一种铁路货车轮轴轴颈卸荷槽探伤设备的制作方法

本申请涉及无损检测，尤其是涉及一种铁路货车轮轴轴颈卸荷槽探伤设备。

背景技术：

1、近年来，随着铁路运输的不断提速，线路负担进一步加重，铁路安全运营面临着更严峻的挑战。车辆轮轴是列车运行部中极为重要的部件。轮轴不仅承受着列车的全部重量和自身重量而且还要传递列车和钢轨的驱动力和制动力。因此轮轴的无损检测具有十分重要的意义。

2、我国铁路轮轴超声探伤已有二十多年的历史，已形成完整的探伤方法和探伤工艺规程。目前，现有设备对于铁路货车客车轮轴轴卸荷槽部位探伤检测采用常规超声探头检测，常规超声探头在不同轴型卸荷槽部位检测时需要采用不同角度探头才能满足对于卸荷槽位置的探伤要求。 由于需要满足多种不同型号探头的更换，设备的机械结构相对复杂且常规的超声探头成像形式只有一种，成像效果需要人工判别分析，存在探头数量多，机械结构繁琐导致故障率高，且缺陷成像不直观的缺陷。

技术实现思路

1、为了简化轴端探伤设备的机械结构，降低故障率，使缺陷成像更加直观，本申请提供一种铁路货车轮轴轴颈卸荷槽探伤设备。

2、本申请提供的一种铁路货车轮轴轴颈卸荷槽探伤设备采用如下技术方案：

3、一种铁路货车轮轴轴颈卸荷槽探伤设备，包括定位装置、采集装置、探头和探头支架，所述探头为相控阵探头，所述探头安装在所述探头支架上，所述定位装置与所述探头支架通信连接，所述定位装置用于定位待检测轮轴轴端的中心位置，所述探头支架能够根据定位装置的定位信号调整探头的位置使其接触轮轴轴端中心位置，所述采集装置用于采集探伤信号并显示缺陷成像。

4、通过采用上述技术方案，探头安装在探头支架上，通过定位装置准确定位待检测轮轴轴端的中心位置，探头支架根据定位装置的定位信号调整探头的位置使其与轮轴轴端的中心位置贴合，使探头绕中心轴旋转一周便可完成对轮轴轴卸荷槽部位的探伤检测探头通过通信电缆探伤传输到采集装置并成像，探头采用相控阵探头，通过编辑算法实现对超声波声束进行偏转和聚焦，从而实现对不同型号的轮轴轴颈卸荷槽进行探伤检测，不需要更换探头就能实现对不同型号的轮轴的探伤检测，减少了探头数量，简化轴端探伤设备的机械结构，降低故障率，且相控阵探头检测可以同时进行a扫、b扫、c扫、s扫，通过多种扫描方式建立缺陷多维度模型，使缺陷成像更加直观。

5、可选的，所述探头支架包括底座、升降装置和探头固定装置，所述升降装置为液压气缸，所述升降装置的自由端固定有所述探头固定装置，所述升降装置的另一端固定安装在所述底座上。

6、通过采用上述技术方案，探头固定装置上安装探头并固定在升降装置的自由端，升降装置的液压气缸与定位装置通信连接，液压气缸根据定位装置的定位信号调整探头的高度使探头中心位置与轴端面中心位置在竖直方向上齐平。

7、可选的，所述底座设置有自动导航系统，所述底座下表面设置有滑轮。

8、通过采用上述技术方案，自动导航系统与定位装置通信连接，自动导航系统根据定位装置的定位信号指挥底座通过滑轮移动，使探头中心位置与轴端面中心位置在水平方向上对齐。

9、可选的，所述滑轮上设置滑轮锁定器，所述滑轮锁定器与所述自动导航系统通信连接。

10、通过采用上述技术方案，当导航到指定位置后滑轮锁定器自动锁定，保证滑轮不再滑动，使整个设备稳固不移动。

11、可选的，所述探头固定装置包括连接部件，所述连接部件与所述升降装置固定连接，所述连接部件上开设有平行于轮轴端面的贯穿通孔，所述贯穿通孔处固定安装有垂直于轮轴端面的伸缩部件，所述探头安装在所述伸缩部件的自由端。

12、通过采用上述技术方案，设置连接部件连接伸缩部件和升降装置，伸缩部件垂直于轮轴端面方向可伸缩，伸缩部件的自由端安装有探头，伸缩部件与定位装置通信连接，伸缩部件根据定位信号调整伸缩部件的伸缩自由端使探头紧贴轮轴端面。

13、可选的，所述伸缩部件包括空心伸缩杆和夹持部件，所述夹持部件连接于所述空心伸缩杆的自由端并能够绕所述空心伸缩杆的中心轴旋转，所述探头由所述夹持部件夹紧固定。

14、通过采用上述技术方案，探头连接的信电缆穿过空心伸缩杆与采集装置通信连接，探头被夹持在与空心伸缩杆旋转连接的夹持部件上，当探头贴合于轮轴端面并调整好超声波声束偏转和聚焦后旋转夹持部件使得探头旋转一圈便可完成对轮轴轴卸荷槽部位的探伤检测。

15、可选的，所述夹持部件为自适应夹具。

16、通过采用上述技术方案，夹持部件采用自适应夹具能够保持夹持力度恒定不容易出现夹具松弛导致检测结果不准确的情况。

17、可选的，铁路货车轮轴轴颈卸荷槽探伤设备还包括耦合液供液装置，所述耦合液供液装置包括用于存放耦合液的储液桶和三根供液管，各所述供液管的一端连接并连通所述储液桶，另一端被夹紧固定在夹持部件上并沿所述探头外圆周均匀分布。

