王姣
天津市利维特安全技术咨询有限公司 300400
摘要：机械设备在工业生产、工程施工中是常见的机电类设备,其具有种类多样、运载能力强、机械化程度高、节约劳动力与高效率运转等优势,这些优势决定了其应用范围广、生产施工适用性强。不过，由于机械内部结构复杂、零部件多、机械、液压与电气控制系统不一,使用环境恶劣等,因此对其进行安全检查和定期检验尤为重要。文章主要研究了机械设备维修中无损检测技术的应用。
关键词：机械设备；无损检测技术；应用
无损检测技术是当前我国机械设备维修的关键技术之一，对于维修检测质量的提升有着重要意义。为了保证检测过程对于设备的损害能够得到最大程度控制，以下需进一步分析机械设备无损检测技术的实践应用，望给予相关人员一定的工作参考，确保检测工作能够更加高效高质完成。
1. 无损检测方法分析
（1）渗透检测
渗透检测的基本原理是利用毛细管现象使渗透液渗入表面开口缺陷,经清洗使表面上多余渗透剂去除,而使缺陷中的渗透剂保留,再利用显像剂的毛细管作用吸附出缺陷中的余留渗透剂,而达到检验缺陷的目的，是检查表面开口缺陷的一种常规的无损检测方法。
（2）射线检测
射线检测主要是利用射线穿越物质的时候，和物质中的原子产生了碰撞引起能量的转换，经过检测辐射出的射线强度分布来判断缺陷的位置和大小。目前常用射线照相法，以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法。该方法是最基本、应用最广泛的的一种射线检测方法。
（3）超声波检测
超声波检测是利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透时间的能量变化来检验材料内部缺陷的无损检测方法。脉冲反射法在垂直探伤时用纵波，在斜射探伤时用横波。脉冲反射法有纵波探伤和横波探伤。在超声波仪器示波屏上，以横坐标代表声波的传播时间，以纵坐标表示回波信号幅度。对于同一均匀介质，脉冲波的传播时间与声程成正比。因此可由缺陷回波信号的出现判断缺陷的存在；又可由回波信号出现的位置来确定缺陷距探测面的距离，实现缺陷定位；通过回波幅度来判断缺陷的当量大小。
（4）涡流检测
将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测的金属管外，这时线圈内及其附近将产生交变磁场，使试件中产生呈旋涡状的感应交变电流，称为涡流。涡流的分布和大小，除与线圈的形状和尺寸、交流电流的大小和频率等有关外，还取决于试件的电导率、磁导率、形状和尺寸、与线圈的距离以及表面有无裂纹缺陷等。因而，在保持其他因素相对不变的条件下，用一探测线圈测量涡流所引起的磁场变化，可推知试件中涡流的大小和相位变化，进而获得有关电导率、缺陷、材质状况和其他物理量的变化或缺陷存在等信息。但由于涡流是交变电流，具有集肤效应，所检测到的信息仅能反映试件表面或近表面处的情况。
（5）磁粉检测
磁粉检测是利用给零件施加磁场使其被磁化后，其缺陷处产生的漏磁场与磁粉产生吸引作用从而将缺陷的形状和位置在零件表面显现出来的方法，适用于铁磁性材料的表面和近表面缺陷。
2. 机械设备的故障发生原因
机械设备本身的设计与生产制造存在质量问题。
不论是哪个行业领域当中的机械设备，其性能、功能、结构组成以及技术水平方面的要求已经越来越高，这给机械设备的设计和生产制造带来了一定的难度，如果在设计过程当中对相关要求的考虑不全 面、不深入，或是在生产制造过程当中对工艺和质量标准的控制不到位，就必然会使得机械设备达不到预期的各项要求，存在各种问题和缺陷，经过一段时间的使用过后，这些问题和缺陷就会最终导致故障的发生，影响机械设备的正常使用；越是专业和复杂的机械设备，对操作人员的能力、素质要求就越高，操作人员必须要具备相关的专业知识能力，同时能够根据规范科学操作机械设备，才能发挥出机械设备的作用。如果操作人员在操作上存在误区，就可能会使得机械设备加速磨损，或出现各种损坏与故障。
