支架处于缸体的上方，控制柜立于缸体另 一侧，涡流/磁记忆综合检测仪器集成在控制柜中，在控制柜上有显示屏和控制面板，显示 屏用以显示涡流和磁记忆检测结果及检测装置各部分的工作状态，操作面板用以控制检测 架、传送带、第一探头块和第二探头块的运动状态。检测架介于支架和缸体之间，并连接在 支架的滑道上，检测架水平驱动电机位于支架一侧，用以驱动检测架在支架上水平移动。检测机构的结构图如图2和图3所示，检测架分为上检测架和下检测架两部分，上 检测架和下检测架通过第一连接架与支架的滑道连接，第一连接架固定在连接板上，连接 板通过第一滑块连接在下检测架上，第一限位装置安装在滑块上，上检测架通过第二滑块 与第一连接架相连，第二限位装置安装在第二滑块上，第一探头块和第二探头块分别固定 在第二连接架和第三连接架的一端，第一探头块和第二探头块位于待检缸筒上方约50mm， 第二连接架和第三连接架的另一端分别与第三滑块和第四滑块相连，第三滑块和第四滑块 连接在上检测架的滑道上，联轴器位于上检测架的一侧，并通过第一同步带与第三滑块和 第四滑块相连，第三限位装置安装在第三滑块上，使第一探头块和第二探头块的相对距离 等于相邻缸筒的中心距。连接架水平驱动电机位于下检测架的一端，第二同步带与连接架 水平驱动电机和第一连接架相连，升降驱动电机位于第一连接架上方，并与丝杠的上端相 连，丝杠的下端与连接板相连，丝杠穿过上连接架的中心，上连接架通过丝母与丝杠相连， 这样的结构可以通过升降驱动电机驱动上连接架上下移动，同时带动第一探头块和第二探 头块在缸筒内上下移动，上检测架、第一连接架、升降驱动电机、丝杠、第二滑块和第二限位 装置构成了检测架的升降机构，见图4和图5。第一底板和第二底板位于下检测架上，第一底板和第二底板分别通过第五滑块和 第六滑块与下检测架相连，在第一底板上有第一旋转驱动电机、第一旋转同步带、第一大 轮、第一传感器、第一码盘、第一读码器和第一印刷电路板，第一大轮位于第一底板的中心 位置，并通过第一旋转同步带与第一旋转驱动电机相连，第一码盘和第一读码器位于第一 大轮正上方，第一印刷电路板位于第一读码器和第一大轮之间，第一传感器通过导线与第 一印刷电路板和第一读码器相连，第二连接架穿过第一底板、第一大轮和第一码盘的中心， 第一旋转驱动电机、第一旋转同步带、第一大轮、第二连接架、第一传感器、第一码盘、第一 读码器和第一印刷电路板构成了第一探头块的旋转机构，如图6和图7所示，第一旋转驱动电机能够通过第一旋转同步带驱动第一大轮同步转动，第一大轮能够带动第一探头块同 步转动，通过第一传感器、第一码盘、第一读码器和第一印刷电路板限定第一探头块的旋转 角度，使第一探头块的旋转角度为6°，第二探头块的旋转机构与第一探头块的旋转机构相 同。第二探头块的旋转机构是由第二旋转驱动电机、第二旋转同步带、第二大轮、第三连接 架、第二传感器、第二码盘、第二读码器和第二印刷电路板组成，在第二底板上有第二旋转 驱动电机、第二旋转同步带、第二大轮、第二传感器、第二码盘、第二读码器和第二印刷电路 板，第二大轮位于第二底板的中心位置，并通过第二旋转同步带与第二旋转驱动电机相连， 第二码盘和第二读码器位于第二大轮正上方，第二印刷电路板位于第二读码器和第二大轮 之间，第二传感器通过导线与第二印刷电路板和第二读码器相连，第三连接架穿过第二底 板、第二大轮和第二码盘的中心，第二旋转驱动电机能够通过第二旋转同步带驱动第二大 轮同步转动，第二大轮能够带动第二探头块同步转动，通过第二传感器、第二码盘、第二读 码器和第二印刷电路板限定第二探头块的旋转角度，使第二探头块的旋转角度为6°。