对于轮齿上裂纹以往只采用渗透方法，此方法只能确定裂纹的表面位置，而不能确定其具体深度，这给设备检修带来诸多困难（只进行表面处理），使轮齿上的裂纹不能按照其真实深度及时得到修复，减少了齿轮的使用寿命。利用超声波横波端部回波峰值法及不同类型斜探头对人字齿轮轮齿裂纹深度进行探伤试验，确定缺陷的深度和危害程度，可以有效防止轮齿断裂，延长齿轮的使用寿命，提高公司设备备件利用率。
1、齿轮轮齿结构、裂纹分布特点
人字齿轮在传动中，轮齿象一个悬臂梁，受载后齿根处产生的弯曲应力大，且当轮齿重复受载后，齿根、齿面就会产生疲劳裂纹。并逐步扩展，致使轮齿折断。图１为人字齿轮结构图。
图１人字齿轮结构
２、横波斜探头探伤理论依据
当横波斜探头主声束打到裂纹端部时，产生一个较高的回波Ｆ，如图２所示。根据探头前沿至裂纹的距离ａ和探头的Ｋ值可得裂纹深度ｈ为：
ｈ＝（ａ＋Ｌ）／ｔａｎβ＝（ａ＋Ｌ）Ｋ （１）
式中Ｌ—探头前沿长度（ｍｍ）；
ａ—探头前沿至裂纹的距离（ｍｍ）；
β—横波折射角；
Ｋ—斜探头的Ｋ值，
Ｋ＝ｔａｎβ
图２横波端部回波峰值法
3、现场试验
为了准确检测出裂纹深度，首先用渗透方法确定轮齿上裂纹表面位置。按照试验要求，使用不同仪器、探头进行现场试验。使用三种斜探头、三种仪器对齿面裂纹进行９次裂纹深度探伤试验，发现无论试验参数组合，在齿面裂纹Ａ处裂纹深（１２ｍｍ），三种仪器均能满足试验要求，但使用２.５Ｐ9*9K2斜探头探伤效果（回波幅度、深度测量等）佳。采用２.５9*9K2斜探头对Ａ处裂纹进行垂直开口裂纹两侧检测，图３、图４分别为Ⅰ、Ⅱ方向检测裂纹深度波形图。
图３Ⅰ方向检测波形图
图４Ⅱ方向检测波形图
图３、图４两方向波形图深度值不同，故得出如下结论：同一探伤灵敏度下检测，深度值不同时（即深度值相同时，Ⅱ方向检测灵敏度高），判定此齿面裂纹并非垂直Ａ点切线方向开裂，深度值大的为裂纹深度测量值。由于齿根间距小，齿根处裂纹只能采用在齿面上垂直开口裂纹单侧检测。因此，齿根处裂纹深度测量值等于或小于实际值。
综上所述，对于齿轮缺陷的检测，应该先用渗透法确定是否有缺陷存在，再用超声波检测缺陷大小。这样就能避免因为判断失误而造成的损失。
