一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统，包括一个踏面探伤探头组件和一个轮辋探伤探头组件，踏面探伤探头组件依靠机械手靠在车轮的踏面上，所述的轮辋探伤探头组件依靠机械手靠在车轮的轮辋面上；踏面探伤探头组件装置能够从踏面上在线自动检测车轮踏面及轮幅缺陷，检测效率高，检测结果准确，且其结构简单，使用操作方便；轮辋探伤探头组件装置能够从轮辋内侧面上在线自动检测车轮轮辋面及踏面缺陷，检测效率高，检测结果准确，且其结构简单，使用操作方便。
【专利说明】一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超声波车轮探伤机是专为高速动车组例行探伤检查设计的装用设备，特别涉及一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统。
【背景技术】
[0002]轨道车辆的车轮在运行中长期受到较大的交变应力，其内部可能产生裂纹，造成安全隐患，对此应定期对车轮进行超声波探伤。以前车轮探伤是手持探头架人工操作，效率很低。近年来国内外开发了一种不落轮超声波探伤设备，即不用将车轮拆下来，而是在车轮正常装在车上的状态下，由在车底地沟中移动的探伤机进行自动探伤。车轮轮辋探伤探头组件与车轮踏面探伤探头组件则是该设备的关键部件，原有技术存在不能对检测区域进行连续检测；探头数量多；探头架体积大；检测范围小适应性差；耦合不良；耦合液消耗量大；工作效率低等诸多缺陷。因此造成检测工作状态不稳定，频繁出现漏探、误探情况。
[0003]基于以上的原因我们针对被测工件的特点深入研究探头与车轮的静态及动态关系，选择合理的探头类型、优化探头保持架结构、调整探头相对位置关系及入射角度、控制探测深度、优化探头类型的组合方式，最终达到最少的探头数量、最小的探头架体积、最佳的耦合效果、最大的自适应能力。最终达到可以连续检测，工作状态稳定，绿色环保，工作效率高，消除漏检、错检风险的最佳效果。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明提供一种可以连续检测，工作状态稳定，绿色环保，工作效率高，消除漏检、错检风险小的轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统。
[0005]本发明的目的是提供一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统，新型超声波车轮探伤机设备核心部件，克服现有机型的缺陷。其方案的基本思路是每个车轮配备一个踏面探伤探头组件和一个轮辋探伤探头组件，机械手夹持踏面探伤探头组件，配合轮辋探伤探头组件，对同一车轮同时进行连续探测。并且优化结构，使得探头部件高度较低，运动中易于克服车辆底部障碍，实现所有车型的兼容，同时改进了探头组件的布置方式适合不同轮辋宽度车轮的自适应检测能力。改良保持架伸缩结构，使保持架伸缩更加灵活可靠。增设耦合液喷淋结构，将耦合液出口直接设计在探头框上，使耦合液给送位置准确，用量大大减少。同时在保持架底部安装位置增设探头转动结构，方便探头调整等。
[0006]为实现这个目的，本发明所采取的技术方案如下:
[0007]—种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统，包括一个踏面探伤探头组件和一个轮辋探伤探头组件，踏面探伤探头组件依靠机械手靠在车轮的踏面上，所述的轮辋探伤探头组件依靠机械手靠在车轮的轮辋面上。
[0008]踏面探伤探头组件方案:踏面探伤探头组件是一种采用四只相控阵探头及五只常规双晶探头组合的列车车轮踏面及轮辐缺陷检测装置。该装置由:保持架安装座将安装内侧板及安装外侧板通过螺钉连接；将相控阵探头保持架、相控阵探头保持架及常规双晶探头保持架、安装在保持架安装座上；侧向限位轮、侧向位置传感器通过螺钉安装在安装内侧板侧面；踏面限位轮及踏面位置传感器通过螺钉安装在安装外侧板内侧组成完整的踏面探伤探头组件总成。
