軸類鍛件如發(fā)動機主軸、汽輪機及發(fā)電機的轉子軸以及柴油機曲軸等,在運轉時,轉速很高,承受中、高載荷,為了保證軸類鍛件能正常工作,必須探測其缺陷。探測方法一般用脈沖反射法,頻率通常用2.5兆赫。用直探頭在軸的圓周上探測時,利用直探頭的中心聲束來發(fā)現(xiàn)與軸徑向中心線垂直或接近垂直的缺陷,并依靠探頭的擴散聲束來發(fā)現(xiàn)與軸徑向中心線平行或接近平行的缺陷,如圖a所示。用斜探頭沿軸的圓周方向探測時,可有效地發(fā)現(xiàn)徑向缺陷,特別是近于軸表面的裂紋,如圖b所示。橫向缺陷,可用直探頭在軸的兩端探測;但有的缺陷處于圓角近表面或缺陷較小距離又遠,而用直探頭探測難以發(fā)現(xiàn)時,可用斜探頭沿軸的長度方向探測。
轉子軸的探測轉子軸一般應在鍛坯經(jīng)粗加工后,即進行全面探測,否則成品形狀復雜不易探測。轉子軸以一定的轉速旋轉,即可作周向連續(xù)探測。這時要區(qū)別固定波形和游動波形,即注意觀察缺陷波在熒光屏時間軸上的游動和幅度變化的情況。當缺陷面積較大又處于軸中心孔附近時,容易產(chǎn)生游動波形,即探頭相對沿軸的圓周方向移動時,缺陷波在底波(中心孔反射波)前后游動且幅度變化。
一般地說,切向缺陷的反射波是不游動的,稱固定波形;徑向缺陷的反射波是游動的,稱游動波形。當探頭在有切向缺陷的轉子軸的圓周上相對移動時,熒光屏上可獲得位置較固定的缺陷波,缺陷波只在底波之前移動,其移動范圍甚小,只有一個波幅值,在值后波幅逐漸降低,直至消失。當探頭在有徑向缺陷的轉子軸的圓周上相對移動時,缺陷波在底波前后游動范圍較大,在底波之前和之后都有消失點,并有二個波幅值(二個值出現(xiàn)在熒光屏的同一位置上)。探測時,也可用直探頭和斜探頭,同時進行。
當轉子軸運轉一階段后需探側時,則要采用專門的中心孔探頭在軸的內(nèi)孔進行。用斜探頭來探測孔壁上的徑向及橫向缺陷;用直探頭來探測縱向缺陷,還可用表面波探頭來探測軸孔表面上的徑向或橫向缺陷。用這種方法,可以監(jiān)視轉子軸內(nèi)部缺陷的發(fā)展。探頭可由機械傳動裝置旋轉送入孔內(nèi),一般探頭架上有二個斜探頭以探測近內(nèi)孔的缺陷,并有二個直探頭以探測遠距離的缺陷以及監(jiān)視底波訊號。此法適用于探測內(nèi)孔直徑大于60毫米的轉子軸。
對安裝完畢的電機轉子軸而言,因形狀復雜,若用通常的方法探測,則使探測范圍受到限制,有些區(qū)域內(nèi)的缺陷不能發(fā)現(xiàn),因而可在電機轉子的大齒面上開四個半圓形的槽,將具有相應曲率的探頭放在此槽內(nèi)擺動,使聲束能掃查到所有截面,‘這樣,能探測到大部分區(qū)域。
曲軸的探測曲軸的探測以直探頭為主,一般在主軸頸、曲柄銷及扇板上進行。必要時,可用斜探頭作輔助探測。用斜探頭探測近軸頸過渡區(qū)圓角處或軸鍵槽處的裂紋時,應注意選擇聲束的入射方向。探測時還應注意油孔反射波與缺陷波的區(qū)別。