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专利名称：一种瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架，特别适用于不同规格型号的、 连接在输电线路上的瓷质支柱绝缘子的在线超声探伤，属于电力行业输电领域使用的支柱绝缘子超声探伤机构。
背景技术：
瓷质支柱绝缘子是变电站的重要设备之一，起着支撑导线和绝缘的作用。绝缘子是高温烧结而成的电瓷产品，如果在制作过程中配方不当或工艺流程中原料混合不均勻， 很容易形成瓷件内部缺陷，造成韧性极低，导致绝缘子存在缺陷和隐患，进而影响电网的安全运行。为确保电网的安全运行，国内外变电站主要采用超声探伤技术对绝缘子进行无损检测。采用人工超声探伤技术检测一支绝缘子需要两个人用1小时以上，耗时耗力，且对操作技术要求很高，所测得的数据存在很大的不确定性，极大地影响了设备的可用率。目前， 对支柱绝缘子的自动化超声探伤技术研究较少，现国内存在以多连杆轮式行走机构为主的超声探伤扫查机构，扫查过程中，行走机构受绝缘子表面粗糙度和超声设备自带线缆影响较大，易发生打滑、锁死等故障，扫查成功率较低，在实际应用中难以推广。

发明内容
本发明的目的是提供一种操作简单、作业高效、运行可靠的瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架，适用于不同直径的瓷质支柱绝缘子规定部位的自动化超声探伤，且作业过程中无需将支柱绝缘子从线路上取下，实现全程在线检测。本发明提供的一种瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架，包括圆弧轨道机构、测量位校准机构和超声探头位置保持机构；所述圆弧轨道机构包括上圆弧导轨、下圆弧导轨和双层滑块机构，所述上圆弧导轨的上表面固连有上弧形齿条，该上弧形齿条的齿条沿其外边缘分布；所述下圆弧导轨的下表面固连有下弧形齿条，该下弧形齿条的齿条沿其外边缘分布；所述双层滑块机构包括框架和分别固接于其上底板上的至少4个对称的上导轨轴承以及固接于其下底板上的至少4个对称的下导轨轴承，所述上导轨轴承与所述下导轨轴承均向所述框架的腔体延伸并对称设置；所述上导轨轴承和下导轨轴承的侧面均设有圆弧槽；所述上导轨轴承之间和下导轨轴承之间分别设有上齿轮和下齿轮，所述上齿轮和下齿轮分别与上电机和下电机相连接；所述上圆弧导轨穿过所述框架的腔体且与所述上导轨轴承相配合，所述上齿轮与所述上弧形齿条啮合；所述下圆弧导轨穿过所述框架的腔体且与所述下导轨轴承相配合，所述下齿轮与所述下弧形齿条啮合；所述上圆弧导轨与下圆弧导轨之间设有间距；所述测量位校准机构包括垂直相交设置的横向导轨和纵向导轨；所述横向导轨的一端部固连有V型固定块，至其另一端部的方向上穿过横向位置调节装置；所述纵向导轨的下端部固接于所述横向调节装置上，至其上端部的方向上穿过纵向位置调节装置；所述纵向位置调节装置上固接有可与所述上圆弧导轨相配合的圆弧轨道；
所述超声探头位置保持机构包括连杆和固接于其端部的探头连接架，所述探头连接架上设有用于固定超声波传感器探头的仿形孔；所述连杆通过保持连接板与所述下圆弧导轨相连接。上述的超声探伤扫查架中，所述上圆弧导轨与所述下圆弧导轨的弧度为180度 360度，以便于超声探伤过程中对扫查架的操作。上述的超声探伤扫查架中，所述超声探头位置保持机构固接于所述下圆弧导轨的端部。上述的超声探伤扫查架中，所述横向位置调节装置可包括横向调节块和设于其两端的左限位块和右限位块；所述纵向位置调节装置可包括纵向调节块和设于其两端的上限位块和下限位块。上述的超声探伤扫查架中，所述左限位块和右限位块均通过螺栓与所述横向导轨相连接，当将所述横向调节块移动至所需位置时，可通过拧紧所述左限位块和右限位块将所述横向调节块固定；所述上限位块和下限位块均通过螺栓与所述纵向导轨相连接，当将所述纵向调节块移动至所需位置时，可通过拧紧所述上限位块和下限位块将所述横向调节块固定。上述的超声探伤扫查架中，所述螺栓可为手拧式螺栓，便于扫查工作的进行。上述的超声探伤扫查架中，所述纵向导轨固接于所述横向调节块上；所述圆弧轨道固接于所述纵向调节块上。