[0009]踏面探伤探头组件与线坐标机械手相连，相控阵探头及常规双晶探头分别固定在安装座上，探头的超声波发射端靠在轮对的踏面上，通过屏蔽电缆与数据处理单元及控制计算机相连；相控阵探头为两组，每组两只；与轮辋内侧面分别以65-70.5mm和70-78.5mm距离分别成±5°角方向布置，每组探头在车轮滚动圆上相距的弦长为185-196mm;常规双晶探头为两组，一组三只，一组两只，检测范围覆盖踏面轴向范围。保持架与保持架间留有足够的活动空间避免形成干涉，保证探头表面与车轮踏面间接触均匀良好。探头架两侧设计有踏面及轮辋面定位支撑装置并可以做0-5_调整方便定位。探头组件外形尺寸保持在310mm*150mm*100mm范围内，内外侧板采用镂空设计即有效降低了自身重量又方便检修。探头组件下部设有线管、水管走线槽，方便管线的安装、拆卸同时布管、布线整洁干净便于维修。探头组架及附属部件采用不锈钢材料制造，具有足够的强度及刚度避免检测时发生窜动或变形。探头组件两侧设有接近开关安装位置，I个用于轴向到位检测，2个用于踏面接触检测。可调范围大，感应距离精准，可以有效配合探头组件的相对位置控制。该装置能够从踏面上在线自动检测车轮踏面及轮幅缺陷，检测效率高，检测结果准确，且其结构简单，使用操作方便。
[0010]轮辋探伤探头组件方案:轮辋探伤探头组件是一种采用两只相控阵探头、两只常规双晶探头及三只常规单晶探头组合列车车轮轮辋面及踏面缺陷检测装置。由安装侧板、安装顶板及保持架安装底板组成完整的防护结构；常规双晶探头保持架、常规单晶探头保持架、相控阵探头保持架安装在保持架安装底板一侧；踏面限位轮、踏面位置传感器、轮辋面限位轮、轮辋位置传感器分别安装在安装侧板内侧组成完整的轮辋探伤探头组件。
[0011]轮辋探伤探头组件与线坐标机械手相连，相控阵探头、常规双晶探头及常规单晶探头分别固定在安装座上，探头的超声波发射端靠在轮对的轮辋内侧面上，通过屏蔽电缆与数据处理单元及控制计算机相连；两只相控阵探头安装在径向距轮缘边沿50-54mm处，相对径向90±5°方向布置。两只常规双晶探头分别安装在径向距轮缘边沿分别为35-38mm，55-58mm处，相对径向90±5°方向布置。两只常规单晶探头分别安装在径向距轮缘边沿分别为18-22mm处，相对径向45±5°方向布置。一只常规单晶探头安装在径向距轮缘边沿分别为18-22mm处，相对径向90±5°方向布置。检测范围覆盖轮辋径向范围，可对不同轮辋宽度范围内进行检测无需人工调整。探头组件外形尺寸保持在310mm*150mm*IOOmm范围内，安装底板采用镂空设计即有效降低了自身重量又方便检修。探头组件下部设有线管、水管走线槽，方便管线的安装、拆卸同时布管、布线整洁干净便于维修。探头组架及附属部件采用不锈钢材料制造，具有足够的强度及刚度避免检测时发生窜动或变形。探头组件两侧设有接近开关安装位置，I个用于轴向到位检测，I个用于踏面接触检测。可调范围大，感应距离精准，可以有效配合探头组件的相对位置控制。该装置能够从轮辋内侧面上在线自动检测车轮轮辋面及踏面缺陷，检测效率高，检测结果准确，且其结构简单，使用操作方便。
[0012]保持架组件方案:保持架组件是一种探头夹持装置，可以根据所夹持的探头类型分为相控阵探头保持架、常规单晶探头保持架、常规双晶探头保持架。根据探头尺寸的不同保持架外形尺寸略有差异，但保持架基本结构完全相同均由相控阵(常规单晶、双晶)探头、楔块(常规单晶、双晶为楔块探头一体式)、安装架、短轴、定位架、转轴、转角架、导轨架、直线导轨、弹簧挂架10、拉伸弹簧、底座、压板、压缩弹簧、定位套等部件组成。
