非接触式空心车轴探伤探杆的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种非接触式空心车轴探伤探杆，包括前端盖、探杆主体及探杆支架，探杆主体上设有探头放置凹形槽，探头放置凹形槽内设有探头放置凹形件，探头放置凹形件的侧壁设有滑槽，探头放置凹形件在探头放置凹形槽内滑动，探头放置凹形件内固定安装有超声波探头，探头放置凹形件的表面还固定连接有探头保护金属框架，探杆主体腔体内还设有探头定位平衡装置，探杆主体上还设有超声波发射接收八通道接口，探杆支架的两端设有定位环，探杆支架腔体内设置有旋转电机；本实用新型在使用时超声波探头表面与空心车轴内孔壁留有空腔，探头使用寿命长，探伤超声耦合性能高，能快速便捷、精确地对空心车轴内部危害性疲劳裂纹及缺陷进行检测。
【专利说明】 非接触式空心车轴探伤探杆
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种探测设备，特别是涉及一种检测CRH系列动车组空心车轴危害性疲劳裂纹及缺陷存在的非接触式结构的探伤探杆，能够有效提高超声耦合性能和延长探头使用寿命。
【背景技术】
[0002]随着我国经济和城市化进程的快速发展，高速动车已发展成为一种主要的交通工具，目前国内运行的动车大都使用空心车轴，不仅有利于减轻轴重，改善力学性能，提高动车组运行的平稳性和安全性，而且有利于车轴疲劳缺陷的探伤检测。
[0003]目前，公知的CRH系列动车组空心车轴超声探伤探杆主要是接触式探伤结构，采用空心车轴超声探伤设备进行探伤时，空心车轴探伤杆伸入车轴内孔中，探伤接触面为空心车轴的内孔面，探伤杆与空心轴的内孔紧密贴合直接接触进行探伤检测，这种方式因检测面粗糙和耦合剂不足等原因，探头和检测面形成空气层，将导致探头发射的超声波无法进入空心车轴进行检测，最终影响空心车轴的探伤结果。
[0004]这种公知的空心车轴探伤探杆因为采用了接触式的探头检测结构，在长期的频繁使用过程中，探头极易磨损失效，其作为超声检测的核心元件的失效最终导致整个空心车轴探伤检测设备的无法正常工作。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是如何避免因检测面粗糙和耦合剂不足等原因，超声波探头和检测面形成空气层，导致探头发射的超声波无法进入空心车轴进行检测，影响空心车轴的探伤结果；如何解决直接接触式的探伤方式，在长期使用过程中，带来的探头磨损失效，最终导致整个空心车轴探伤检测设备无法正常工作，克服现有技术的缺点，提供一种非接触式空心车轴探伤探杆，该探伤探杆的探头设有保护装置在使用时超声波探头表面与空心车轴内孔壁留有空腔，探头使用寿命长，探伤超声耦合性能高，能快速便捷、精确地对空心车轴内部危害性疲劳裂纹及缺陷进行检测，更好的维持空心车轴探伤检测设备正常工作。
[0006]为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种非接触式空心车轴探伤探杆，包括前端盖、探杆主体及探杆支架，探杆支架通过法兰及滚珠轴承连接在探杆主体的一侧，法兰与滚珠轴承过盈配合，滚珠轴座通过螺钉与探杆主体连接，前端盖设置在探杆主体上并通过螺钉与法兰连接，其中:
[0007]探杆主体上设有至少一个探头放置凹形槽，探头放置凹形槽内设有至少一个探头放置凹形件，探头放置凹形件的侧壁设有滑槽，探头放置凹形件在探头放置凹形槽内上下滑动，探头放置凹形件内通过螺钉固定安装有超声波探头，超声波探头并排排列在探头放置凹形件内，探头放置凹形件的表面还固定连接有探头保护金属框架，探头保护金属框架将探头密封在探头放置凹形件内，探杆主体腔体内还设有探头定位平衡装置，探头定位平衡装置抵于探头放置凹形件限制探头放置凹形件及超声波探头的上下移动范围，探杆主体上还设有超声波发射接收八通道接口与探头超声波信号线路依次连接用于发射接收超声波信号；
[0008]探杆支架的两端设有定位环，探杆支架腔体内设置有旋转电机，旋转电机外侧套设有通过导线与旋转电机连接的集电环，探杆支架远离探杆主体的一端通过螺钉固定连接在进给机构上。
[0009]本实用新型进一步限定的技术方案是:
[0010]前述非接触式空心车轴探伤探杆中，探杆主体腔体内还设有耦合剂供给油路，耦合剂供给油路一端与油箱连接，另一端与探头放置凹形件内壁接通，探杆主体上还设有与耦合剂供给油路相适配的耦合剂出油口。
[0011]前述非接触式空心车轴探伤探杆中，探头定位平衡装置包括弹簧及弹簧支柱，弹簧支柱位于探头放置凹形件的底端最终用来限制超声波探头的上下移动范围。
[0012]前述非接触式空心车轴探伤探杆中，探头保护金属框架为弧形结构，在静止状态下探头保护金属框架的弧面与超声波探头形成2mm的表面间隙层，即超声波探头低于探头保护金属框架，超声波探头在探头放置凹形件的内部。
[0013]对超声波探头采用探头保护金属框架及探头放置凹形件进行特别的保护，能在进入空心车轴内时避免超声波探头与空心车轴内孔壁直接的接触摩擦，延长了超声波探头的使用寿命，实现非接触式的探伤；
[0014]探头保护金属框架为弧形结构，其弧形面与空心车轴内孔壁紧密配合，在超声波探头伸出时，超声波探头与空心车轴内孔之间隔出2mm的空腔，耦合剂由耦合剂供给油路穿过探头放置凹形件内壁到达超声波探头与空心车轴内孔壁之间，实现一种浸没式超声波探伤，能快速便捷、精确地对空心车轴内部危害性疲劳裂纹及缺陷进行检测，更好的维持空心车轴探伤检测设备正常工作；
[0015]前述非接触式空心车轴探伤探杆中，集电环为金属石墨电刷。
[0016]旋转电机外套设集电环，旋转电机采用径向集电环的连接方式，在连续旋转的同时从固定位置到旋转位置能顺利传输电源和信号，避免超声波探头旋转时扭伤导线，径向集电环采用金属石墨电刷，能提高系统性能，简化系统机构，通过改变电源的极性而实现旋转电机的正反转，从而改变超声波探头的旋转方向。
[0017]前述非接触式空心车轴探伤探杆中，探杆主体的直径为30mm或是60_65mm。
[0018]两种型号的直径通过法兰和前端盖的更换来适用于不同尺寸的的空心车轴的探伤，适用性强，避免了单一性也节约了成本。
[0019]本实用新型的有益效果是:
[0020]本实用新型结构简单，对超声波探头采用探头保护装置进行特别的保护，能在进入空心车轴内时避免超声波探头与空心车轴内孔壁直接的接触摩擦，探头保护金属框架为弧形结构，其弧形面与空心车轴内孔壁紧密配合，将超声波探头密封在探头放置凹形件内，延长了超声波探头的使用寿命；
[0021]超声波探头不是固定安装在探伤主体上的，超声波探头安装在探头放置凹形件内，并能随探头放置凹形件在探头放置凹槽内上下移动，实现不用角度的移动，同时，结合耦合剂供油路，耦合剂能从探伤主体腔体流出充满超声波探头与空心车轴内孔之间，全部覆盖实现一种浸没式超声波探伤，能快速便捷、精确地对空心车轴内部危害性疲劳裂纹及缺陷进行检测，更好的维持空心车轴探伤检测设备正常工作；