3. 机械设备无损检测技术的具体应用
（1）传动轴超声波检测
传动轴超声波检测是以超声波技术为基础的检测技术，超声波能够在各种媒介当中以不同的形式进行传播，利用这样的特性，能够对设备的材质瑕疵等问题进行判断。而传动轴作为机械设备当中重要的关键零件，其能否正常运转，关系到设备整体的运行。为此维修人员应当对传动轴检测提起重视。对于传动轴原材料以及经过锻造制作出的半成品，维修人员可利用超声波去进行水浸检测，这便是一种无损检测的方式。检测仪的探头能够将高频电脉冲转化为超声波，并且借助耦合剂直接传入传动轴内部。在超声波发射之后，借助探头能够将超声波成转化为高频电脉冲。并且经过处理，凭借反射波反射的幅度、位置及特征等，能够判断传动轴内部存在缺陷的位置、缺陷的大小以及形状。在对缺陷位置进行定位的过程中，主要可以从以下几方面来判断。其一是如果在传动轴的轴向位置出现问题，那么便能够判定缺陷位置在探头正下方。其二是可以根据回波的实际位置去进行判断。假设缺陷深度为H，那么依照回波的实际位置，可以得出具体公式，算出缺陷的大小，公式为H=mD/n。m在这一公式当中所代表的是缺陷回波到第一个物质界面波的实际距离，n所代表的是传动轴地波与第一个界面波的距离，而D所代表的则是传动轴直径，通过公式，可以证明传动轴内部当前的组织结构较为紧密，并无缺陷。如果通过检测发现了传动轴反射波存在间断，则说明传动轴内部有缩松、气孔等问题。反之如果没有间断，荧光屏上出现了杂波，且出现在始波周遭，那么说明传动轴内很可能存在过大的晶粒过亦或是夹杂问题，也可能是疏松等问题。
（2）变速器故障的振动检测
当齿轮在变速器内转动时，会对相互啮合的齿轮构成相应的振动系统，由于该系统的综合刚度产生周期性变化，使齿轮产生周向（扭转）强迫振动及衰减振动，造成轴承及轴的径向和轴向振动，因而使轴承座产生翘曲振动，最终，轴承座的振动激发了变速器箱体的振动。因此检测的震动信号是来源于外侧的，这其中的齿轮啮合为激励源，需要由此来对变速器进行无损检测技术的故障诊断。实际操作环节一般选用轴承座来进行变速器箱体的测振点，而且将轴承座的震动默许为齿轮震动，通过无损检测技术测量出的信号主要有啮合频率、转动频率、边频带谱、啮合谐谱。这些信号中边频带谱较为突出，而且是与其他动载一起作用在齿轮上，通过相互调制和累加，最终形成按一定规律分布的小谱线。幅值调制指的是通过调制信号来调制载频的时域信号幅值， 所以当小齿轮有裂纹时，有裂纹的齿轮会接收到相互啮合齿轮的同转频率振动功率，此时与之啮合的大齿轮同转频率的振幅减少， 而小齿轮本身的同转频率的振幅则增大。
一般情况下齿轮振动信号不仅有频率调制也有幅值调制，啮合频率两侧的边频带即是这两种调制的频谱图中的表现，调制信号的频率即是各边频带的间隔。载频信号、载频时域信号幅值会被调制信号调制，频率调制指的是调制信号调制载频信号并把其变成变频信，幅值调制指的是调制信号调制载频的时域信号幅值。所以当小齿轮有裂纹时，有裂纹的齿轮会接收到相互啮合齿轮的回转频率的振动功率。
结语
就目前我国发展的现状来讲，使用无损检测的方法对机械设备进行检测，可以在无形中减少了很多方面的安全隐患，为国家发展赢得了经济效益。因此，在实际的机械设备检测过程中，必须对其无损检测成功率进行保障，减少损失，实现设备应用的安全、有效。
参考文献
[1] 杨杰, 郎艳. 超声波无损检测技术在煤矿机械设备中的应用[J]. 中国科技纵横, 2020(3).
[2] 刘海平. 高端机械装备再制造无损检测研究[J]. 时代农机, 2019, 46(6).