[0013]保持架上部有探头安装架将探头及楔块牢靠地固定在所需角度及位置上，具备抗磨，抗碰撞功能有效保护探头母体的使用安全。相控阵探头与楔块采用分体式设计，接触面涂有耦合油脂，保证探头的使用效果，检修方便，更换灵活。探头安装架与转角架的两组转轴配合实现探头X方向和Y方向的转动功能，X方向及Y方向转动角度均不小于±10°。该结构简单转位灵活可以自适应被测工件表面形状、位置、角度的变化要求使探头表面与被测面紧密贴合。转角架下部通过固定转轴与导轨架相连，直线导轨安装在导轨架内侧，与导轨架上下两端定位面配合，通过螺钉紧密连接。导轨滑块与底座连接，同时固定在保持架安装座板上。这种结构即可以实现稳固安装同时实现Z轴方向适应调整功能的需求，运动摩擦系数小，可以在0-10_范围内自动适应调整探头组件相对于工件间的位置关系，回缩力量依靠一端固定在弹簧挂架上另一端固定在导轨架上的两根拉伸弹簧提供，适应各种动车轮轮径变化后踏面圆弧外形尺寸的相对变化。该结构小巧简单实用，大大提升了空间利用率及动作可靠性。保持架与安装架间采用菱形角度可调整安装形式，更换简单方便，定位准确，同时可以实现±5°的水平角度调整。压缩弹簧通过固定在定位架上的定位套及底座的安装凹座固定在探头安装架的下端，有效保证探头的随动性及探伤位置、角度的稳定性。为保证探头耦合效果，在楔块下部设有两条耦合液给送孔道及耦合液容池结构使耦合液给送位置准确，耦合液用量大大减少，耦合效果大大提升底座设置在压板上。
[0014]本发明超声波车轮探伤机是专为高速动车组例行探伤检查设计的装用设备，其中相控阵探头及普通超声探头是最为重要的关键部件，相控阵探头及普通超声探头的单体结构的合性、组合方式的合理性及探伤耦合效果优劣直接影响设备的探伤效果，因此本发明针对上述问题对探头的结构及布局组合进行深入剖析确定最佳方案以适应轨道车辆的车轮轮辋探伤探头组件与车轮踏面探伤探头组件的探伤检测领域的需要。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]附图1为本发明踏面及轮辋探伤探头组件工作状态示意图；
[0016]附图2为本发明踏面探伤探头组件装配示意图；
[0017]附图3a为本发明踏面探伤探头组件检测范围示意图；
[0018]附图3b为本发明踏面探伤探头组件检测范围示意图；
[0019]附图4为本发明轮辋探伤探头组件装配示意图；
[0020]附图5a为本发明轮辋探伤探头组件检测范围示意图；
[0021]附图5b为本发明轮辋探伤探头组件检测范围示意图；
[0022]附图6为本发明保持架装配示意图；
[0023]附图7a为本发明保持架调整状态示意图；
[0024]附图7b为本发明保持架调整状态示意图。
[0025]附图8为本发明相控阵探头保持架结构示意图；
[0026]附图9为本发明常规单晶探头保持架结构示意图；
[0027]附图10为本发明常规双晶探头保持架结构示意图。【具体实施方式】
[0028]如图1所示的一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统，超声波车轮探伤机设备核心部件，克服现有机型的缺陷。其方案的基本思路是每个车轮配备一个踏面探伤探头组件和一个轮辋探伤探头组件，机械手夹持踏面探伤探头组件，配合轮辋探伤探头组件，对同一车轮同时进行连续探测。并且优化结构，使得探头部件高度较低，运动中易于克服车辆底部障碍，实现所有车型的兼容，同时改进了探头组件的布置方式适合不同轮辋宽度车轮的自适应检测能力。改良保持架伸缩结构，使保持架伸缩更加灵活可靠。增设耦合液喷淋结构，将耦合液出口直接设计在探头框上，使耦合液给送位置准确，用量大大减少。同时在保持架底部安装位置增设探头转动结构，方便探头调整等。
[0029]如图2所示的踏面探伤探头组件是一种采用四只相控阵探头及五只常规双晶探头组合的列车车轮踏面及轮辐缺陷检测装置。该装置由:保持架安装座将安装内侧板及安装外侧板通过螺钉连接；将相控阵探头保持架、相控阵探头保持架及常规双晶探头保持架、安装在保持架安装座上；侧向限位轮、侧向位置传感器通过螺钉安装在安装内侧板侧面；踏面限位轮及踏面位置传感器通过螺钉安装在安装外侧板内侧组成完整的踏面探伤探头组件总成。
