轴-过盈配合的超场波检测-黄建明.pdfVIP

超聲波檢測軸類零件過盈配合的回波分析 香港安捷材料試驗有限公司 黃建明 Wong Kin Ming E-mail kmwong@.hk 採用超聲波檢測軸類零件時，常常會遇到「過盈配合」回波的困擾。如火車、 電車、以及各種齒輪箱軸的軸承套與軸的「過盈配合」，它的回波信號往往與真 實的裂紋回波信號幾乎在同一位置，或者底波外出現一個怪波，使人百思不得其 解 (注意:我在此講解的並不是波型轉換的怪波) 。很難分辨這個問題一直困擾 著探傷人員，在此我樂意與各位分亨我的一些經驗。 什麽是 「過盈配合」 呢 ? 一般是指軸徑略微大於軸承套(齒輪、輪轆等)的內徑；或者輪內徑小於輪軸軸徑。 機械零件的「過盈配合」（又稱“靜配合＂；“Interference Fit＂），是指軸的實際 尺寸大於孔的實際尺寸，裝配後具有一定的過盈量、兩者之間沒有相對運動的零件配 合形式。 常見的過盈配合有以下幾種： 一是 滑動軸承（即襯套）與軸承孔的配合﹔ 二是 滾動軸承與軸頸的配合﹔ 三是 圓錐形與銷孔的配合。 常見的過盈配合有以下幾種裝配方法﹕ 1. 將軸承(齒輪、輪轆)加熱使其內徑膨脹，然後快速地套上軸上，也稱 之為烘套法;(加熱的方法有用油和電磁感應加熱)。 2. 在常溫下直接用油壓形式强行將軸壓入。 3. 既加溫又强行壓入。 4. 另一種是將軸(空芯軸)用液態氮(-196°C)冷縮後再將軸承套(齒輪、 輪轆)套入。 爲什麽會有反射回波呢 ? 我們在檢測軸類零件時，探頭在軸的兩個端面，從軸徑小的位置向軸徑大的方向 掃查 ，如果沒有裂紋的話 ，在臺階位置是沒有反射回波的 ，這是衆所周知的常識 。(見 圖 1) 但是有 「過盈配合」時超聲的反射回波有常見兩個特徵 :第一個特徵 : 是在過 盈配合的時候會出現反射回波，這也是過盈配合超聲波檢測中的，我稱之爲過盈配合 的「界面回波」。(見圖2)；相反，如果看不到這回波，可以判斷此軸承位在使用後已 經「鬆懈」了或者緊配合的「收緊力度」已經不足。有些重型傳動機械是不容許有鬆 懈的，這就可以利用它這個特徵來作這方面的檢測了。 第二個特徵 :是過盈配合時，超聲波穿透輪軸至輪轂的端角回波，我稱之為過盈 配合的「穿透回波」。(見圖3) 其産生原因既有兩種材料的聲阻抗差异，也有介面上的應力導致聲速改變（影響 聲阻抗）所致，過盈配合在軸類探傷中是很常見的，如果探傷人員不了解這情況，就 會造成誤判。我有些客戶曾經發生過誤判，把這種正常的反射回波誤判成裂紋，然後 在拆卸時引致車軸和車輪轂造成拉傷而報廢，帶來不必要的經濟損失。也有因誤判時 當著客戶面拆卸，然後用磁探傷方法卻無法驗證出裂紋來，探傷員愧疚的心情真是無 地自容。如何避免這種事情呢? 我在此向各位讀者介紹一下我的經驗。 1 當沒有裂紋時是不會有反射回波的 火車輪軸的過盈配合 軸類零件過盈配合回波分析 過盈配合回波 16°縱波探頭的 「界面回波」 156mm 圖 2、3 軸承套時無論是直探頭或是斜探頭都會有的「界面回波」 斜探頭檢測方法(不相關顯示) 過盈配合 斜探頭檢測方法(不相關顯示)