专利名称：车轴超声波探伤用组合探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁路行车安全更换检测领域，具体地讲是一种对铁道在役轨道车及走行车辆的走行轴进行不解体条件下超声波探伤用组合探头。
目前，铁道用各种在役轨道车走行轴是否有超标危害行车安全的疲劳裂纹和内部缺陷的检测，大多是靠手工单探头对各种检测项目进行检查。这种检查方法操作十分困难，而且每探完一根轴需要频繁地更换不同角度的探头，并多次调整标定探伤的灵敏度，检查的速度慢，精度低，容易漏探。因此，由于漏探引起的车轴断裂，造成行车重大事故时有发生。
本实用新型的目的在于提供一种易操作、速度快、易判伤和准确率高的铁道在役轨道车及走行车辆用车轴的超声波探伤用组合探头。
本实用新型的目的是这实现的，一种车轴超声波探伤用组合探头，包括有不同角度的子探头，每一子探头内设有晶片及引线所组成，其特征在于上述子探头均设设于同一基体上，该基体上设有可安装子探头的，且其中心线通过基体中心的导槽；基体的中心处设有定位装置，基体可绕该定位装置转动；每一子探头内设有可使探头伸缩的弹性元件。
本实用新型的目的还可由如下措施实现的，所述的基体可由底壳上上盖组合而成，其底壳上设有作为导槽的长形通孔，该导槽的中心线均通过基体中心，上述子探头可设于该导槽内，并可沿导槽滑动至适当位置处固定。而定位装置为固设于基体中心处的定位杆。该定位杆由带有锥度的顶针和手柄组成，基体可以定位杆为中心转动。基体的下端面可设有永久磁铁，该永久磁铁可固设于一套设于定位杆的调节螺丝的下端。所述的探头由上壳和下壳组合而成，所述的晶片设置于下壳的下端，上壳体内可设有弹性元件，下壳上端插套入上壳内并顶持于该弹性元件。探头内的晶片可与探头的探测面水平设置，以构成纵波直探头。探头内的晶片可与探头的探测面呈小角度倾斜设置，以构成小角度纵波斜探头。
本实用新型与现有技术相比其效果是，将探测车轴各个部位的优选角度的子探头组成一个整体构成组合探头，以弹性接触方式密贴于被探车轴端面上。组合探头可以车轴中心顶针孔定位对车轴做周向扫查，每个子探头又可做径向扫查，在判伤时，利用位移调整的磁铁贴固在轴端面上。从而可方便地、准确地判断被探车轴有无缺陷及其大小和位置。本实用新型经在铁路现场试用，能方便、快速、准确地检测出在役轨道车等车轴各个应力区内的超标疲劳裂纹和透声性能。一般检测一个轮对两端面仅用6分钟，对轴颈应力区深0.5mm、轮座内外侧应力区1mm和2mm、齿轮(或制动盘座)内外侧应力区深2.5mm和3mm的疲劳裂纹，检出准确度达100％。
附图图面说明
图1为本实用新型工作示意图；图2为本实用新型组合探头正视图；图3为本实用新型组合探头俯视图；图4为本实用新型小角度纵波子探头示意图；图5为本实用新型直探头示意图。
下面将结合实施例及其附图详细说明本实用新型如下；请参见图1和图2所示，本实用新型是一种车轴超声波探伤用组合探头，主要应用于对铁道在役轨道车等车辆的车轴进行不解体条件下超声波探伤。其主要的探伤元件是由一组不同角度的子探头1组成，上述子探头1均设设于同一基体2上。
在本实施例中，该基体2呈圆形，其由底座21和上盖22组合而成。其底壳21以其中心放射地分布有长形通孔作为导槽23，该导槽23的中心线均通过基体2中心，上述子探头1设于该导槽23内，并可沿导槽23滑动至适当位置处固定，从而将子探头1均匀布设于基体2上，而使声轴穿过基体2的中心。
基体2的中心处设有定位装置，以将基体2定位于车轴的中心处。在本实施例中，所述的定位装置为固设于基体2中心处的定位杆24。该定位杆24穿设于底座21，其前端为带有锥度的顶针241凸出于底座21的底平面，探伤时，将该顶针241插入车轴端面的顶针孔内。定位杆24的后端连接一手柄242，手柄242凸出于基体2上盖22的上表面，转动该手柄242可带动基体2以该顶针241为中心转动，使得本实用新型绕定位杆24在轴端面上作周向自由转动。
基体2的下端面可设有永久磁铁24，该永久磁铁25可固定于调节螺丝26。必要时，向下调旋该调节螺丝26可利用该永久磁铁25将本实用新型吸附于轴端面上，以准确地确定被探车轴缺陷的大小及位置。
请参见图3和图4所示，本实用新型中探头1由上壳11和下壳12组合而成，晶片13作为探测元件是设置于下壳12的下端，上壳11内可设有弹性元件14，弹性元件14的下方设有一中挡15，下壳12上端插套入上壳11内并顶持于该中挡15。此种结构的子探头1的探测面在弹性元件14的作用下可作弹性伸缩，使得各个探头1与轴端形成弹性接触状态，保证了探伤时良好的声耦合。