[0022]本实用新型采用旋转电机，能带动探伤主体的旋转，不需要操作人员手动进行旋转探伤探杆，减少操作人员的劳动强度，操作更方便，同时，结合超声波探头能随探头放置凹形件移动旋转实现对空心车轴内孔各方位缺陷的检测探伤，使得探伤结果更精确性，确保探伤工作高质量完成。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型实施例一种非接触式空心车轴探伤探杆的结构示意图；
[0024]图2为图1中A部分的结构放大示意图；
[0025]图中:1-前端盖，2-探杆主体，3-探杆支架，4-法兰，5-探头放置凹形槽，6_探头放置凹形件，7-超声波探头，8-探头保护金属框架，9-耦合剂供给油路，10-耦合剂出油口，11-定位环。
【具体实施方式】
[0026]实施例1
[0027]本实施例提供的一种非接触式空心车轴探伤探杆，结构如图1和2所示，包括前端盖1、探杆主体2及探杆支架3，探杆支架3通过法兰4及滚珠轴承连接在探杆主体2的一侧，法兰4与滚珠轴承过盈配合，滚珠轴座通过螺钉与探杆主体2连接，前端盖I设置在探杆主体2上并通过螺钉与法兰4连接，其中:
[0028]探杆主体2上设有一个探头放置凹形槽，探头放置凹形槽5内设有四个探头放置凹形件6，探头放置凹形件6的侧壁设有滑槽，探头放置凹形件6在探头放置凹形槽5内上下滑动，探头放置凹形件6内通过螺钉固定安装有超声波探头7，超声波探头7并排排列在探头放置凹形件6内，探头放置凹形件6的表面还固定连接有探头保护金属框架8，探头保护金属框架8将超声波探头7密封在探头放置凹形件6内，探头保护金属框架8为弧形结构，在静止状态下探头保护金属框架8的弧面与超声波探头7形成2mm的表面间隙层，即超声波探头7低于探头保护金属框架8，超声波探头7在探头放置凹形件6的内部，探杆主体2腔体内还设有探头定位平衡装置，探头定位平衡装置包括弹簧及弹簧支柱，弹簧支柱位于探头放置凹形件6的底端最终用来限制超声波探头7的上下移动范围，探杆主体2上还设有超声波发射接收八通道接口与探头超声波信号线路依次连接用于发射接收超声波信号，探杆主体2腔体内还设有耦合剂供给油路9，耦合剂供给油路9 一端与油箱连接，另一端与探头放置凹形件6内壁接通，探杆主体2上还设有与耦合剂供给油9路相适配的耦合剂出油口 9 ；
[0029]探杆支架3的两端设有定位环11，定位环11用于定位探杆支架3在探杆主体2旋转时相对固定，不产生位移导致误差；探杆支架3腔体内设置有旋转电机，旋转电机外侧套设有通过导线与旋转电机连接的集电环，集电环为金属石墨电刷，探杆支架3远离探杆主体2的一端通过螺钉固定连接在进给机构上。
[0030]本实用新型的探杆主体2可设置具有两种规格，一种直径为30_，适用于内孔为30mm的空心轴的检测；一种直径为60-65mm,通过更换前端盖I和法兰4可以兼容内孔分别为60mm和65mm的空心轴的检测。
[0031]具体实施时，将探杆支架3连接在进给机构上，进给机构通过适配器与空心车轴连接，检测控制系统通过进给机构的电机驱动探杆主体2沿着空心车轴内孔轴向进给运动，探杆主体2在旋转电机作用下在空心车轴内孔内旋转，探头发射超声波脉冲信号，超声波进入车轴内孔内部，弧形探头保护金属框架8与空心车轴内孔壁紧密配合，超声波探头7在探头保护金属框架8内移动并超声波探头7移动到最接近探头保护金属框架8时，超声波探头7的表面与内孔壁形成两毫米的空腔，耦合剂通过耦合剂供给油路9及探伤主体2上的耦合剂出油口 10进入此密闭空腔内，进行一种浸没式超声波探伤，在各个方向进行检测，在检测过程中如果发现横向缺陷、纵向缺陷或内部材质缺陷，超声波信号反射回来被超声波发射接收八通道接口接收数据传输系统反馈到控制单元并实时显示。