上述的超声探伤扫查架中，所述保持连接板与所述下圆弧导轨之间可为螺栓连接；所述连杆与所述保持连接板之间可为螺栓连接。本发明提供的瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架具有以下有益效果1、本发明采用了渐开式的圆弧轨道机构，可对连接在输电线路中的支柱绝缘子进行超声探伤检测，使检测作业对电网的运行影响保持在最低程度。2、本发明采用了可调节的测量位校准机构，可适用于不同规格型号的支柱绝缘子的超声探伤检测，便于相关产品的推广。3、本发明操作简单、工作效率高，操作人员无需较多的经验，且只需一人就可完成全部检测工作，用时也大大少于较传统的人工检测方式。4、本发明采用了独立的声探头位置保持机构来引导超声探头对绝缘子表面进行扫查，作业可靠性高，检测过程不受被测绝缘子表面粗糙度和超声探头线缆重力及拖拽的影响，检测成功率高。


图1为本发明的瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架的结构示意图。图2为本发明的瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架的圆弧轨道机构的结构示意图。图3为本发明的瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架的测量位校准机构的结构示意图。图4为本发明的瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架的超声探头位置保持机构的结构示意图。图5为本发明的瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架的双层滑块机构的结构示意图。
图6为本发明的瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架的上导轨轴承和下导轨轴承的外形示意图。图7为本发明的瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架的下导轨轴承、下齿轮与下圆弧导轨、下弧形齿条的连接关系示意图。图8为本发明的瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架的工作过程中各特征零部件的位置示意图。图中各标记如下1下圆弧导轨、2下弧形齿条、3上圆弧导轨、4上弧形齿条、5框架、6a，6b，6c，6d下导轨轴承、7下齿轮、8下电机、9a，9b，9c，9d上导轨轴承、10上齿轮、11 上电机、12横向导轨、13纵向导轨、14V型固定块、15左限位块、16横向调节块、17右限位块、18下限位块、19纵向调节块、20上限位块、21手拧式螺栓、22控制开关、23圆弧轨道、24 连杆、25探头连接架J6保持连接板、27通孔、观仿形孔、四螺纹通孔。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。本发明提供的瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架包括圆弧轨道机构、测量位校准机构和超声探头位置保持机构；该圆弧轨道机构包括弧度为240度的上圆弧导轨3、弧度为 240度的下圆弧导轨1和双层滑块机构，上圆弧导轨3的上表面固连有上弧形齿条4，该上弧形齿条4的齿条沿其外边缘均勻分布；下圆弧导轨1的下表面固连有下弧形齿条2，该下弧形齿条2的齿条沿其外边缘均勻分布；双层滑块机构包括框架5和分别固接于其上底板上的4个上导轨轴承9a、9b、9c和9d以及固接于其下底板上的4个下导轨轴承6a、6b、6c 和6d，上导轨轴承9a、9b、9c和9d之间为两两对称设置，下导轨轴承6a、6b、6c和6d之间为两两对称设置；上导轨轴承9a、9b、9c和9d与下导轨轴承6a、6b、6c和6d为对称设置； 