18、通过采用上述技术方案，开始检测之前耦合液通过三根均匀布置在探头圆周的供液管将储液桶的耦合液均匀喷洒到轮轴端面和探头之间使探头的耦合效果好且稳定。

19、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

20、1.探头安装在探头支架上，通过定位装置准确定位待检测轮轴轴端的中心位置，探头支架根据定位装置的定位信号调整探头的位置使其与轮轴轴端的中心位置贴合，使探头绕中心轴旋转一周便可完成对轮轴轴卸荷槽部位的探伤检测探头通过通信电缆探伤传输到采集装置并成像，探头采用相控阵探头，通过编辑算法实现对超声波声束进行偏转和聚焦，从而实现对不同型号的轮轴轴颈卸荷槽进行探伤检测，不需要更换探头就能实现对不同型号的轮轴的探伤检测，减少了探头数量，简化轴端探伤设备的机械结构，降低故障率，且相控阵探头检测可以同时进行a扫、b扫、c扫、s扫，通过多种扫描方式建立缺陷多维度模型，使缺陷成像更加直观；

21、2.探头固定装置上安装探头并固定在升降装置的自由端，升降装置的液压气缸与定位装置通信连接，液压气缸根据定位装置的定位信号调整探头的高度使探头中心位置与轴端面中心位置在竖直方向上齐平；

22、3.开始检测之前耦合液通过三根均匀布置在探头圆周的供液管将储液桶的耦合液均匀喷洒到轮轴端面和探头之间使探头的耦合效果好且稳定。

技术特征：

1.一种铁路货车轮轴轴颈卸荷槽探伤设备，包括定位装置(1)、采集装置(2)、探头(3)和探头支架(4)，其特征在于：所述探头(3)为相控阵探头，所述探头(3)安装在所述探头支架(4)上，所述定位装置(1)与所述探头支架(4)通信连接，所述定位装置(1)用于定位待检测轮轴轴端的中心位置，所述探头支架(4)能够根据定位装置(1)的定位信号调整探头(3)的位置使其接触轮轴轴端中心位置，所述采集装置(2)与所述探头(3)通信连接，所述采集装置(2)用于采集探伤信号并显示缺陷成像。

2.根据权利要求1所述的铁路货车轮轴轴颈卸荷槽探伤设备，其特征在于：所述探头支架(4)包括底座(401)、升降装置(402)和探头固定装置(403)，所述升降装置(402)为液压气缸，所述升降装置(402)的自由端固定有所述探头固定装置(403)，所述升降装置(402)的另一端固定安装在所述底座(401)上。

3.根据权利要求2所述的铁路货车轮轴轴颈卸荷槽探伤设备，其特征在于：所述底座(401)设置有自动导航系统，所述底座(401)下表面设置有滑轮。

4.根据权利要求3所述的铁路货车轮轴轴颈卸荷槽探伤设备，其特征在于：所述滑轮上设置滑轮锁定器，所述滑轮锁定器与所述自动导航系统通信连接。

5.根据权利要求4所述的铁路货车轮轴轴颈卸荷槽探伤设备，其特征在于：所述探头固定装置(403)包括连接部件(4031)，所述连接部件(4031)与所述升降装置(402)固定连接，所述连接部件(4031)上开设有平行于轮轴端面的贯穿通孔(40311)，所述贯穿通孔(40311)处固定安装有垂直于轮轴端面的伸缩部件，所述探头(3)安装在所述伸缩部件的自由端。

6.根据权利要求5所述的铁路货车轮轴轴颈卸荷槽探伤设备，其特征在于：所述伸缩部件包括空心伸缩杆(4032)和夹持部件(4033)，所述夹持部件(4033)连接于所述空心伸缩杆(4032)的自由端并能够绕所述空心伸缩杆(4032)的中心轴旋转，所述探头(3)由所述夹持部件(4033)夹紧固定。

7.根据权利要求6所述的铁路货车轮轴轴颈卸荷槽探伤设备，其特征在于：所述夹持部件(4033)为自适应夹具。

8.根据权利要求7所述的铁路货车轮轴轴颈卸荷槽探伤设备，其特征在于：还包括耦合液供液装置(5)，所述耦合液供液装置(5)包括用于存放耦合液的储液桶(501)和三根供液管(502)，各所述供液管(502)的一端连接并连通所述储液桶(501)，另一端被夹紧固定在夹持部件(4033)上并沿所述探头(3)外圆周均匀分布。

技术总结
本申请涉及一种铁路货车轮轴轴颈卸荷槽探伤设备，属于无损检测技术领域，其包括定位装置、采集装置、探头和探头支架，探头为相控阵探头，探头安装在探头支架上，定位装置与探头支架通信连接，定位装置用于定位待检测轮轴轴端的中心位置，探头支架能够根据定位装置的定位信号调整探头的位置使其接触轮轴轴端中心位置，采集装置与所述探头通信连接，采集装置用于采集探伤信号并显示缺陷成像，本申请具有简化轴端探伤设备的机械结构，降低故障率，使缺陷成像更加直观的效果。

技术研发人员：张军,刘金明,郑彦涛,赵唯伟,王钊,彭博,马天,王冬梅,李东岳,马共立,潘喜武,王轩,薛东明,齐艳昭,刘春华,邢传义,李军,王军,张志福,李博,任景超,付常友
受保护的技术使用者：哈尔滨国铁科技集团股份有限公司
技术研发日：20230630
技术公布日：2024/1/15