由于检测的项目不同，本实用新型中组合探头配设直子探头子探头1。如图3所示，探头1内的晶片16与探头的探测面水平设置时，构成纵波直探头101，用以检测被检车轴的透声性能和大于、等于Φ10当量的内部缺陷以及深度大于、等于7mm的疲劳裂纹；如图4所示，探头1内的晶片15可与探头的探测面呈小角度倾斜设置，可构成小角度纵波斜探头当晶片15可与探头的探测面呈小角度为10-12°时构成纵波斜探头102，其探测率为5Mhz，用以检测被检车轴颈应力区深0.5mm及以上的疲劳裂纹；当晶片15可与探头的探测面呈小角度为7-9°时构成纵波斜探头103，其探测率为2.5Mhz，用以检测被检车轴轮座外侧应力区0.8mm及以上疲劳裂纹；当晶片15可与探头的探测面呈小角度为6～8°构成纵波斜探头104，其探测率为2.5Mhz，用以检测被检车轴轮座内侧区深1mm及以上的疲劳裂纹；当晶片15可与探头的探测面呈小角度为5-6°，构成纵波斜探头105，其探测率为2.5Mhz，用以检测被检车轴齿轮座(或制动盘座)外侧应力区深2.5mm及以上疲劳裂纹；当晶片15可与探头的探测面呈小角度为4～5°，构成纵波斜探头106，其探测率为2.5Mhz，用以检测被检车轴齿轮座(或制动盘座)内侧应力区深3mm及以上疲劳裂纹。上述每一探头1由引线连接于超声波探伤仪联接，根据所检测的项目可在基体2上选择配设有不同的子探头1。
本实用新型在探伤时，在轴端面涂上耦合剂，如机油、黄油后，将组合探头的中心定位杆24的顶针241插入车轴端面顶针孔内，对组合探头施以适当压力，压缩子探头1内的弹性元件14，使子探头1的表面与探测面密贴，旋转组合探头，沿中心定杆作周向扫检，每一子探头在有效的范围内可单独作径向扫查，一旦被查车轴哪个应力区内有超标疲劳裂纹或其它缺陷，子探头1收到的超声信息立刻被所用多通道探伤仪荧光屏上相应的通道即可显示，疲劳裂纹或其它缺陷反射波，根据组合探头在轴端面上的相对位置和转角以及子探头距反射体的水平距离，即可确定疲劳裂纹的周向和纵向位；根据组合探头旋转的角度可测定疲劳裂纹的弧长；根据子探头1径向移动距离以及反射波高度可测定疲劳裂纹当量深度。
本实用新型经在铁路现场试用，能方便、快速、准确地检测出在役轨道车等车轴各个应力区内的超标疲劳裂纹和透声性能。一般检测一个轮对两端面仅用6分钟，对轴颈应力区深0.5mm、轮座内外侧应力区1mm和2mm、齿轮(或制动盘座)内外侧应力区深2.5mm和3mm的疲劳裂纹，检出准确度达100％。
权利要求1.一种车轴超声波探伤用组合探头，包括有不同角度的子探头，每一子探头内设有晶片及引线所组成，其特征在于上述子探头均设设于同一基体上，该基体上设有可安装子探头的，且其中心线通过基体中心的导槽；基体的中心处设有定位装置，基体可绕该定位装置转动；每一子探头内设有可使探头伸缩的弹性元件。
2.根据权利要求1所述的一种车轴超声波探伤用组合探头，其特征在于基体可由底壳上上盖组合而成，其底壳上设有作为导槽的长形通孔，该导槽的中心线均通过基体中心，上述子探头可设于该导槽内，并可沿导槽滑动至适当位置处固定。
3.根据权利要求1所述的一种车轴超声波探伤用组合探头，其特征在于所述的定位装置为固设于基体中心处的定位杆。
4.根据权利要求3所述的一种车轴超声波探伤用组合探头，其特征在于所述的定位杆由带有锥度的顶针和手柄组成，基体可以定位杆为中心转动。
5.根据权利要求1所述的一种车轴超声波探伤用组合探头，其特征在于所述的下端面可设有永久磁铁，该永久磁铁可固设于一套设于定位杆的调节螺丝的下端。
6.根据权利要求1所述的一种车轴超声波探伤用组合探头，其特征在于所述的探头由上壳和下壳组合而成，所述的晶片设置于下壳的下端，上壳体内可设有弹性元件，下壳上端插套入上壳内并顶持于该弹性元件。
7.根据权利要求1或6所述的一种车轴超声波探伤用组合探头，其特征在于所述的探头内的晶片可与探头的探测面水平设置，以构成纵波直探头。
8.根据权利要求1或6所述的一种车轴超声波探伤用组合探头，其特征在于所述的探头内的晶片可与探头的探测面呈小角度倾斜设置，以构成小角度纵波斜探头。
专利摘要一种车轴超声波探伤用组合探头,包括有不同角度的子探头,每一子探头内设有晶片及引线所组成,其特征在于上述子探头均设于同一基体上,该基体上设有可安装子探头的,且其中心线通过基体中心的导槽;基体的中心处设有定位装置,基体可绕该定位装置转动;每一子探头内设有可使探头伸缩的弹性元件。本实用新型能方便、快速、准确地检测出在役轨道车等车轴各个应力区内的超标疲劳裂纹和透声性能。一般检测一个轮对两端面仅用6分钟,对轴颈应力区、轮座内外侧应力区、齿轮(或制动盘座)内外侧应力区深的疲劳裂纹,检出准确度达100%。
文档编号G01N29/04GK2365669SQ9920117
公开日2000年2月23日 申请日期1999年2月1日 优先权日1999年2月1日
发明者潘岳山, 聂建复, 王五一 申请人:北京安通铁路工务技术开发公司