[0030]踏面探伤探头组件与线坐标机械手相连，相控阵探头及常规双晶探头分别固定在安装座上，探头的超声波发射端靠在轮对的踏面上，通过屏蔽电缆与数据处理单元及控制计算机相连；相控阵探头为两组，每组两只；与轮辋内侧面分别以70.5mm和78.5mm距离分别成±5°角方向布置，每组探头在车轮滚动圆上相距的弦长为196mm;常规双晶探头为两组，一组三只，一组两只，检测范围覆盖踏面轴向范围。保持架与保持架间留有足够的活动空间避免形成干涉，保证探头表面与车轮踏面间接触均匀良好。探头架两侧设计有踏面及轮辋面定位支撑装置并可以做0-5_调整方便定位。探头组件外形尺寸保持在310mm*150mm*100mm范围内，内外侧板采用镂空设计即有效降低了自身重量又方便检修。探头组件下部设有线管、水管走线槽，方便管线的安装、拆卸同时布管、布线整洁干净便于维修。探头组架及附属部件采用不锈钢材料制造，具有足够的强度及刚度避免检测时发生窜动或变形。探头组件两侧设有接近开关安装位置，I个用于轴向到位检测，2个用于踏面接触检测。可调范围大，感应距离精准，可以有效配合探头组件的相对位置控制。该装置能够从踏面上在线自动检测车轮踏面及轮幅缺陷(见附图3)，检测效率高，检测结果准确，且其结构简单，使用操作方便。
[0031]如图3所示的轮辋探伤探头组件是一种采用两只相控阵探头、两只常规双晶探头及三只常规单晶探头组合列车车轮轮辋面及踏面缺陷检测装置。由安装侧板、安装顶板及保持架安装底板组成完整的防护结构；常规双晶探头保持架、常规单晶探头保持架、相控阵探头保持架安装在保持架安装底板一侧；踏面限位轮、踏面位置传感器、轮辋面限位轮、轮辋位置传感器分别安装在安装侧板内侧组成完整的轮辋探伤探头组件。
[0032]轮辋探伤探头组件与线坐标机械手相连，相控阵探头、常规双晶探头及常规单晶探头分别固定在安装座上，探头的超声波发射端靠在轮对的轮辋内侧面上，通过屏蔽电缆与数据处理单元及控制计算机相连；两只相控阵探头安装在径向距轮缘边沿54mm处，相对径向90±5°方向布置。两只常规双晶探头分别安装在径向距轮缘边沿分别为38mm，58mm处，相对径向90±5°方向布置。两只常规单晶探头分别安装在径向距轮缘边沿分别为22mm处，相对径向45±5°方向布置。一只常规单晶探头安装在径向距轮缘边沿分别为22mm处，相对径向90±5°方向布置。检测范围覆盖轮辋径向范围，可对不同轮辋宽度范围内进行检测无需人工调整。探头组件外形尺寸保持在310mm*150mm*100mm范围内，安装底板采用镂空设计即有效降低了自身重量又方便检修。探头组件下部设有线管、水管走线槽，方便管线的安装、拆卸同时布管、布线整洁干净便于维修。探头组架及附属部件采用不锈钢材料制造，具有足够的强度及刚度避免检测时发生窜动或变形。探头组件两侧设有接近开关安装位置，I个用于轴向到位检测，I个用于踏面接触检测。可调范围大，感应距离精准，可以有效配合探头组件的相对位置控制。该装置能够从轮辋内侧面上在线自动检测车轮轮辋面及踏面缺陷(见附图5)，检测效率高，检测结果准确，且其结构简单，使用操作方便。
[0033]如图6、8、9和10所示的保持架组件是一种探头夹持装置，可以根据所夹持的探头类型分为相控阵探头保持架、常规单晶探头保持架、常规双晶探头保持架。根据探头尺寸的不同保持架外形尺寸略有差异，但保持架基本结构完全相同均由相控阵(常规单晶、双晶)探头、楔块(常规单晶、双晶为楔块探头一体式)、安装架、短轴、定位架、转轴、转角架、导轨架、直线导轨、弹簧挂架、拉伸弹簧、底座、压板、压缩弹簧、定位套等部件组成。
