余偉成（廣東新會(huì)中集特種運(yùn)輸設(shè)備有限公司,廣東　江門(mén)　529144）

機(jī)械設(shè)備維修中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

余偉成
（廣東新會(huì)中集特種運(yùn)輸設(shè)備有限公司,廣東江門(mén)529144）

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)交通運(yùn)輸設(shè)備的機(jī)械化水平越來(lái)越高，特種運(yùn)輸設(shè)備更是如此，隨之而來(lái)的是特種運(yùn)輸設(shè)備的機(jī)械故障的檢修更加的困難，在這種情況下傳統(tǒng)的檢測(cè)方法已很難滿足需要。本文首先分析了我國(guó)機(jī)械設(shè)備檢修的現(xiàn)狀，接著著重介紹了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備維修；無(wú)損檢測(cè)技術(shù)；實(shí)踐應(yīng)用

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的、新興的檢修技術(shù)，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，其在復(fù)雜機(jī)械設(shè)備、特種機(jī)械設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用，對(duì)我們機(jī)械工程的發(fā)展具有重要意義。在歐美國(guó)家無(wú)損檢測(cè)技術(shù)較為成熟，不僅具有廣闊的市場(chǎng)，其各種支撐設(shè)備和體系也較為完善。由于我國(guó)工程機(jī)械維修技術(shù)比較薄弱，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用還不是太成熟，本文的目的之一便是對(duì)其實(shí)踐進(jìn)行系統(tǒng)地介紹。工程機(jī)械設(shè)備的核心構(gòu)件是變速器、傳動(dòng)軸，前者控制著工程機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行速度，后者是運(yùn)行的執(zhí)行器件。本文對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的論述主要基于上述兩點(diǎn)。

1　我國(guó)機(jī)械維修業(yè)現(xiàn)狀

1.1人員素質(zhì)偏低

工程機(jī)械快速發(fā)展，但技術(shù)人員的知識(shí)更新緩慢，兩者出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象，使技術(shù)人員的知識(shí)和技能無(wú)法滿足維修需要[1]。此外，由于我國(guó)專業(yè)的機(jī)修維修人員較少，導(dǎo)致大量的非專業(yè)人員或?qū)I(yè)技術(shù)不過(guò)關(guān)人員進(jìn)入，導(dǎo)致整體人員素質(zhì)偏低，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一個(gè)故障反復(fù)修，效率較為低下。

1.2盲目性較大

受維修經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)欠缺的限制，我國(guó)的機(jī)械設(shè)備維修存在較大的盲目性，技術(shù)人員無(wú)法根據(jù)內(nèi)部結(jié)果的變化和外部表現(xiàn)判斷出故障的范圍，需要盡快大范圍的拆卸、多次的測(cè)試才能確定，不僅會(huì)導(dǎo)致維修時(shí)間、成本的增加，還會(huì)使機(jī)械設(shè)備造成不必要的傷害，比如無(wú)法達(dá)到機(jī)械的設(shè)計(jì)性能、不良拆修引發(fā)新的機(jī)械故障，導(dǎo)致修好一個(gè)故障引出另外一個(gè)故障。

1.3大修周期不確定

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備機(jī)械化程度不高，一個(gè)維修經(jīng)驗(yàn)豐富的技工就能準(zhǔn)確判斷出其大修周期，但隨著現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化水平、一體化水平的提升，大修周期很難再通過(guò)聲音、外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷，按照傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)判斷出維修周期往往較長(zhǎng)，使得機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行，不僅降低機(jī)械設(shè)備的使用壽命，還會(huì)導(dǎo)致燃料費(fèi)、設(shè)備工作效率的下降[2]。

2　無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在工程機(jī)械維修中的應(yīng)用

2.1傳動(dòng)軸超聲波檢測(cè)

