专利名称：空心车轴超声波探伤机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及超声波检测技术领域，尤其涉及一种空心车轴超声波探伤机。
背景技术：
在我国铁路大提速的背景下，尤其需要对达到检修里程的高速铁路动车组进行检修，以保障运营安全。在检修时，需要对车轴进行超声波探伤检查。现有的超声波探伤设备仅能检测实心车轴，如专利号为99201174. 4的中国专利公开了一种车轴超声波探伤用组合探头，其只能固定在实心车轴的端面，对车轴的两个端面进行检测。然而，高速铁路动车组采用的车轴为空心车轴，需要将探头伸入车轴内部进行全面检测。因此，亟待提供一种改进的空心车轴超声波探伤机以克服上述缺陷。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于提供一种可以准确检测空心车轴的横向、纵向裂纹及内部缺陷的空心车轴超声波探伤机。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种空心车轴超声波探伤机，其包括机体、检测控制系统、以及安装在所述机体上的进给机构和探杆，所述进给机构包括壳体、 设于所述壳体中的传动组件和进给电机，所述探杆一端设有探头载体、另一端通过所述传动组件与所述进给电机连接，所述探杆内设有旋转电机，所述探头载体与所述旋转电机的输出轴相连，所述探杆载体上设有多个探头，所述探头、进给电机和旋转电机分别与所述检测控制系统电连接。与现有技术相比，本实用新型的空心车轴超声波探伤机采用接触式超声波脉冲反射法对空心车轴进行检测，检测控制系统控制进给机构驱动探杆沿着空心车轴内表面前后移动，而探杆一端的探头载体在旋转电机的驱动下旋转，从而使得探头载体上的探头可以全方位的自动检测空心车轴，准确检测出空心车轴内、外表面上的横向裂纹、纵向裂纹和空心车轴内部的材质缺陷。进一步地，所述检测控制系统包括设于机体上的计算机、设于所述进给机构上的超声波电子处理单元、以及与所述旋转电机和所述进给电机上电机控制器连接的位置编码器，所述位置编码器和所述探头通过所述超声波电子处理单元与所述计算机电连接。所述检测控制系统对所述超声波电子处理单元发送的检测数据进行处理，与所述位置编码器获取的探头的位置信息相结合，进而可以准确生成空心车轴的超声波扫描图像。较佳地，所述空心车轴超声波探伤机还包括耦合剂油输送系统，所述耦合剂油输送系统包括设于所述探头载体上的出油口、设于所述壳体中的油箱、位于所述油箱中的耦合剂油泵、以及连通所述油箱、耦合剂油泵和出油口的软管，所述软管经过链条并穿过探杆到达出油口。该耦合剂油输送系统可以保证探头与空心车轴表面无缝耦合。进一步地，所述壳体中还设有油温传感器和加热装置，所述油温传感器和加热装置分别与所述检测控制系统电连接，所述检测控制系统通过所述油温传感器和加热装置监测和控制所述耦合剂油的温度。 具体地，所述探头包括横向裂纹检测探头、纵向裂纹检测探头和材质缺陷检测探头，从而可以并行检测空心车轴的横向、纵向裂纹和内部缺陷。较佳地，所述探杆的另一端和所述进给机构上对应设有相互配合的插头，便于更换探杆，以适应不同车型上不同型号的空心车轴。优选地，所述探杆外设有至少一个定心环，所述定心环的外径大于所述探杆的外径，以保证所述探杆位于所述空心车轴的中心轴线处，进一步提高检测准确度。优选地，所述传动组件包括盘绕在所述壳体中的链条，其占用空间小且刚性好。进一步地，所述机体上还设有升降机构，所述进给机构安装在所述升降机构上。更进一步地，所述进给机构通过旋转机构安装在所述升降机构上。通过前述升降机构和旋转机构可以方便工作人员将探杆插入待检测的空心车轴中，操作方便、安全可靠。通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。