[0034]保持架上部有探头安装架将探头及楔块牢靠地固定在所需角度及位置上，具备抗磨，抗碰撞功能有效保护探头母体的使用安全。相控阵探头与楔块采用分体式设计，接触面涂有耦合油脂，保证探头的使用效果，检修方便，更换灵活。探头安装架与转角架的两组转轴配合实现探头X方向和Y方向的转动功能，X方向及Y方向转动角度均不小于±10°。该结构简单转位灵活可以自适应被测工件表面形状、位置、角度的变化要求使探头表面与被测面紧密贴合。转角架下部通过固定转轴与导轨架相连，直线导轨安装在导轨架内侧，与导轨架上下两端定位面配合，通过螺钉紧密连接。导轨滑块与底座连接，同时固定在保持架安装座板上。这种结构即可以实现稳固安装同时实现Z轴方向适应调整功能的需求，运动摩擦系数小，可以在0-10_范围内自动适应调整探头组件相对于工件间的位置关系，回缩力量依靠一端固定在弹簧挂架上另一端固定在导轨架上的两根拉伸弹簧提供，适应各种动车轮轮径变化后踏面圆弧外形尺寸的相对变化。该结构小巧简单实用，大大提升了空间利用率及动作可靠性。保持架与安装架间采用菱形角度可调整安装形式，更换简单方便，定位准确，同时可以实现±5°的水平角度调整。压缩弹簧通过固定在定位架上的定位套及底座的安装凹座固定在探头安装架5的下端，有效保证探头的随动性及探伤位置、角度的稳定性。为保证探头耦合效果，在楔块下部设有两条耦合液给送孔道及耦合液容池结构使耦合液给送位置准确，耦合液用量大大减少，耦合效果大大提升。
[0035]轨道车辆的基本结构由车厢和车厢下部是两组转向架组成，一个转向架上两根车轴，每根车轴两端各装有一个车轮，一根车轴及其两端的两个车轮统称为一条轮对。车轮的外圆周称作踏面，踏面与轨道顶面接触，踏面内侧还有一圈外径大于踏面外径的轮缘，轮缘外侧即与踏面连接的面与轨道内侧面接触，起导向作用，轮缘内侧面称作轮辋。转向架两根轴上车轮相对的方向，称作车轮内侧，朝向转向架之外的方向称作车轮外侧。
[0036]轨道车辆需要进行超声检测作业前，需将车辆驶入检修库停在轨道桥上。需要探伤工作时超声检测车在轨道桥下部的地坑中移动到一条被测轮对下方，超声检测车上的举升架上端的个托轮需移动到该轮对两个车轮的轮缘下方，将举升架顶起，托轮顶在车轮的轮缘上，使车轮踏面脱离车轮轨道。然后踏面探头机械手沿纵向导轨移动到被测车轮的外侦牝踏面探头机械手升起并转动90°，使两个踏面探伤探头组件分别朝向该轮对上的两个被测车轮，同时两端的踏面探头机械手伸缩臂由踏面探头机械手回转臂中伸出并转动踏面探伤探头组件转轴，使两个踏面探伤探头组件分别靠到两个被测车轮的踏面上。此时踏面探伤探头组件上的两只踏面位置传感器(见附图2)自动检测踏面探头相对于车轮踏面间的相对位置，直到两只踏面位置传感器全部到达相应位置后机械手停止该向的运动过程，同时踏面探伤探头组件上的一只侧向位置传感器也会自动检测踏面探头相对于车轮轮辋面间的相对位置，直到到达相应位置后机械手停止该向的运动过程。在踏面探伤探头组件入位过程中踏面探伤探头组件内的各个保持架(见附图6)内的探头都会按照踏面形状变化分别围绕X、Y轴(见附图7)旋转一定角度自动适应被测工件踏面形状变化，同时压缩Z轴并在保持架拉伸弹簧作用下对探头施加一定的压紧力，使探头与被测工件表面紧密贴合。
[0037]在踏面探头机械手工作的同时，两个轮辋探头机械手也分别沿着各自的导轨向上移动，到达被测车轮下部轮辋的高度，两个轮辋探头机械手横拖板向被测车轮方向移动，使两个轮辋探伤探头组件分别靠到两个被测车轮下部轮辋上，此时轮辋探伤探头组件(见附图4)踏面位置传感器自动检测轮辋探伤探头组件相对于踏面间的相对位置，直到到达相应位置后机械手停止该向的运动过程。轮辋位置传感器自动检测轮辋探伤探头组件相对于车轮轮辋内侧面间的相对位置，直到到达相应位置后机械手停止该向的运动过程。在轮辋探伤探头组件入位过程中轮辋探伤探头组件内的各个保持架(见附图6)内的探头都会按照轮辋面位置变化分别围绕X、Y轴(见附图7)旋转一定角度自动适应被测工件位置变化，同时压缩Z轴并在保持架拉伸弹簧作用下对探头施加一定的压紧力，使探头与被测工件表面紧密贴合。
[0038]上述动作完成后就可以启动耦合液加注泵将耦合液沿管路输送到每一个探头的耦合液加注孔位置，使耦合液充分喷淋到探头与被测工价表面间，使探伤耦合充分。之后启动连接在托轮轴上的电机或液压马达使托轮旋转，并通过摩擦力带动被测车轮旋转，就可以同时对同一轮对的两个车轮进行探伤作业。探伤完毕后，反向执行上述程序即可将设备复位，并可进行下一次作业准备。
