機械設備維修中無損檢測技術的實踐應用

余偉成（廣東新會中集特種運輸設備有限公司,廣東　江門　529144）

機械設備維修中無損檢測技術的實踐應用

余偉成
（廣東新會中集特種運輸設備有限公司,廣東江門529144）

摘要：隨著經濟的發展，我國交通運輸設備的機械化水平越來越高，特種運輸設備更是如此，隨之而來的是特種運輸設備的機械故障的檢修更加的困難，在這種情況下傳統的檢測方法已很難滿足需要。本文首先分析了我國機械設備檢修的現狀，接著著重介紹了無損檢測技術的實踐應用。

關鍵詞：機械設備維修；無損檢測技術；實踐應用

無損檢測技術是一項綜合性的、新興的檢修技術，是現代科學技術發展的結果，其在復雜機械設備、特種機械設備中有著廣泛的應用，對我們機械工程的發展具有重要意義。在歐美國家無損檢測技術較為成熟，不僅具有廣闊的市場，其各種支撐設備和體系也較為完善。由于我國工程機械維修技術比較薄弱，無損檢測技術的應用還不是太成熟，本文的目的之一便是對其實踐進行系統地介紹。工程機械設備的核心構件是變速器、傳動軸，前者控制著工程機械設備的運行速度，后者是運行的執行器件。本文對無損檢測技術的論述主要基于上述兩點。

1　我國機械維修業現狀

1.1人員素質偏低

工程機械快速發展，但技術人員的知識更新緩慢，兩者出現脫節現象，使技術人員的知識和技能無法滿足維修需要[1]。此外，由于我國專業的機修維修人員較少，導致大量的非專業人員或專業技術不過關人員進入，導致整體人員素質偏低，經常會出現一個故障反復修，效率較為低下。

1.2盲目性較大

受維修經驗和知識欠缺的限制，我國的機械設備維修存在較大的盲目性，技術人員無法根據內部結果的變化和外部表現判斷出故障的范圍，需要盡快大范圍的拆卸、多次的測試才能確定，不僅會導致維修時間、成本的增加，還會使機械設備造成不必要的傷害，比如無法達到機械的設計性能、不良拆修引發新的機械故障，導致修好一個故障引出另外一個故障。

1.3大修周期不確定

傳統的機械設備機械化程度不高，一個維修經驗豐富的技工就能準確判斷出其大修周期，但隨著現代機械設備的自動化水平、一體化水平的提升，大修周期很難再通過聲音、外形、內部結構進行判斷，按照傳統經驗判斷出維修周期往往較長，使得機械設備長時間超負荷運行，不僅降低機械設備的使用壽命，還會導致燃料費、設備工作效率的下降[2]。

2　無損檢測技術在工程機械維修中的應用

2.1傳動軸超聲波檢測

在不同的媒介中超聲波具有不同的傳播特性，基于此可判斷出所檢測設備的材質是否有瑕疵。汽車的核心構件之一是傳動軸，為了確保傳動軸合格，業界通過常用超聲波技術來檢測原材料，檢測合格后方可進行鍛造，鍛造后的半成品會再經超聲波檢測，以確保鍛造沒有影響到材料的性能，并排除第一檢測出現的失誤。超聲波經藕合劑進入傳動軸，并在傳動軸中進行傳播，當遇到缺陷時，入射波傳播方向發生轉變發出一個反射波，探頭接收到發射回來的超聲波后會把其轉化為高頻電脈沖，計算機會根據發射波的波形、輻度以及位置等特征來給出傳動軸內部是否有缺陷，如果有缺陷，還會給出缺陷的大小和位置以及其他參數。傳動軸缺陷的定位需要知道x點和y點，x點指的是發現缺陷時探頭的位置，即位于軸向上，y點指的是發現缺陷時探頭位置的深度h，即位于垂直軸向的方向上[5]。有計算公式h=mD/n，其中n指的是第一次界面波與傳動軸底波之間的距離；D指的是傳動軸直徑；m指的是第一次界面波與缺陷回波最遠距離。傳動軸無缺陷，表面及內部組織致密時會出現連續的傳動軸反射波；傳動軸縮松、夾砂、氣孔等缺陷時傳動軸反射波出現間斷；傳動軸有大的氣孔和夾雜以及過于疏松或粗大的傳動軸晶粒時傳動軸反射波不存在。

2.2變速器故障的振動檢測

“當齒輪在變速器內轉動時，每對相互嚙合的齒輪構成相應的振動系統，由于該系統的綜合剛度產生周期性變化，使齒輪產生周向（扭轉）強迫振動及衰減振動，造成軸承及軸的徑向和軸向振動，因而使軸承座產生翹曲振動，最終，軸承座的振動激發了變速器箱體的振動”。所以說，振動信號來源于外側，齒輪嚙合是激勵源，這是應用無損檢測技術檢測變速器故障的立腳點[3]。在實踐中通常選擇軸承座作為變速器箱體的測振點，把軸承座的振動默認為是齒輪的振動，測出的震動信號包括嚙合頻率、轉動頻率、邊頻帶譜、嚙合諧譜，其中邊頻帶譜最為常見，并與其他動載一起作用在齒輪上，通過相互調制和累加，最終形成按一定規律分布的小譜線。

一般情況下齒輪振動信號不僅有頻率調制也有幅值調制，嚙合諧譜及其頻率兩側的簇邊頻帶即是這兩種調制的頻譜圖中的表現，調制信號的頻率即是各邊頻帶的間隔[4]。載頻信號、載頻時域信號幅值會被調制信號調制，頻率調制指的是調制信號調制載頻信號并把其變成變頻信，幅值調制指的是調制信號調制載頻的時域信號幅值。所以當小齒輪有裂紋時，有裂紋的齒輪會接收到相互嚙合齒輪的回轉頻率的振動功率，此時與之嚙合的大齒輪回轉頻率的振幅減少，而小齒輪本身的回轉頻率的振幅則增大。

3　結束語

無損檢測技術的普及和推廣不僅提升機械故障準確性和效率，還能促進我國機械設備維護行業的發展，成為行業引入新技術、運用新技術的參考標準。隨著計算機發展以及檢測技術的發展，無損檢測技術較變得更為成熟，其應用也將更為廣泛。

參考文獻：

[1]余應雙機械設備維修技術的現狀和發展[J].科技致富向導,2014(20):178+280.

[2]郭美生無損檢測技術在煤礦機械設備維修中的應用[J].煤炭技術,2004(12):16-17.

[3]陳玉重.關于機械設備維修與檢測的研究[J].科技致富向導,2012(27):232+242.

[4]張進智.淺析無損檢測技術在機械維修中的應用[J].民營科技, 2013(06):15.

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

[6]王麗華.機械焊接結構的無損檢測技術研究[J].中國高新技術企業,2014(36):16-17.

作者簡介：余偉成（1986-），男，湖北廣水人，本科，研究方向：機械設計及制造過程中的品質保證。