图1为本实用新型空心车轴超声波探伤机的一个实施例的结构暨使用状态示意图。图2为图1所示空心车轴超声波探伤机的进给机构和探杆的放大结构示意图。图3为图1所示空心车轴超声波探伤机的耦合剂油输送系统的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本实用新型提供了一种可以准确检测空心车轴的横向、纵向裂纹及内部缺陷的空心车轴超声波探伤机。
以下结合附图详细阐述本实用新型的空心车轴超声波探伤机的具体结构。如图1 和2所示，本实施例的空心车轴超声波探伤机包括机体1、检测控制系统(图未示)、以及安装在所述机体上的进给机构2和探杆3。所述进给机构2包括壳体21、设于所述壳体21中的传动组件22和进给电机23。所述探杆3 —端设有探头载体31、另一端通过所述传动组件22与所述进给电机23连接，所述探杆3内设有旋转电机32，所述探头载体31与所述旋转电机32的输出轴相连，所述探杆载体31上设有多个探头33，所述探头33、进给电机23 和旋转电机32分别与所述检测控制系统电连接。具体的，在本实施例中，所述传动组件22 包括盘绕在所述壳体21中的链条，其占用空间小且刚性好。进一步地，所述探杆3的另一端和所述进给机构2对应设有相互配合的插头3a和 2a,也就是说，所述探杆3与所述进给机构2通过插头3a和2a连接，这样便于更换不同直径的探杆3，从而适应不同车型上不同型号的空心车轴。所述探杆3外设有至少一个定心环，所述定心环的外径大于所述探杆的外径，以保证所述探杆3位于所述空心车轴4的中心轴线处，进一步提高检测准确度。更进一步地，所述探头33包括横向裂纹检测探头、纵向裂纹检测探头和材质缺陷检测探头，从而可以并行检测空心车轴的横向、纵向裂纹和内部缺陷。前述横向裂纹检测探头、纵向裂纹和材质缺陷检测探头的协同工作通过探头角度和位置来实现，其实现方式为本领域技术人员熟知，在此省略详细描述。在本实施例中，所述检测控制系统包括设于机体上的计算机、设于所述进给机构2 上的超声波电子处理单元24、以及与所述旋转电机32和所述进给电机23上电机控制器连接的位置编码器(图未示)，所述探头33通过所述超声波电子处理单元24与所述计算机电连接，所述位置编码器通过超声波电子处理单元24与所述计算机电连接。所述超声波电子处理单元24获取超声波检测数据后，发送给计算机进行处理、分析和存储等操作。由于探头相对于被测空心车轴的端面的距离一定，所以计算机可以根据位置编码器记录的位置计算出每个探头的位置信息，将超声波检测数据和所述位置信息相结合，就可以准确获得空心车轴是否有裂纹或缺陷以及裂纹和缺陷的位置。作为本发明的优选实施例，所述空心车轴超声波探伤机还包括耦合剂油输送系统，如图2和图3所示，所述耦合剂油输送系统包括设于所述探头载体31上的出油口 34、设于所述壳体21中的油箱(图未示)、位于所述油箱中的耦合剂油泵25、以及连通所述油箱、 耦合剂油泵25和出油口 34的软管(图未示)，所述软管26从耦合剂油泵25经过链条并穿过探杆到达出油口。在探伤作业时，所述耦合剂油泵25将油箱中的耦合剂油输送至导管内，经过探头载体31上的出油口 34在探头33与空心车轴4之间形成油膜，保证探头与空心车轴表面无缝耦合。为了保证油路不堵塞，优化探伤结果，可以在所述油箱和所述耦合剂油泵25的通路上设置过滤器27。进一步地，所述壳体21中还设有油温传感器和加热装置， 所述油温传感器和加热装置分别与所述检测控制系统电连接，所述检测控制系统通过所述油温传感器和加热装置监测和控制所述耦合剂油的温度。所述机体上还设有升降机构11和旋转机构12，所述进给机构2通过旋转机构12 安装在所述升降机构11上。所述升降机构11可以采用电机驱动丝杠升降，通过前述升降机构11和旋转机构12可以方便工作人员在探伤作业时将探杆插入待检测的空心车轴中，