如图8所示，第一探头块在圆周方向上平均分布着四组涡流/磁记忆笔式探头，分 别是第一探头、第二探头、第三探头和第四探头，相邻探头间隔90°，第一探头环压片位于 第一探头块的中心位置，为四组涡流/磁记忆笔式探头提供弹力，防止探头块运动时损伤 探头，第一探头块的直径比缸筒直径小2 4mm，且第一探头块和第二探头块的结构相同。 第二探头块在圆周方向上平均分布着四组涡流/磁记忆笔式探头，分别是第五探头、第六 探头、第七探头和第八探头，相邻探头间隔90°，第二探头环压片位于第二探头块的中心位 置，为四组涡流/磁记忆笔式探头提供弹力，防止探头块运动时损伤探头，第二探头块的直 径比缸筒直径小2 4mm。旧缸体缸筒表层缺陷的自动化涡流/磁记忆检测的工作过程如下首先通过传送 带将废旧缸体输送到待检位置，通过控制面板水平移动检测架，使检测探头大致在待检缸 筒上方50mm左右，调节两个检测探头的间隔等于相邻两个缸筒的中心距，再精确调节检测 架水平位置，使检测探头位于待检缸筒正上方；其次，通过检测装置的升降机构，将探头块 移到待检缸筒内；然后，同时启动涡流/磁记忆检测仪器、检测装置的升降机构和旋转机 构，探头块先从上到下直线运动，运动到缸筒底端时，探头块逆时针方向旋转6°，并开始从 下往上直线运动，运动到缸筒顶端时，探头块继续逆时针方向旋转6°，再从上到下直线运 动，如此往复运动16次，即可完成对整个缸筒内壁的全面扫查，在扫查过程中，涡流/磁记 忆检测仪器是一直运行的，记录着检测结果，这样可以一次性检测两个缸筒；在检查完两个 相邻缸筒后，通过升降装置将探头块移到缸体上方50mm处，再水平移动检测架，将探头块 调节到其它两个待检缸筒上方，重复上述检测过程，直到检查完整个缸体的所有缸筒为止， 通过纪录的检测结果判断此废旧缸体是否存在表面及近表面缺陷和应力集中，是否满足再 制造生产的需求；当检测完此废旧缸体后，通过传送带将其送走，并同时送来其它待检废旧 缸体继续进行检测，实现产业化流程。本发明的优点在于采用机械自动化的方式对发动机旧缸体缸筒内壁表层缺陷和 应力集中进行涡流/磁记忆综合检测，避免了人工检测易漏检的缺点，检测的准确性和可 靠性较高，检测结果清晰直观，具有较高的检测效率，可广泛应用于旧发动机缸体的在线检 测。
权利要求
一种针对旧缸体缸筒内壁表层缺陷的自动化涡流/磁记忆检测装置，它包括传送带(2)、支架(4)、控制柜(6)、检测架(19)、第一探头块(14)和第二探头块(15)，待检旧缸体(1)放置在传送带(2)上，传送带(2)水平放置，传动方向与支架(4)垂直，传送带驱动电机(3)连接在传送带的一侧，支架(4)处于缸体(1)的上方，控制柜(6)立于缸体另一侧，并与支架(4)相连，涡流/磁记忆综合检测仪器集成在控制柜(6)中，在控制柜(6)上有显示屏(7)和控制面板(8)；检测架(19)介于支架(4)和缸体(1)之间，并连接在支架(4)的滑道上，驱动检测架(19)水平移动的检测架水平驱动电机(5)位于支架(4)的一侧，检测架(19)分为上检测架(9)和下检测架(10)两部分，上检测架(9)位于下检测架(10)的正上方，上检测架(9)和下检测架(10)通过第一连接架(11)与支架(4)的滑道连接，连接板(34)位于下检测架(10)上，并通过第一滑块(21)连接在下检测架(10)上，第一连接架(11)的底端固定在连接板(34)上，限定第一连接架(11)水平移动范围的第一限位装置(31)安装在滑块(21)上，上检测架(9)通过第二滑块(22)与第一连接架(11)相连，限定上检测架(9)上下移动范围的第二限位装置(32)安装在第二滑块(22)上，第三滑块(23)和第四滑块(24)连接在上检测架(9)的滑道上，第二连接架(16