上导轨轴承9a、9b、9c和9d和下导轨轴承6a、6b、6c和6d的侧面均设有圆弧槽；上导轨轴承9a和9b之间和下导轨轴承6a和6b之间分别设有上齿轮10和下齿轮7，上齿轮10和下齿轮7分别与上电机11和下电机8相连接；上圆弧导轨3穿过框架5的腔体且与上导轨轴承9a、9b、9c和9d相配合，上齿轮10与上弧形齿条4啮合；下圆弧导轨1穿过框架5的腔体且与下导轨轴承6a、6b、6c和6d相配合，下齿轮7与下弧形齿条2啮合；上圆弧导轨3 与下圆弧导轨1之间设有间距；该测量位校准机构包括垂直相交设置的横向导轨12和纵向导轨13 ；横向导轨12的一端部固连有V型固定块14，具有V型接触面的V型固定块固定圆柱型接触面的物体时，有自动对心的效果，可确保当被测量绝缘子的尺寸型号发生变化时， V型固定块14的对称面仍然始终与被测绝缘子对正，降低调节难度)，至其另一端部的方向依次穿过左限位块15、横向调节块16和右限位块17，左限位块15和右限位块17均通过手拧式螺栓21与横向导轨12配合，以固定横向调节块16的位置；纵向导轨13的下端部固接于横向调节块16上，至其上端部的方向上依次穿过下限位块18、纵向调节块19和上限位块 20，下限位块18和上限位块20均通过手拧式螺栓21与纵向导轨13配合，以固定纵向调节块19的位置；纵向调节块19上固接有可与上圆弧导轨3相配合的圆弧轨道23，纵向调节块19上设有控制开关22，用于连接该扫查架的控制电路，方便实现单手操控该扫查架进行工作；超声探头位置保持机构包括连杆M和固接于其端部的探头连接架25，探头连接架25 上设有用于固定超声波传感器探头的仿形孔观，该孔的截面形状与对应的超声波传感器探
5头的截面形状一致；连杆M通过保持连接板26与下圆弧导轨1相连接，且设于下圆弧导轨 1的端部，保持连接板26利用通孔27与下圆弧导轨1螺栓连接，并利用其上的螺纹通孔四与连杆M相连接。上述的瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架中，下圆弧导轨1和上圆弧导轨3的弧度可在180 360度的范围内调整；横向位置调节装置和纵向位置调节装置还可选择为其它结构的调节装置。使用上述瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架时，可按下述步骤进行(1)、将超声波传感器探头放入探头连接架25的方孔观中；O)、根据被检测绝缘子的尺寸，调节横向调节块16在横向导轨12上滑动，调节纵向调节块19在纵向导轨13上滑动，调节连杆24在保持连接板沈中的位置，使得测量过程中探头表面与瓷质支柱绝缘子被测部位表面能够贴合；拧紧左限位块15、右限位块17、下限位块18和上限位块20上的手拧式螺栓21，使得横向调节块16和纵向调节块19位置固定；(3)、调节圆弧轨道23与上圆弧导轨3的位置，推动框架5和下圆弧导轨1，使得本发明各零部件位于图8a所示“工位一”的位置，此时下圆弧导轨1和上圆弧导轨3在竖直方向基本重合；用V型固定块14的固定面顶住支柱绝缘子被测部位下方的法兰上，此时被测支柱绝缘子的轴线与探头连接架25的旋转轴线重合；(4)、调节圆弧轨道23与上圆弧导轨3的位置，推动框架5和下圆弧导轨1，使得本发明各零部件位于图8b所示“工位二”的位置，此时探头连接定架25及其中的超声波传感器探头位于被扫描部位的初始位置。(5)、操作控制开关22，下电机8锁死，从而使得下齿轮7、下齿条2、下圆弧导轨1 和整个超声探头位置保持机构与框架5保持相对静止，上电机11驱动上齿轮10转动，上齿轮10利用上弧形齿条4的反作用力带动框架5在上圆弧导轨3上滑动，从而使得超声波传感器探头沿着被测表面运动。(6)、当框架5运动到上圆弧导轨3的末端时，本发明各零部件位于图8c所示“工位三”的位置，超声波传感器探头已在探头连接架25的带动下沿着被测环面运动了一半的行程，此时上电机11停止转动并锁死，使得框架5相对于上圆弧导轨3保持相对静止，下电机8驱动下齿轮7转动，带动下弧形齿条2和下圆弧导轨1继续沿探头扫描方向伸出，从而带动探头连接架25和超声波传感器探头沿被测表面环绕运动，直到本发明各零部件到达如图8d所示“工位四”的位置，此时下电机8也停止运动，探头连接架25和超声波传感器探头已沿着支柱绝缘子的被测部位进行了整周360°的运动和扫描。(7)、调节本发明各零部件的位置到如图8所示“工位一“的位置，准备下一个瓷质支柱绝缘子的检测，如下一个绝缘子的型号与前一个被测绝缘子的型号相同时，不必重复第(1)、(2)步的操作，直接从第(3)步开始操作。