操作方便、安全可靠。下面详细说明本实施例的空心车轴超声波探伤机的工作原理。首先，工作人员通过所述升降机构11和旋转机构12将进给机构2对准待测的空心车轴4，检测控制系统控制所述进给电机23动作，从而驱动所述探杆3沿所述空心车轴4的内表面前进，并且控制所述旋转电机32动作，从而驱动所述探杆3 —端的探头载体31旋转。这样，探头载体31上的探头33在所述空心车轴4内同时进行前进和旋转动作，与此同时通过探头33发送和接收超声波进行超声波检测，然后将检测后的数据通过超声波电子处理单元24传送给检测控制系统，检测控制系统将所述超声波检测数据和探头33的位置信息相结合，即可以实现对空心车轴4的横向、纵向和内部材质缺陷进行检测。所述当探伤作业完毕时，所述检测控制系统控制所述进给电机23动作，驱动所述探杆3退出所述空心车轴4。本实用新型的空心车轴超声波探伤机不仅适用于高速铁路动车组的空心车轴，还适用于地铁空心车轴的检修。以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
权利要求1.一种空心车轴超声波探伤机，包括机体和检测控制系统，其特征在于还包括安装在所述机体上的进给机构和探杆，所述进给机构包括壳体、设于所述壳体中的传动组件和进给电机，所述探杆一端设有探头载体、另一端通过所述传动组件与所述进给电机连接，所述探杆内设有旋转电机，所述探头载体与所述旋转电机的输出轴相连，所述探杆载体上设有多个探头，所述探头、进给电机和旋转电机分别与所述检测控制系统电连接。
2.根据权利要求1所述的空心车轴超声波探伤机，其特征在于所述检测控制系统包括设于机体上的计算机、设于所述进给机构上的超声波电子处理单元、以及与所述旋转电机和所述进给电机上电机控制器连接 的位置编码器，所述位置编码器和所述探头通过所述超声波电子处理单元与所述计算机电连接。
3.根据权利要求2所述的空心车轴超声波探伤机，其特征在于还包括耦合剂油输送系统，所述耦合剂油输送系统包括设于所述探头载体上的出油口、设于所述壳体中的油箱、 位于所述油箱中的耦合剂油泵、以及连通所述油箱、耦合剂油泵和出油口的软管，所述软管经过链条并穿过探杆到达出油口。
4.根据权利要求3所述的空心车轴超声波探伤机，其特征在于所述壳体中还设有油温传感器和加热装置，所述油温传感器和加热装置分别与所述检测控制系统电连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的空心车轴超声波探伤机，其特征在于所述探头包括横向裂纹检测探头、纵向裂纹检测探头和材质缺陷检测探头。
6.根据权利要求1-4任一项所述的空心车轴超声波探伤机，其特征在于所述探杆的另一端和所述进给机构上对应设有相互配合的插头。
7.根据权利要求1-4任一项所述的空心车轴超声波探伤机，其特征在于所述探杆外设有至少一个定心环，所述定心环的外径大于所述探杆的外径。
8.根据权利要求1-4任一项所述的空心车轴超声波探伤机，其特征在于所述传动组件包括盘绕在所述壳体中的链条。
9.根据权利要求1-4任一项所述的空心车轴超声波探伤机，其特征在于所述机体上还设有升降机构，所述进给机构安装在所述升降机构上。
10.根据权利要求1-4任一项所述的空心车轴超声波探伤机，其特征在于所述进给机构通过旋转机构安装在所述升降机构上。
专利摘要本实用新型公开了一种空心车轴超声波探伤机，其包括机体、检测控制系统、以及安装在所述机体上的进给机构和探杆，所述进给机构包括壳体、设于所述壳体中的传动组件和进给电机，所述探杆一端设有探头载体、另一端通过所述传动组件与所述进给电机连接，所述探杆内设有旋转电机，所述探头载体与所述旋转电机的输出轴相连，所述探杆载体上设有多个探头，所述探头、进给电机和旋转电机分别与所述检测控制系统电连接。该空心车轴超声波探伤机可以准确检测空心车轴横向、纵向裂纹以及内部材质缺陷。
文档编号G01N29/06GK201984056SQ20112003479
公开日2011年9月21日 申请日期2011年1月31日 优先权日2011年1月31日
发明者单继光, 尹东柱, 王志全, 谭鹰, 陈正春, 饶昌勇 申请人:北京新联铁科技发展有限公司