轮轴端面超声探伤装置的制作方法

本发明涉及超声探伤设备技术领域，尤其涉及一种轮轴端面超声探伤装置。

背景技术：

轮轴是影响铁路货车运行安全的关键部件，也是铁路系统探伤的最重要部件之一，车轴端面直探头超声波探伤主要有3个目的：检查车轴的透声性能、车轴内部缺陷及车轴大裂纹。目前已有的端面扫查方式主要有三种：1、手持单晶小角度超声波探头探伤，2、手持卸荷槽专用超声波探头探伤，3、利用大型超声波探伤机上的两个或三个纵波小角度探头加直探头做成组合对车轴端面进行探伤。

以上三种常见的探伤方式均存在一定的缺陷，手持单晶探头探伤时，探伤操作人员做端面超声扫查时无法持续保证速度、压力、距离、角度的稳定，严重影响探测结果，容易造成漏检；卸荷槽专用探头扫查时，轮轴处于静止状态，探头指向中心孔，探头均匀受力，以不大于50mm/s的速度在轴端螺栓孔之间的环形区域内作往复移动，同时探头在3°~5°范围内摆动，扫查范围固定，但有盲区，探伤不彻底；大型超声探伤机的端面装置虽可保证多通道同时扫查，提高了效率，但是和卸荷槽专用探头一样，有扫查盲区。

因此，为了避免扫查时出现盲区，保证扫查操作的稳定性和结果的准确性，有必要设计一种新的更为高效的端面探伤装置。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种轮轴端面超声探伤装置，结构简单，使用过程中多探头可在轮轴端面同时进行轴向往复运动和圆周运动完成自动探伤，扫查探伤效率高且能保证扫查范围全面，避免扫查盲区。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：轮轴端面超声探伤装置，包括外壳和在外壳内依次设置的上盖板、导向板、齿轮固定板和底护板，四个板块固定连接为一体，在外壳内设有一圈齿圈，底护板位于齿圈外侧，在齿圈内侧设有卡簧槽，齿轮固定板通过其外围的轴承圈连接在卡簧槽内，在齿轮固定板上面向齿圈的一侧设有主动齿轮、从动齿轮一和爪块，主动齿轮与驱动装置相连接，从动齿轮一与主动齿轮相啮合，从动齿轮一外侧面上固定连接拨块，在齿轮固定板上背向齿圈的一侧设有从动齿轮二，在从动齿轮二外周均布四个偏转齿轮，从动齿轮二与主动齿轮同轴连接，偏转齿轮与从动齿轮二相啮合，在每个偏转齿轮的外侧面上分别设有一个偏心轴连接片，所述偏心轴连接片远离偏转齿轮的一端转动连接一个超声波探伤器；在导向板上设有一个由四条槽线拼接而成的十字滑动槽，四个超声波探伤器对应设在相应的槽线上，在上盖板上与十字滑动槽对应的位置设有十字导向槽，超声波探伤器穿过十字导向槽伸出上盖板外侧，在靠近超声波探伤器的外壳端面上环周均布数个磁铁块。

进一步地，超声波探伤器包括通过并帽固定连接的超声波探伤探头和活动箱，在活动箱远离超声波探伤探头的一侧设有六角连接柱用于与偏心轴连接片远离偏转齿轮的一端转动连接，在活动箱与槽线平行的两侧表面上以及活动箱远离超声波探伤探头的一侧分别设有导向轴承，活动箱侧面的导向轴承与槽线的槽面接触，活动箱远离超声波探伤探头的一侧上的导向轴承置于槽孔内。

进一步地，在齿轮固定板靠近齿圈的一侧均布数个六角铜柱，六角铜柱穿过底护板上对应的柱孔后通过螺丝将底护板固定在齿圈外侧。

进一步地，在导向板上面向齿轮固定板的一侧均布数个垫高柱，在垫高柱的端部设有螺纹柱，螺纹柱穿过齿轮固定板上对应的螺孔后利用螺母将导向板和齿轮固定板固定连接。

进一步地，在导向板上均布数个螺纹孔，在上盖板上与螺纹孔对应的位置设有通孔，螺钉依次穿过上盖板上的通孔和导向板上的螺纹孔后利用螺母将上盖板和导向板固定连接在一起。

本发明的有益效果是：

1、本发明公开的轮轴端面超声探伤装置包含多个探伤探头，使用时多探头通过在轮轴端面同时进行轴向往复运动和圆周运动完成对轮轴端面的自动探伤，相比人工手持探头探伤效率有明显提高；

2、扫查时，探伤头在沿着槽线做往复运动的同时沿着端面做环周运动，通过调节齿轮比可保证扫查范围和扫查速度，使检测精度提高，避免探伤盲区；

3、该装置在使用过程中可自动探伤，可持续保证速度、压力、距离、角度的稳定，减少了人为操作误差，检测效果可重复；

4、对操作人员的技术要求低，不再需要长时间训练。

附图说明

图1为本发明公开的轮轴端面超声探伤装置的结构示意图；

图2为本发明公开的轮轴端面超声探伤装置的底面结构示意图；

图3为本发明公开的轮轴端面超声探伤装置的结构爆炸图；

图4为本发明公开的轮轴端面超声探伤装置的结构爆炸图；

图5为本发明公开的超声波探伤器与偏转齿轮的连接示意图；

图6为本发明公开的超声波探伤器的结构爆炸图；

图7为本发明公开的轮轴端面超声探伤装置底部在去掉底护板后的结构示意图。

其中，1-外壳，2-上盖板，3-导向板，4-齿轮固定板，5-底护板，6-齿圈，7-卡簧槽，8-轴承圈，9-主动齿轮，10-从动齿轮一，11-爪块，12-拨块，13-从动齿轮二，14-偏转齿轮，15-偏心轴连接片，16-超声波探伤器，17-槽线，18-十字导向槽，19-磁铁块；