)和第三连接架(17)都是竖直放置，第二连接架(16)和第三连接架(17)的顶端分别与第三滑块(23)和第四滑块(24)相连，第二连接架(16)和第三连接架(17)的底端分别与第一探头块(14)和第二探头块(15)相连，联轴器(29)位于上检测架(9)的一侧，并通过第一同步带(30)与第三滑块(23)和第四滑块(24)相连，限定第三滑块(23)和第四滑块(24)相对位置的第三限位装置(33)安装在第三滑块(23)上，第一探头块(14)和第二探头块(15)的相对距离等于相邻缸筒的中心距，升降驱动电机(13)位于第一连接架(11)上方，丝杠(12)竖直放置，丝杠(12)的上端与升降驱动电机(13)相连，丝杠(12)的下端与连接板(34)相连，丝杠(12)穿过上连接架(9)的中心，上连接架(9)通过丝母与丝杠(12)相连，连接架水平驱动电机(27)位于下检测架(10)的一端，连接架水平驱动电机(27)通过第二同步带(28)与第一连接架(11)相连，上检测架(9)、第一连接架(11)、升降驱动电机(13)、丝杠(12)、第二滑块(22)和第二限位装置(32)构成了检测架的升降机构；第一底板(41)和第二底板(42)位于下检测架(10)上，第一底板(41)和第二底板(42)分别通过第五滑块(25)和第六滑块(26)与下检测架(10)相连，在第一底板(41)上有第一旋转驱动电机(18)、第一旋转同步带(35)、第一大轮(36)、第一传感器(37)、第一码盘(38)、第一读码器(39)和第一印刷电路板(40)，第一大轮(36)位于第一底板(41)的中心位置，并通过第一旋转同步带(35)与第一旋转驱动电机(18)相连，第一码盘(38)和第一读码器(39)位于第一大轮(36)正上方，第一印刷电路板(40)位于第一读码器(39)和第一大轮(36)之间，第一传感器(37)通过导线与第一印刷电路板(40)和第一读码器(39)相连，第二连接架(16)穿过第一底板(41)、第一大轮(36)和第一码盘(38)的中心，第一旋转驱动电机(18)、第一旋转同步带(35)、第一大轮(36)、第二连接架(16)、第一传感器(37)、第一码盘(38)、第一读码器(39)和第一印刷电路板(40)构成了第一探头块(14)的旋转机构，第一探头块(14)的旋转机构和第二探头块(15)的旋转机构相同。
2.根据权利要求1所述的旧缸体缸筒内壁表层缺陷的自动化涡流/磁记忆检测装置， 其特征在于，在第一探头块(14)圆周方向上平均分布着2 8个涡流/磁记忆笔式探头，在 第一探头块(14)的中心位置有第一探头环压片(20)，第一探头块(14)和第二探头块(15)的结构相同。
全文摘要
旧缸体缸筒内壁表层缺陷的自动化涡流/磁记忆检测装置是一种针对发动机旧缸体缸筒内壁表层裂纹、点蚀和应力集中的自动化涡流/磁记忆检测装置，该装置由传送带、支架、控制柜、检测架及探头块组成，检测架分上检测架和下检测架，探头块连接在检测架下方、在探头块圆周方向上平均分布着多组涡流/磁记忆笔式探头，通过检测架的电机、丝杠、滑道和同步带，探头块可以在缸筒内做上下运动和旋转运动，用以完成对缸筒内壁表层裂纹、点蚀缺陷的涡流检测和对缸筒内壁应力集中程度的磁记忆检测。本发明具有较高的检测准确度和可靠性，检测效率高，且使用简单，对操作工人要求不高，可广泛应用于旧发动机缸体的在线检测。
文档编号G01N27/90GK101975819SQ20101027238
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者徐滨士, 王慧鹏, 石常亮, 董世运, 董丽虹 申请人:中国人民解放军装甲兵工程学院