机械设备维修中无损检测技术的实践应用

余伟成（广东新会中集特种运输设备有限公司,广东　江门　529144）

机械设备维修中无损检测技术的实践应用

余伟成
（广东新会中集特种运输设备有限公司,广东江门529144）

摘要：随着经济的发展，我国交通运输设备的机械化水平越来越高，特种运输设备更是如此，随之而来的是特种运输设备的机械故障的检修更加的困难，在这种情况下传统的检测方法已很难满足需要。本文首先分析了我国机械设备检修的现状，接着着重介绍了无损检测技术的实践应用。

关键词：机械设备维修；无损检测技术；实践应用

无损检测技术是一项综合性的、新兴的检修技术，是现代科学技术发展的结果，其在复杂机械设备、特种机械设备中有着广泛的应用，对我们机械工程的发展具有重要意义。在欧美国家无损检测技术较为成熟，不仅具有广阔的市场，其各种支撑设备和体系也较为完善。由于我国工程机械维修技术比较薄弱，无损检测技术的应用还不是太成熟，本文的目的之一便是对其实践进行系统地介绍。工程机械设备的核心构件是变速器、传动轴，前者控制着工程机械设备的运行速度，后者是运行的执行器件。本文对无损检测技术的论述主要基于上述两点。

1　我国机械维修业现状

1.1人员素质偏低

工程机械快速发展，但技术人员的知识更新缓慢，两者出现脱节现象，使技术人员的知识和技能无法满足维修需要[1]。此外，由于我国专业的机修维修人员较少，导致大量的非专业人员或专业技术不过关人员进入，导致整体人员素质偏低，经常会出现一个故障反复修，效率较为低下。

1.2盲目性较大

受维修经验和知识欠缺的限制，我国的机械设备维修存在较大的盲目性，技术人员无法根据内部结果的变化和外部表现判断出故障的范围，需要尽快大范围的拆卸、多次的测试才能确定，不仅会导致维修时间、成本的增加，还会使机械设备造成不必要的伤害，比如无法达到机械的设计性能、不良拆修引发新的机械故障，导致修好一个故障引出另外一个故障。

1.3大修周期不确定

传统的机械设备机械化程度不高，一个维修经验丰富的技工就能准确判断出其大修周期，但随着现代机械设备的自动化水平、一体化水平的提升，大修周期很难再通过声音、外形、内部结构进行判断，按照传统经验判断出维修周期往往较长，使得机械设备长时间超负荷运行，不仅降低机械设备的使用寿命，还会导致燃料费、设备工作效率的下降[2]。

2　无损检测技术在工程机械维修中的应用

2.1传动轴超声波检测

在不同的媒介中超声波具有不同的传播特性，基于此可判断出所检测设备的材质是否有瑕疵。汽车的核心构件之一是传动轴，为了确保传动轴合格，业界通过常用超声波技术来检测原材料，检测合格后方可进行锻造，锻造后的半成品会再经超声波检测，以确保锻造没有影响到材料的性能，并排除第一检测出现的失误。超声波经藕合剂进入传动轴，并在传动轴中进行传播，当遇到缺陷时，入射波传播方向发生转变发出一个反射波，探头接收到发射回来的超声波后会把其转化为高频电脉冲，计算机会根据发射波的波形、辐度以及位置等特征来给出传动轴内部是否有缺陷，如果有缺陷，还会给出缺陷的大小和位置以及其他参数。传动轴缺陷的定位需要知道x点和y点，x点指的是发现缺陷时探头的位置，即位于轴向上，y点指的是发现缺陷时探头位置的深度h，即位于垂直轴向的方向上[5]。有计算公式h=mD/n，其中n指的是第一次界面波与传动轴底波之间的距离；D指的是传动轴直径；m指的是第一次界面波与缺陷回波最远距离。传动轴无缺陷，表面及内部组织致密时会出现连续的传动轴反射波；传动轴缩松、夹砂、气孔等缺陷时传动轴反射波出现间断；传动轴有大的气孔和夹杂以及过于疏松或粗大的传动轴晶粒时传动轴反射波不存在。

2.2变速器故障的振动检测

“当齿轮在变速器内转动时，每对相互啮合的齿轮构成相应的振动系统，由于该系统的综合刚度产生周期性变化，使齿轮产生周向（扭转）强迫振动及衰减振动，造成轴承及轴的径向和轴向振动，因而使轴承座产生翘曲振动，最终，轴承座的振动激发了变速器箱体的振动”。所以说，振动信号来源于外侧，齿轮啮合是激励源，这是应用无损检测技术检测变速器故障的立脚点[3]。在实践中通常选择轴承座作为变速器箱体的测振点，把轴承座的振动默认为是齿轮的振动，测出的震动信号包括啮合频率、转动频率、边频带谱、啮合谐谱，其中边频带谱最为常见，并与其他动载一起作用在齿轮上，通过相互调制和累加，最终形成按一定规律分布的小谱线。

一般情况下齿轮振动信号不仅有频率调制也有幅值调制，啮合谐谱及其频率两侧的簇边频带即是这两种调制的频谱图中的表现，调制信号的频率即是各边频带的间隔[4]。载频信号、载频时域信号幅值会被调制信号调制，频率调制指的是调制信号调制载频信号并把其变成变频信，幅值调制指的是调制信号调制载频的时域信号幅值。所以当小齿轮有裂纹时，有裂纹的齿轮会接收到相互啮合齿轮的回转频率的振动功率，此时与之啮合的大齿轮回转频率的振幅减少，而小齿轮本身的回转频率的振幅则增大。

3　结束语

无损检测技术的普及和推广不仅提升机械故障准确性和效率，还能促进我国机械设备维护行业的发展，成为行业引入新技术、运用新技术的参考标准。随着计算机发展以及检测技术的发展，无损检测技术较变得更为成熟，其应用也将更为广泛。

参考文献：

[1]余应双机械设备维修技术的现状和发展[J].科技致富向导,2014(20):178+280.

[2]郭美生无损检测技术在煤矿机械设备维修中的应用[J].煤炭技术,2004(12):16-17.

[3]陈玉重.关于机械设备维修与检测的研究[J].科技致富向导,2012(27):232+242.

[4]张进智.浅析无损检测技术在机械维修中的应用[J].民营科技, 2013(06):15.

[5]于霞.ResearchonElectromagneticNondestructiveTesting ofDefectsintheEngineBladesofAircraft[D].北京理工大学,2014.

[6]王丽华.机械焊接结构的无损检测技术研究[J].中国高新技术企业,2014(36):16-17.

作者简介：余伟成（1986-），男，湖北广水人，本科，研究方向：机械设计及制造过程中的品质保证。