卞旭磊 毕业论文.doc

常州机电职业技术学院毕业设计(论文) 作者: 卞旭磊学号: 21240111 系部: 模具技术系专业: 材料成型与控制技术题目: 发动机主轴的超声波检测校内指导教师: 金佳琳企业指导教师杨卫民评阅者: 2014 年4月摘要柴油机、内燃机是汽车、船舶等行业的主要动力装置。曲轴亦称为主轴,是发动机的主要旋转机构,它担负着将活塞的上下往复运动转变为自身的圆周运动,且通常我们所说的发动机转速就是曲轴的转速。由于曲轴长期工作于高温、高交应力状态,极易产生疲劳裂纹和失效事故,所以曲轴的无损检测极为重要。本文通过对发动机曲轴超声波探伤方法的研究,不仅熟悉了发动机主轴超声波探伤工艺规程、检测标准,而且针对曲轴缺陷定位问题,根据单晶双斜探头声波入射特性,对曲轴缺陷定位问题进行研究。同时提出了发动机主轴在检测过程中应注意的问题, 为以后发动机主轴超声波探伤打下良好基础, 保证发动机主轴超声波探伤检测质量和生产进度具有非常重要的意义。关键词: 发动机曲轴超声波探伤缺陷定位目录 本论文的目的及意义 超声波检测技术的发展历程及现状 发动机主轴的工作状态及尺寸 2. 超声波检测原理及物理基础 机械振动与机械波 机械波的衍射与干涉 机械波的类型 超声波的产生 超声波的特征 超声波在介质中的传播 超声波探伤仪概述 超声波探头 试块 3. 发动机主轴超声波检测方法的研究 球墨铸铁曲轴及其检测技术 曲轴的检测重点 接触聚焦探头的使用 曲轴探伤的声耦合问题 4. 发动机主轴超声波检测的工艺过程的研究 单晶双斜探头的缺陷定位 5. 发动机主轴的缺陷定位实验 实验仪器及内容 实验过程 实验数据记录结论页眉、页脚说明段落、字体说明公式、插图和插表说明结论致谢参考文献 1绪论 本论文的目的及意义柴油机、内燃机是汽车、船舶等行业的主要动力装置。曲轴是柴油机、内然机中传动的关键部件,长期工作于高温、高交变应力状态,极易产生疲劳裂纹和失效事故。因此,无损检测极为重要。曲轴就生产工艺的不同,分为锻造曲轴和铸造曲轴,大型锻造曲轴通常采用超声法进行探伤。铸造曲轴通常是用球墨铸铁铸造而成。其检测方法通常是: 表面缺陷检测用磁粉法,内部缺陷检测用超声法。与碳钢相比,球墨铸铁加工余量少,制造周期短,造价低,制造同种规格的曲轴所需原材料少;而且,屈服极限、耐磨性、减震性均优于锻钢,所以, 越来越受到人们的重视,特别是随着钇基重稀土球墨铸铁等新材料、新工艺的研究开发,球墨铸铁曲轴的优点越来越明显。据有关资料显示,英国、德国、日本用球墨铸铁生产曲轴的大型企业就有十几家。然而,球墨铸铁曲轴在铁水球化处理以后,随着时间的延长会导致球化质量不均和偏析。另外,因其主轴颈,连杆轴颈与曲臂尺寸相差较大,浇注时在轴颈转角处,曲轴的 R 根部由于补缩条件不良,冷却后产生疏松、缩孔、夹渣、裂纹等缺陷,而这些缺陷在外表是看不出来的。这些缺陷的存在严重地影响了柴油发动机的使用寿命和安全运行,断轴事件时有发生。因此,对球墨铸铁曲轴进行无损检测是十分必要的。球墨铸铁曲轴在铁水球化处理后, 随着时间的延长会导致球化质量不均和偏析,在浇注时会产生疏松、夹渣、裂纹等缺陷。国内对曲轴的检验主要是精磨后进行磁粉检测,比较大型企业才在精加工后按各自企业标准进行超声波检测。为了节省人力、物力、缩短生产周期,需要把探伤工序提前到毛面状态。而且由于曲轴中的缺陷一般在轴颈根部的 R 处,所以很难被探测到缺陷的准确位置,所以就需要一种检测方法来达到曲轴中缺陷的准确定位。目前,国内对曲轴的探伤基本上都还是用的磁粉探伤,曲轴探伤的研究一直是比较薄弱的环节,许多曲轴生产厂对出厂曲轴的探伤都是在精加工后,进行磁粉探伤。然而曲轴的缺陷准确定性、定位、定量就属于此范畴。在正常的情况下,无损检测表征的缺陷尺寸是一维的,如射线照相验收技术条件, 只要求测量缺陷在射线照射方向的底片上投影大小和缺陷性质的确认。而不要求了解缺陷本身的高度尺寸和缺陷埋藏的深度。但以现代断裂力学方法为基础的评价体系,却要求提供的是缺陷的三维真实情况(尺寸、形状和部位), 这样才能满足方法概念的假定条件,对缺陷做出评价,确定报废,还是通过断裂力学分析作出可用的结论。对超声检测来说,除判断有无缺陷外,其主要目的是确定缺陷的位置和大小,进而评价其有无实用价值。因此很有必要对曲轴缺陷进行准确定位。 超声波检测技术的发展历程及现状无损检测技术已经历一个世纪,尽管无损检测技术本身并非一种生产技术,但其技术水平却能反映该部门、该行业、该地区甚至该。无损检测技术所能带来的经济效益十分明显。统计资料显示