16-1-并帽，16-2-超声波探伤探头，16-3-活动箱，16-4-六角连接柱，16-5-导向轴承；

4-1-六角铜柱；

3-1-垫高柱，3-2-螺纹柱，3-3-螺纹孔；

2-1-通孔。

具体实施方式

下面结合附图1-7对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

为了提高轮轴端面探伤精度，避免探伤盲区，本发明公开一种轮轴端面超声探伤装置，包括外壳1和在外壳1内依次设置的上盖板2、导向板3、齿轮固定板4和底护板5。

在齿轮固定板4靠近齿圈6的一侧均布四个六角铜柱4-1，六角铜柱4-1穿过底护板5上对应的柱孔后通过螺丝将底护板5固定在齿圈6外侧。

在导向板3上面向齿轮固定板4的一侧均布四个垫高柱3-1，在垫高柱3-1的端部设有螺纹柱3-2，螺纹柱3-2穿过齿轮固定板4上对应的螺孔后利用螺母将导向板3和齿轮固定板4固定连接。

在导向板3上均布四个螺纹孔3-3，在上盖板2上与螺纹孔3-3对应的位置设有通孔2-1，螺钉依次穿过上盖板2上的通孔2-1和导向板3上的螺纹孔3-3后利用螺母将上盖板2和导向板3固定连接在一起。

由于上盖板2、导向板3、齿轮固定板4和底护板5这四个板块固定连接为一体，所以在运行时四个板块可同步运动。

在外壳1内设有一圈齿圈6，在齿圈5内侧设有卡簧槽7，齿轮固定板4通过其外围的轴承圈8连接在卡簧槽7内，在齿轮固定板4上面向齿圈6的一侧设有主动齿轮9、从动齿轮一10和爪块11，主动齿轮9与驱动装置相连接，具体操作时可电动驱动也可手动驱动，从动齿轮一10与主动齿轮9相啮合，从动齿轮一10外侧面上固定连接拨块12，拨块12转动至其端部与齿圈6上的齿纹发生拨动，产生作用力使爪块11相对齿圈6移动一个齿距，同时在轴承圈8的作用下，外壳1不动，使齿轮固定板4相对齿圈6转动，与齿轮固定板4固定连接的上盖板2、导向板3及其上的零件均在外壳1内做环周运动，在齿轮固定板4上背向齿圈6的一侧设有从动齿轮二13，在从动齿轮二13外周均布四个偏转齿轮14，从动齿轮二13与主动齿轮9同轴连接，偏转齿轮14与从动齿轮二13相啮合，在每个偏转齿轮14的外侧面上分别设有一个偏心轴连接片15，所述偏心轴连接片15远离偏转齿轮14的一端转动连接一个超声波探伤器16；在导向板3上设有一个由四条槽线17拼接而成的十字滑动槽，四个超声波探伤器16对应设在相应的槽线17上，在上盖板2上与十字滑动槽对应的位置设有十字导向槽18，超声波探伤器16穿过十字导向槽18伸出上盖板2外侧，在靠近超声波探伤器16的外壳端面上环周均布数个磁铁块19便于将探伤装置吸附在轮轴端面以进行自动探伤。

所述超声波探伤器16包括通过并帽16-1固定连接的超声波探伤探头16-2和活动箱16-3，在活动箱16-3远离超声波探伤探头16-2的一侧设有六角连接柱16-4用于与偏心轴连接片15远离偏转齿轮14的一端转动连接，在活动箱16-3与对应相接的槽线17平行的两侧表面上以及活动箱16-3远离超声波探伤探头16-2的一侧分别设有导向轴承16-5，活动箱16-3侧面的导向轴承16-5与槽线17的槽面接触，活动箱16-3远离超声波探伤探头16-2的一侧上的导向轴承16-5置于槽孔内，导向轴承16-5可提高超声波探伤器16移动的灵活性，避免卡顿情况的发生。

本发明中所用的驱动装置可为电机，具体的工作原理是：首先驱动装置启动以带动主动齿轮9旋转，与主动齿轮9同轴连接的从动齿轮二13同步转动以带动与其啮合的四个偏转齿轮14转动，进而带动偏心轴连接片15旋转，由于偏心轴连接片15与所述超声波探伤器16转动连接，所以超声波探伤器16可在相应的槽线17上沿着槽孔做轴向往复运动；与此同时，主动齿轮9转动的过程中带动与其啮合的从动齿轮一10旋转，进而带动与其固定连接的拨片12转动，当拨片12的端部与齿圈6内侧的齿纹发生拨动时使得齿轮固定板4相对齿圈6转动，最终导致与齿轮固定板4固定相连的上盖板2、导向板3、底护板5及其上的零件均同步旋转做圆周运动。

所以，本发明公开的轮轴端面超声探伤装置上的超声波探伤器16是可以在进行轴向往复运动的同时进行圆周运动来对轮轴端面进行自动探伤的，基于这种运动方式，操作者在调节齿轮比后可保证运动中的多个探头的探伤范围覆盖整个轮轴端面，避免探伤盲区，且纯机械化的运动探伤方式效率高，可持续保证速度、压力、距离、角度的稳定，检测精度较现有设备而言也有明显提高。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。