权利要求
1.一种瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架，其特征在于所述超声探伤扫查架包括圆弧轨道机构、测量位校准机构和超声探头位置保持机构；所述圆弧轨道机构包括上圆弧导轨、下圆弧导轨和双层滑块机构，所述上圆弧导轨的上表面固连有上弧形齿条，该上弧形齿条的齿条沿其外边缘分布；所述下圆弧导轨的下表面固连有下弧形齿条，该下弧形齿条的齿条沿其外边缘分布；所述双层滑块机构包括框架和分别固接于其上底板上的至少4个对称的上导轨轴承以及固接于其下底板上的至少4个对称的下导轨轴承，所述上导轨轴承与所述下导轨轴承均向所述框架的腔体延伸并对称设置；所述上导轨轴承和下导轨轴承的侧面均设有圆弧槽；所述上导轨轴承之间和下导轨轴承之间分别设有上齿轮和下齿轮，所述上齿轮和下齿轮分别与上电机和下电机相连接；所述上圆弧导轨穿过所述框架的腔体且与所述上导轨轴承相配合，所述上齿轮与所述上弧形齿条啮合；所述下圆弧导轨穿过所述框架的腔体且与所述下导轨轴承相配合，所述下齿轮与所述下弧形齿条啮合；所述上圆弧导轨与下圆弧导轨之间设有间距；所述测量位校准机构包括垂直相交设置的横向导轨和纵向导轨；所述横向导轨的一端部固连有V型固定块，至其另一端部的方向上穿过横向位置调节装置；所述纵向导轨的下端部固接于所述横向调节装置上，至其上端部的方向上穿过纵向位置调节装置；所述纵向位置调节装置上固接有可与所述上圆弧导轨相配合的圆弧轨道；所述超声探头位置保持机构包括连杆和固接于其端部的探头连接架，所述探头连接架上设有用于固定超声波传感器探头的仿形孔；所述连杆通过保持连接板与所述下圆弧导轨相连接。
2.根据权利要求1所述的超声探伤扫查架，其特征在于所述上圆弧导轨与所述下圆弧导轨的弧度为180度 360度。
3.根据权利要求1或2所述的超声探伤扫查架，其特征在于所述超声探头位置保持机构固接于所述下圆弧导轨的端部。
4.根据权利要求1-3中任一所述的超声探伤扫查架，其特征在于所述横向位置调节装置包括横向调节块和设于其两端的左限位块和右限位块；所述纵向位置调节装置包括纵向调节块和设于其两端的上限位块和下限位块。
5.根据权利要求4所述的超声探伤扫查架，其特征在于所述左限位块和右限位块均通过螺栓与所述横向导轨相连接；所述上限位块和下限位块均通过螺栓与所述纵向导轨相连接。
6.根据权利要求5所述的超声探伤扫查架，其特征在于所述螺栓为手拧式螺栓。
7.根据权利要求4-6中任一所述的超声探伤扫查架，其特征在于所述纵向导轨固接于所述横向调节块上；所述圆弧轨道固接于所述纵向调节块上。
8.根据权利要求1-7中任一所述的超声探伤扫查架，其特征在于所述保持连接板与所述下圆弧导轨之间为螺栓连接；所述连杆与所述保持连接板之间为螺栓连接。
全文摘要
本发明公开了一种瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架。包括圆弧轨道机构、测量位校准机构和超声探头位置保持机构；所述圆弧轨道机构包括上圆弧导轨、下圆弧导轨和双层滑块机构，所述测量位校准机构包括垂直相交设置的横向导轨和纵向导轨；所述横向导轨的一端部固连有V型固定块，至其另一端部的方向上穿过横向位置调节装置；所述纵向导轨的下端部固接于所述横向调节装置上，至其上端部的方向上穿过纵向位置调节装置；所述纵向位置调节装置上固接有可与所述上圆弧导轨相配合的圆弧轨道；本发明提供的瓷质支柱绝缘子超声探伤扫查架，操作简单、作业高效、运行可靠的，适用于不同直径的瓷质支柱绝缘子规定部位的自动化超声探伤，且作业过程中无需将支柱绝缘子从线路上取下，实现全程在线检测。
文档编号G01N29/265GK102507750SQ20111034080
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者张丽霞, 张凯良, 杨丽, 梁自泽 申请人:中国农业大学