[0039]以上所述仅为本发明的较佳实施一例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均包含于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统，包括一个踏面探伤探头组件和一个轮辋探伤探头组件，其特征在于:所述的踏面探伤探头组件(I)依靠机械手靠在车轮(3)的踏面上，所述的轮辋探伤探头组件(2)依靠机械手靠在车轮(3)的轮辋面上； 所述的踏面探伤探头组件(I)是一种采用四只相控阵探头及五只常规双晶探头组合的列车车轮踏面及轮辐缺陷检测装置，踏面探伤探头组件(I)与线坐标机械手相连，相控阵探头及常规双晶探头分别通过保持架(4)固定在踏面探伤探头组件(I)的安装座上，探头的超声波发射端朝向轮对的踏面上，通过屏蔽电缆与数据处理单元及控制计算机相连； 所述的轮辋探伤探头组件(2)是一种采用两只相控阵探头、两只常规双晶探头及三只常规单晶探头组合列车车轮轮辋面及踏面缺陷检测装置，轮辋探伤探头组件(2)与线坐标机械手相连，相控阵探头、常规双晶探头及常规单晶探头分别通过保持架(4)固定在轮辋探伤探头组件(2)安装座上，探头的超声波发射端朝向轮对的轮辋内侧面上，通过屏蔽电缆与数据处理单元及控制计算机相连。
2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统，其特征在于:所述踏面探伤探头组件(I)包括相控阵探头保持架(401)、踏面位置传感器(101)、常规双晶探头保持架(403)、侧向限位轮(102)、踏面限位轮(103)、侧向位置传感器(104)、安装外侧板(105)、保持架安装座(106)和安装内侧板(107)，所述的保持架安装座(106)将安装内侧板(107)及安装外侧板(105)通过螺钉连接；将相控阵探头保持架(401)及常规双晶探头保持架(403)、安装在保持架安装座(107)上；侧向限位轮(102)、侧向位置传感器(104)通过螺钉安装在安装内侧板(107)侧面；踏面限位轮(103)及踏面位置传感器(101)通过螺钉安装在安装外侧板(105)内侧组成踏面探伤探头组件总成。
3.根据权利要求1所述的一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统，其特征在于:所述轮辋探伤探头组件(.2)包括安装侧板(201)、轮辋面限位轮(202)、安装顶板(203)、常规双晶探头保持架(403)、常规单晶探头保持架(402)、轮辋位置传感器(204)、相控阵探头保持架(401)、保持架安装底板(205)、踏面限位轮(206)和踏面位置传感器(207)，所述的安装侧板(201)、安装顶板(203)及保持架安装底板(205)组成完整的防护结构；常规双晶探头保持架(403)、常规单晶探头保持架(402)、相控阵探头保持架(401)安装在保持架安装底板(205)—侧；踏面限位轮(206)、踏面位置传感器(207)、轮辋面限位轮(202)、轮辋位置传感器(204)分别安装在安装侧板(201)内侧组成轮辋探伤探头组件。
4.根据权利要求2或3所述的一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统，其特征在于:车轮轮辋探伤探头组件与车轮踏面探伤探头组件(I)与车轮轮辋探伤探头组件(2)上的探头采用相同结构形式的保持架(4)，根据所夹持的探头类型分为相控阵探头保持架(401)、常规单晶探头保持架(402)、常规双晶探头保持架(403)，根据探头尺寸的不同保持架外形尺寸略有差异，所述的保持架基本结构相同。
5.根据权利要求2所述的一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统，其特征在于:所述踏面探伤探头组件(I)的相控阵探头为两组，每组两只；与轮辋内侧面分别以65-70.5mm和70-78.5mm距离分别成±5°角方向布置，每组探头在车轮滚动圆上相距的弦长为185-196mm;常规双晶探头为两组，一组三只，一组两只，检测范围覆盖踏面轴向范围。