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(cè)設(shè)備的材質(zhì)是否有瑕疵。汽車的核心構(gòu)件之一是傳動(dòng)軸，為了確保傳動(dòng)軸合格，業(yè)界通過(guò)常用超聲波技術(shù)來(lái)檢測(cè)原材料，檢測(cè)合格后方可進(jìn)行鍛造，鍛造后的半成品會(huì)再經(jīng)超聲波檢測(cè)，以確保鍛造沒(méi)有影響到材料的性能，并排除第一檢測(cè)出現(xiàn)的失誤。超聲波經(jīng)藕合劑進(jìn)入傳動(dòng)軸，并在傳動(dòng)軸中進(jìn)行傳播，當(dāng)遇到缺陷時(shí)，入射波傳播方向發(fā)生轉(zhuǎn)變發(fā)出一個(gè)反射波，探頭接收到發(fā)射回來(lái)的超聲波后會(huì)把其轉(zhuǎn)化為高頻電脈沖，計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù)發(fā)射波的波形、輻度以及位置等特征來(lái)給出傳動(dòng)軸內(nèi)部是否有缺陷，如果有缺陷，還會(huì)給出缺陷的大小和位置以及其他參數(shù)。傳動(dòng)軸缺陷的定位需要知道x點(diǎn)和y點(diǎn)，x點(diǎn)指的是發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)探頭的位置，即位于軸向上，y點(diǎn)指的是發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)探頭位置的深度h，即位于垂直軸向的方向上[5]。有計(jì)算公式h=mD/n，其中n指的是第一次界面波與傳動(dòng)軸底波之間的距離；D指的是傳動(dòng)軸直徑；m指的是第一次界面波與缺陷回波最遠(yuǎn)距離。傳動(dòng)軸無(wú)缺陷，表面及內(nèi)部組織致密時(shí)會(huì)出現(xiàn)連續(xù)的傳動(dòng)軸反射波；傳動(dòng)軸縮松、夾砂、氣孔等缺陷時(shí)傳動(dòng)軸反射波出現(xiàn)間斷；傳動(dòng)軸有大的氣孔和夾雜以及過(guò)于疏松或粗大的傳動(dòng)軸晶粒時(shí)傳動(dòng)軸反射波不存在。

2.2變速器故障的振動(dòng)檢測(cè)

“當(dāng)齒輪在變速器內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每對(duì)相互嚙合的齒輪構(gòu)成相應(yīng)的振動(dòng)系統(tǒng)，由于該系統(tǒng)的綜合剛度產(chǎn)生周期性變化，使齒輪產(chǎn)生周向（扭轉(zhuǎn)）強(qiáng)迫振動(dòng)及衰減振動(dòng)，造成軸承及軸的徑向和軸向振動(dòng)，因而使軸承座產(chǎn)生翹曲振動(dòng)，最終，軸承座的振動(dòng)激發(fā)了變速器箱體的振動(dòng)”。所以說(shuō)，振動(dòng)信號(hào)來(lái)源于外側(cè)，齒輪嚙合是激勵(lì)源，這是應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)變速器故障的立腳點(diǎn)[3]。在實(shí)踐中通常選擇軸承座作為變速器箱體的測(cè)振點(diǎn)，把軸承座的振動(dòng)默認(rèn)為是齒輪的振動(dòng)，測(cè)出的震動(dòng)信號(hào)包括嚙合頻率、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率、邊頻帶譜、嚙合諧譜，其中邊頻帶譜最為常見(jiàn)，并與其他動(dòng)載一起作用在齒輪上，通過(guò)相互調(diào)制和累加，最終形成按一定規(guī)律分布的小譜線。

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

3　結(jié)束語(yǔ)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的普及和推廣不僅提升機(jī)械故障準(zhǔn)確性和效率，還能促進(jìn)我國(guó)機(jī)械設(shè)備維護(hù)行業(yè)的發(fā)展，成為行業(yè)引入新技術(shù)、運(yùn)用新技術(shù)的參考標(biāo)準(zhǔn)。隨著計(jì)算機(jī)發(fā)展以及檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)較變得更為成熟，其應(yīng)用也將更為廣泛。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：余偉成（1986-），男，湖北廣水人，本科，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及制造過(guò)程中的品質(zhì)保證。