一种空心车轴万向探头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及超声波探伤技术领域，尤其是一种用于空心车轴探伤机的探头装置。
【背景技术】
[0002]国内高速铁路动车组车辆所使用的空心车轴，每行驶规定的里程就需要进行内部超声波探伤检查。目前所采用的探伤方法是脉冲反射法探伤，即以空心车轴内孔为探伤接触面，超声波探伤探杆伸入空心车轴内孔中，超声波探头在空心车轴内旋转前进扫描车轴内部的情况，超声波探头发出超声波，然后接收来自伤痕的反射回波举动和时间，由探伤机判断伤痕的位置和大小情况。由于超声波探头高速旋转，探头与空心车轴内孔表面之间耦合状态会存在不良状况，此时进入空心车轴的声能损失增大，将会影响对空心车轴表面及内部缺陷的判定。
[0003]为了解决上述技术问题有人提出一种能够改善探头耦合性能的探头支架装置，包括探头支架，其为一框体，且具有一第一凹槽，第一凹槽内设置有超声波探头，且探头的高度低于探头支架的高度；以及，探杆旋转体。本装置使得耦合油在探头与空心车轴内孔表面之间形成一层油膜，能够使超声波顺利地在探头与被测空心车轴内孔之间传播，但是该种探头仍然存在以下问题:该种超声波探头仅能上下运动，在超声波探伤时，使用探头弹簧将超声波探头压在空心车轴内表面进行探伤，这样在检查头中心和空心车轴的中心产生滑移时，超声波探头只能上下运动调节贴合的位置，而其他方向的偏移无法调整，从而超声波探头表面和空心车轴内表面之间的间隙无法保持均均，这样超声波探头表面上被供给的涡轮油油膜会增厚，导致超声波发生器发射和反射的波形变化，进而影响探伤判断的精准度，相应地要进行多次检测确认空心车轴的伤痕，检查时间长。虽然可以借助树脂环以确保检查头的同心度，但是由于树脂环的加工精度要求高，难以达到，而且探伤时容易磨损，使用树脂环仍然容易引起超声波探头偏移。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种提高探伤性能且探伤速度快的空心车轴万向探头。
[0005]为了实现本实用新型的目的，所采用的技术方案是:
[0006]本实用新型的空心车轴万向探头，包括探杆旋转体和安装在所述探杆旋转体上的超声波探头，所述超声波探头通过自适应调节装置安装在所述探杆旋转体上，所述超声波探头通过所述自适应调节装置调节超声波探头的表面与空心车轴内表面之间的间隙。
[0007]本实用新型所述自适应调节装置包括容纳所述超声波探头的探头座、位于探头座下方的底板和固定在所述探杆旋转体内的基座，所述超声波探头铰接在所述探头座内，所述超声波探头在X轴向上自由偏转，所述探头座铰接在所述底板上方，所述探头座在Y轴向上自由偏转，所述底板借助转动臂和伸缩弹簧安装在基座上，所述底板在Z轴向上自由上下运动，所述基座在探杆旋转体的作用下带动超声波探头旋转进入空心车轴内。
[0008]本实用新型所述底板的两侧面分别设有两组转动臂，所述转动臂的一端与所述底板铰接，所述转动臂的另外一端与所述基座铰接。
[0009]本实用新型所述底板和对应的基座之间均匀固定有三组伸缩弹簧。
[0010]本实用新型所述超声波探头为两组，两组所述超声波探头安装在所述探杆旋转体的外圆周面上且相对布置。
[0011]本实用新型所述超声波探头为一体式探头，所述超声波探头的外表面由压电陶瓷材料制成。
[0012]本实用新型其中一组所述超声波探头内布置四个超声波发生器，另外一组所述超声波探头内布置三个超声波发生器。
[0013]本实用新型的空心车轴万向探头的有益效果是:本实用新型的空心车轴万向探头包括探杆旋转体和安装在探杆旋转体上的超声波探头，超声波探头通过自适应调节装置安装在探杆旋转体上，超声波探头通过自适应调节装置调节超声波探头的表面与空心车轴内表面之间的间隙，具体实现方式如下:自适应调节装置包括容纳超声波探头的探头座、位于探头座下方的底板和固定在探杆旋转体内的基座，超声波探头铰接在探头座内，超声波探头在X轴向上自由偏转，探头座铰接在底板上方，探头座在Y轴向上自由偏转，底板借助转动臂和伸缩弹簧安装在基座上，底板在Z轴向上自由上下运动，这样超声波探头在空心车轴内转动时，自适应调节装置从X轴向、Y轴向和Z轴向三个方向上调节超声波探头的位置，使得万向探头高速旋转探伤时超声波探头的表面与空心车轴内表面之间的间隙始终保持一致，防止超声波探头表面上被供给的涡轮油油膜增厚，避免超声波发生器发射和反射的波形变化，保证超声波探头检测时发射超声波和接收超声波的位置和时间准确，从而提高探伤精度和探伤效率。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0015]图1是本实用新型的空心车轴万向探头整体结构示意图；
[0016]图2是本实用新型的自适应调节装置结构示意图；
[0017]图3是本实用新型的自适应调节装置的侧视图。
[0018]其中:探杆旋转体I;超声波探头2;探头座31，底板32，基座33，转动臂34，伸缩弹簧35ο
【具体实施方式】
[0019]实施例一:
[0020]如图1所示，本实施例的空心车轴万向探头包括探杆旋转体I和安装在探杆旋转体I上的超声波探头2，探杆旋转体I可拆卸地固定在探伤检测装置的探杆上，探伤时探伤检测装置将探杆送入到空心车轴内并由驱动模块驱动探杆旋转体I旋转前进，此时超声波探头2随转并检测空心车轴的内表面是否有伤痕。在高速旋转过程中，为了保证超声波探头2的上表面与空心车轴内表面之间的间隙均匀且始终保持一致，超声波探头2通过自适应调节装置安装在探杆旋转体I上，探伤时超声波探头通过自适应调节装置调节超声波探头2的外表面与空心车轴内表面之间的间隙，具体地，自适应调节装置包括容纳超声波探头2的探头座31、位于探头座31下方的底板32和固定在探杆旋转体I内的基座33，参见图1，垂直于基座33的方向为Z轴向，基座33的长度方向为Y轴向，基座33的宽度方向为X轴向，超声波探头2铰接在探头座31内，超声波探头2在X轴向上自由偏转，探头座31铰接在底板32上方，探头座31在Y轴向上自由偏转，底板32借助转动臂34和伸缩弹簧35安装在基座33上，底板32在Z轴向上自由上下运动，基座33在探杆旋转体I的作用下带动超声波探头2旋转进入空心车轴内，当超声波探头2的上表面与空心车轴内表面之间的间隙不均匀时，例如超声波探头2在X轴向、Y轴向和/或Z轴向产生偏移时，超声波探头2会借助离心力和伸缩弹簧35的弹力进行复位，防止超声波探头2表面上被供给的涡轮油油膜增厚。而现有技术的超声波探头2只能在Z轴向上上下运动，当X轴向和/或Y轴向上发生偏移时无法调整。
[0021]如图3所示，为了使超声波探头2能自由上下运动，超声波探头2对应的底板32的两侧面各安装两组转动臂34，转动臂34的一端与底板32铰接，转动臂34的另外一端与基座33铰接，底板32和对应的基座33之间均匀固定有三组伸缩弹簧35。
[0022]优选的，超声波探头2为两组，两组超声波探头2安装在探杆旋转体I的外圆周面上且相对布置，超声波探头2为一体式探头，超声波探头2的外表面由压电陶瓷材料制成，其中一组超声波探头2内布置四个超声波发生器，另外一组超声波探头2内布置三个超声波发生器，七个超声波发生器发射的超声波光束不同，分别从不同维度上检测空心车轴的伤痕，提高检测精度。
[0023]应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。由本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
【主权项】
1.一种空心车轴万向探头，包括探杆旋转体(I)和安装在所述探杆旋转体(I)上的超声波探头(2 )，其特征在于:所述超声波探头(2)通过自适应调节装置安装在所述探杆旋转体(1)上，所述超声波探头(2)通过所述自适应调节装置调节超声波探头(2)的外表面与空心车轴内表面之间的间隙。2.根据权利要求1所述的空心车轴万向探头，其特征在于:所述自适应调节装置包括容纳所述超声波探头(2)的探头座(31)、位于探头座(31)下方的底板(32)和固定在所述探杆旋转体(I)内的基座(33)，所述超声波探头(2)铰接在所述探头座(31)内，所述超声波探头(2)在X轴向上自由偏转，所述探头座(31)铰接在所述底板(32)上方，所述探头座(31)在Y轴向上自由偏转，所述底板(32)借助转动臂(34)和伸缩弹簧(35)安装在基座(33)上，所述底板(32)在Z轴向上自由上下运动，所述基座(33)在探杆旋转体(I)的作用下带动超声波探头(2)旋转进入空心车轴内。3.根据权利要求2所述的空心车轴万向探头，其特征在于:所述底板(32)的两侧面分别设有两组转动臂(34)，所述转动臂(34)的一端与所述底板(32)铰接，所述转动臂(34)的另外一端与所述基座(33)铰接。4.根据权利要求3所述的空心车轴万向探头，其特征在于:所述底板(32)和对应的基座(33)之间均匀固定有三组伸缩弹簧(35)。5.根据权利要求4所述的空心车轴万向探头，其特征在于:所述超声波探头(2)为两组，两组所述超声波探头(2)安装在所述探杆旋转体(I)的外圆周面上且相对布置。6.根据权利要求5所述的空心车轴万向探头，其特征在于:所述超声波探头(2)为一体式探头，所述超声波探头(2)的外表面由压电陶瓷材料制成。7.根据权利要求6所述的空心车轴万向探头，其特征在于:其中一组所述超声波探头(2)内布置四个超声波发生器，另外一组所述超声波探头(2)内布置三个超声波发生器。
【专利摘要】本实用新型涉及超声波探伤技术领域，尤其是一种空心车轴万向探头，包括探杆旋转体和安装在探杆旋转体上的超声波探头，超声波探头通过自适应调节装置安装在探杆旋转体上，探伤时超声波探头通过所述自适应调节装置调节超声波探头的表面与空心车轴内表面之间的间隙。本实用新型的自适应调节装置包括容纳超声波探头的探头座、位于探头座下方的底板和固定在探杆旋转体内的基座，自适应调节装置从X轴向、Y轴向和Z轴向三个方向上调节超声波探头的位置，使得万向探头高速旋转探伤时超声波探头的表面与空心车轴内表面之间的间隙始终保持一致，防止超声波探头表面上被供给的涡轮油油膜增厚，进而影响探伤性能。
【IPC分类】G01N29/24
【公开号】CN205263034
【申请号】CN201521115598
【发明人】肖潇, 彭政峰, 潘振新
【申请人】常州常瑞轨道交通科技有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月28日