6.根据权利要求5所述的一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统，其特征在于:所述踏面探伤探头组件(I)的保持架(4)与保持架(4)间留有活动空间避免形成干涉，保证探头表面与车轮踏面间接触均匀良好，探头架两侧设计有踏面及轮辋面定位支撑装置并可以做0-5mm调整方便定位,探头组件外形尺寸保持在310mm*150mm*IOOmm范围内，内外侧板采用镂空设计即有效降低了自身重量又方便检修，探头组件下部设有线管、水管走线槽，方便管线的安装、拆卸同时布管、布线整洁干净便于维修，探头组架及附属部件采用不锈钢材料制造，探头组件两侧设有接近开关安装位置，I个用于轴向到位检测，2个用于踏面接触检测。
7.根据权利要求3所述的一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统，其特征在于:所述轮辋探伤探头组件(2)的两只相控阵探头安装在径向距轮缘边沿50-54mm处，相对径向90±5°方向布置，两只常规双晶探头分别安装在径向距轮缘边沿分别为35-38mm，55_58mm处,相对径向90±5°方向布置。
8.根据权利要求7所述的一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统，其特征在于:所述轮辋探伤探头组件(2)的两只常规单晶探头分别安装在径向距轮缘边沿分别为18-22mm处，相对径向45±5°方向布置，一只常规单晶探头安装在径向距轮缘边沿分别为18-22mm处，相对径向90±5°方向布置，检测范围覆盖轮辋径向范围，可对不同轮辋宽度范围内进行检测无需人工调整，探头组件外形尺寸保持在310mm*150mm*IOOmm范围内。
9.根据权利要求4所述的一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统，其特征在于:所述的保持架(4)包括探头(41)、楔块(42)、安装架(43)、短轴(44)、定位架(45)、转轴(46)、转角架(47)、导轨架(48)、直线导轨(49)、弹簧挂架(410)、拉伸弹簧(411)、底座(412)、压板(413)、压缩弹簧(414)和定位套(415)，所述的保持架(4)上部有探头安装架(43)将探头(41)及楔块(42)牢靠地固定在所需角度及位置上，探头安装架(43)与转角架 (47)的两组转轴(46)配合实现探头X方向和Y方向的转动功能，X方向及Y方向转动角度均不小于±10°，转角架(47)下部通过固定转轴与导轨架(48)相连，直线导轨(49)安装在导轨架(48)内侧，与导轨架(48)上下两端定位面配合，通过螺钉紧密连接，导轨架(48)的滑块与底座(412)连接，同时固定在保持架安装座板上，回缩力量依靠一端固定在弹簧挂架(410)上另一端固定在导轨架(48)上的两根拉伸弹簧(411)提供。
10.根据权利要求9所述的一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统，其特征在于:所述的保持架(4)与安装架(43)间采用菱形角度可调整安装形式，同时可以实现±5°的水平角度调整，压缩弹簧(414)通过固定在定位架(45)上的定位套(415)及底座(412)的安装凹座固定在探头安装架(45)的下端，为保证探头耦合效果，在楔块下部设有两条耦合液给送孔道及耦合液容池结构使耦合液给送位置准确，底座(412)设置在压板(413)上。
【文档编号】G01N29/24GK103472138SQ201310447316
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】李印戈, 马建群, 王志全 申请人:北京新联铁科技股份有限公司