[0032]在具体实施时，集电环通过导线与旋转电机连接，旋转电机的旋转最终改变了超声波探头7的旋转方向，超声波探头7具体的旋转位置检测则是由电机编码器反馈信号通过径向集电环和设置在探杆支架3内的接插件传送至控制单元来控制探杆主体的。
[0033]使用本实用新型的探伤探杆对空心车轴进行检测，该探伤探杆在使用时超声波探头7表面与空心车轴内孔壁留有空腔，被探头保护金属框架8保护延长超声波探头7的使用寿命，在超声波探头7与空心车轴内孔之间的空腔内形成耦合油层提高探伤超声耦合性能，实现一种浸没式的检测，能快速便捷、精确地对空心车轴内部危害性疲劳裂纹及缺陷进行检测，更好的维持空心车轴探伤检测设备正常工作。
[0034]除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种非接触式空心车轴探伤探杆，其特征在于:包括前端盖(I)、探杆主体(2)及探杆支架(3)，所述的探杆支架(3)通过法兰(4)及滚珠轴承连接在探杆主体(2)的一侧，所述的法兰(4)与滚珠轴承过盈配合，所述的滚珠轴座通过螺钉与探杆主体(2)连接，所述的前端盖(I)设置在所述探杆主体(2)上并通过螺钉与法兰(4)连接，其中: 所述的探杆主体(2)上设有探头放置凹形槽(5)，所述探头放置凹形槽(5)内设有探头放置凹形件(6)，所述的探头放置凹形件(6)的侧壁设有滑槽，探头放置凹形件(6)在探头放置凹形槽(5)内滑动，所述的探头放置凹形件(6)内固定安装有超声波探头(7)，所述的超声波探头(7)并排排列在探头放置凹形件(6)内，所述探头放置凹形件(6)的表面还固定连接有探头保护金属框架(8)，所述的探杆主体(2)腔体内还设有探头定位平衡装置，所述的探头定位平衡装置抵于探头放置凹形件(6)限制探头放置凹形件(6)及超声波探头(7)的移动范围，所述探杆主体(2)上还设有超声波发射接收八通道接口用于发射接收超声波信号; 所述探杆支架的两端设有定位环(11)，所述探杆支架(3)腔体内设置有旋转电机，所述的旋转电机外侧套设有通过导线与旋转电机连接的集电环。
2.根据权利要求1所述的非接触式空心车轴探伤探杆,其特征在于:所述的探杆主体(2)腔体内还设有耦合剂供给油路(9)，所述耦合剂供给油路(9) 一端与油箱连接，另一端与探头放置凹形件(6)内壁接通，探杆主体(2)上还设有与耦合剂供给油(9)路相适配的耦合剂出油口(10)。
3.根据权利要求1所述的非接触式空心车轴探伤探杆,其特征在于:所述的探头定位平衡装置包括弹簧及弹簧支柱，所述的弹簧支柱位于探头放置凹形件(6)的底端。
4.根据权利要求1所述的非接触式空心车轴探伤探杆，其特征在于:所述的探头保护金属框架(8)为弧形结构，在静止状态下探头保护金属框架(8)的弧面与超声波探头(7)形成2mm的表面间隙层。
5.根据权利要求1所述的非接触式空心车轴探伤探杆，其特征在于:所述的集电环为金属石墨电刷。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的非接触式空心车轴探伤探杆，其特征在于:所述探杆主体(2)的直径为30mm。
7.根据权利要求1-5任一权利要求所述的非接触式空心车轴探伤探杆，其特征在于:所述探杆主体(2)的直径为60-65mm。
【文档编号】G01N29/04GK204101509SQ201420433384
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】林宝柱 申请人:南京林城亿轮轨道交通技术有限公司