机车车辆车轴裂纹深度测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种裂纹深度测量方法，尤其是一种机车车辆车轴裂纹深度的超声波测量方法。
【背景技术】
[0002]车轴是机车车辆重要零部件，其质量的优劣直接关系到机车车辆的检修周期和行车安全。由于车轴材质不良和热处理工艺不当等原因，车轴会存在一些固有缺陷，加之在运行中，还受到交变弯曲应力、扭转应力、冲击应力等应力长期作用，车轴在机车车辆运行过程中会产生疲劳裂纹，这些疲劳裂纹除了出现在车轴轮座部位外，亦出现在轴身上，对机车车辆的行驶安全产生极大影响。
[0003]目前，轴身表面裂纹采用磁粉检测能够检测出，但磁粉检测对表面状况要求较高，人为因素影响大，而且只能对其位置和长度进行确定，裂纹深度无法准确测量，而裂纹深度则是判定车轴能否继续使用或处理的关键因素，如不及时发现、测量，并采取相应清除或更换新轴等措施，就会发生断轴事故的危险，将严重影响铁路运输、财产及人身安全。
[0004]另外，目前对机车车辆车轴裂纹深度的测量主要靠操作者经验确定，也有采用裂纹仪进行测量。
[0005]但这些方法均存在不同程度的不利因素，一是测量结果受人为因素影响较大；二是测量准确率较低，误差较大；三是测量结果受裂纹状况影响较大；四是有的部位又有结构限制无法使用裂纹仪测量。
[0006]裂纹深度测量一直是困扰行业的一大技术难题，因而，正确、及时、有效、低成本的对车轴表面裂纹进行准确检测及深度测量，是保证机车车辆及铁路运输安全的重要一环和关键的研究课题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种机车车辆车轴裂纹深度的超声波测量方法。
[0008]本发明的目的通过以下技术方案来实现:
一种机车车辆车轴裂纹深度测量方法，包括如下步骤:
S1，准备步骤:根据测试要求制作对比试块；
S2，水平测距标定步骤:将超声波探头耦合在所述对比试块上，移动所述超声波探头对所述对比试块端面上的人工裂纹进行测试，并根据超声波检测仪上的反射回波情况进行超声波探头水平测距标定；
S3，裂纹深度曲线制作:将经过水平测距标定的超声波探头耦合在所述对比试块上，移动所述超声波探头对所述对比试块圆周面上的人工裂纹逐一进行测试，读出、记录每一人工裂纹的最高反射回波波幅在满屏刻度50%_80%时所对应的衰减器读数(db值)，并绘制裂纹深度曲线； S4，车轴裂纹深度测量步骤:将经过水平标定的超声波探头耦合在待检测车轴上，移动所述超声波探头，发现裂纹后，找到所述裂纹的最大反射回波信号，将最大反射回波波幅调整到满屏刻度50%-80%，读出此时的衰减器读数(db值)，并从所述裂纹深度曲线上找出对应的深度值。
[0009]优选的，所述的机车车辆车轴裂纹深度测量方法，其中:所述标准试块包括与所述待检测车轴材质相同的无缺陷本体，所述本体的端面上包括至少两个指定尺寸的端面人工裂纹且其圆周面上包括至少十一个指定尺寸的圆周面人工裂纹。
[0010]优选的，所述的机车车辆车轴裂纹深度测量方法，其中:所述本体的长度L为450-550mm,直径 Θ 为 180_220mm。
[0011]优选的，所述的机车车辆车轴裂纹深度测量方法，其中:所述端面人工裂纹为两个，它们的深度均为1mm，且所述超声波探头与它们的标定距离分别为hl=2 0/5=8Omm，h2=4Θ/5=160mmo
[0012]优选的，所述的机车车辆车轴裂纹深度测量方法，其中:所述圆周面人工裂纹为^ 个，它们均分所述本体的外圆周，且它们的深度依次为0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、
2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5.0mm、5.5mm0
[0013]优选的，所述的机车车辆车轴裂纹深度测量方法，其中:在S2，水平测距标定步骤中，两个所述端面人工裂纹在超声波检测仪上的水平位置刻度为两倍关系，其中标定距离为hi的端面人工裂纹在超声波检测仪上的水平位置刻度位于第二大格，标定距离为h2的端面人工裂纹在超声波检测仪上的水平位置刻度位于第四大格。
[0014]优选的，所述的机车车辆车轴裂纹深度测量方法，其中:所述裂纹深度曲线以人工裂纹深度为横坐标，以衰减器读数(db值)为纵坐标。
[0015]优选的，所述的机车车辆车轴裂纹深度测量方法，其中:在所述S4，机车车轴裂纹深度测量步骤之前还包括待检测车轴清洗步骤:将待检测车轴表面的油污清洗干净以待检测。
[0016]本发明技术方案的优点主要体现在:
1、本发明步骤简化，操作简单，通过使用超声波探伤技术，实现了机车车辆车轴裂纹深度的准确测量，解决了磁粉检测无法检测裂纹深度的问题，同时，本发明也克服了现有技术中人工检测依赖经验，准确性不佳以及使用裂纹仪受客观结构限制无法使用的问题，适用性更强。
[0017]2、本发明的过程受外界因素影响小，通过设置合理数量的人工裂纹可以提高裂纹深度曲线的精度，从而可以为实际测量提供更加精准的参照，进而提高裂纹深度测量的精确性。
[0018]3、更进一步，由于操作过程简单，一旦形成裂纹深度曲线后，在后期的同样的裂纹检测过程中，可以沿用已有裂纹深度曲线，从而减少了重复工作量，大大提高了检测效率。
【附图说明】
[0019]图1是本发明中对比试块结构示意图；
图2是本发明中水平测距标定过程示意图；
图3是本发明中裂纹深度曲线中坐标点测量过程示意图； 图4是本发明中裂纹深度曲线示意图；
图5是本发明中待检测车轴测试过程示意图。
【具体实施方式】
[0020]本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
[0021]本发明揭示了一种机车车辆车轴裂纹深度测量方法，其实施过程如下:
首先，根据测试要求制作对比试块2。
[0022]具体的，如附图1所示，将与待检测车轴3材质、状态完全相同的无缺陷实物车轴进行加工得到长度为L、直径为Θ的圆柱形标准试块2的本体21，其中，所述本体21的长度L为450-550mm，当然其长度只要满足不影响超声波探头对各人工裂纹地扫查即可，本实施例中优选为500mm，所述本体21的直径Θ为180_220mm，优选与所述待检测车轴3的直径相同，为200mm。
[0023]所述本体21的端面22上设置有两个指定尺寸的端面人工裂纹24、25，并且它们的深度均为1mm，进一步，所述超声波探头1与所述端面人工裂纹24的标定距离为hl=2 Θ /5=80mm,所述超声波探头1与另一端面人工裂纹25的标定距离为h2=4 Θ /5=160mm,即两个所述端面人工裂纹所在水平面与所述超声波探头1在所述本体21圆周面上时对应的水平面的距离分别为80mm和160mm。
[0024]同时，所述本体21的圆周面23上设置有^^一个圆周面人工裂纹26，它们的分布可以是各种各样的，如散乱的分布、螺旋分布、成直线分布等，优选的，它们均匀的分布在所述本体21的外圆周的表面上且形成一个圆形，为了便于后期进行裂纹深度曲线的绘制，将所述圆周面人工裂纹26的深度依次设定为0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、
3.5mm、4.0mm、4.5mm、5.0mm、5.5mm0
[0025]准备好所述标准试块2后，即可对所述超声波探头