本發(fā)明涉及一種超聲探傷裝置，特別是一種實(shí)心輪軸不落輪超聲探傷裝置。

背景技術(shù)：

目前，對(duì)鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛的在役輪軸的運(yùn)行狀態(tài)主要采取定期、規(guī)定里程進(jìn)行檢測(cè)的方法來(lái)監(jiān)控輪軸的狀態(tài)，檢測(cè)方法之一就是采用超聲波對(duì)輪軸進(jìn)行傷損檢測(cè)。對(duì)輪軸主要采取落輪檢測(cè)，即輪軸從機(jī)車(chē)進(jìn)行拆卸后在進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)工作，超聲檢測(cè)過(guò)程中主要采用微機(jī)控制超探波探傷設(shè)備和手工復(fù)探超聲復(fù)探檢測(cè)。但是，實(shí)際的機(jī)車(chē)車(chē)輛輪軸日常維護(hù)和檢測(cè)過(guò)程中，需要在不落輪軸的情況下進(jìn)程檢測(cè)。

受制于輪軸在機(jī)車(chē)的安裝結(jié)構(gòu)，可用的探測(cè)面僅為拆卸軸端軸承蓋后輪軸的端面，檢測(cè)空間狹小。當(dāng)前在不落輪的工況下檢測(cè)輪軸主要采用手工單探頭超聲波檢測(cè)的辦法，由于人工探傷受人員技術(shù)水平、責(zé)任心等人為因素的影響較大，且探傷過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)較多結(jié)構(gòu)波的影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)漏探、誤報(bào)等問(wèn)題，難以準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)輪軸存在的隱患，并且手工探傷過(guò)程中難以形成輪軸完整的傷損信息。

針對(duì)以上輪軸檢在不落輪工況下的檢測(cè)需求和檢測(cè)過(guò)程中的問(wèn)題，中國(guó)專(zhuān)利第201510489809.X號(hào)公開(kāi)了“空心車(chē)軸探傷系統(tǒng)和探傷方法”，該系統(tǒng)具備在不落輪軸的情況下，對(duì)輪軸進(jìn)行超聲檢測(cè)，但該系統(tǒng)僅適用于空心輪軸，無(wú)法對(duì)實(shí)心輪軸進(jìn)行不落輪檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種實(shí)心輪軸不落輪超聲探傷裝置，使得在不拆卸輪軸時(shí)即可對(duì)實(shí)心輪軸進(jìn)行超聲波探傷檢測(cè)，并有效避免結(jié)構(gòu)波對(duì)超聲波探傷檢測(cè)的影響。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種實(shí)心輪軸不落輪超聲探傷裝置，其特征在于：包含軸端面掃查器、超聲波探傷儀、超聲數(shù)據(jù)連接線和控制線，軸端面掃查器通過(guò)超聲數(shù)據(jù)連接線和控制線與超聲波探傷儀連接；

所述軸端面掃查器包含探頭、定位件、探頭夾具、內(nèi)嚙合齒圈、電機(jī)、外殼、編碼器、安裝蓋板、固定座和齒輪，探頭固定在探頭夾具內(nèi)，探頭夾具轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在固定座內(nèi)，固定座固定在外殼內(nèi)，安裝蓋板固定在探頭夾具內(nèi)側(cè)，電機(jī)和編碼器固定在安裝蓋板上，兩個(gè)齒輪分別設(shè)置在電機(jī)和編碼器的轉(zhuǎn)軸上，內(nèi)嚙合齒圈固定在固定座上并且內(nèi)嚙合齒圈與兩個(gè)齒輪嚙合。

進(jìn)一步地，所述定位件為與實(shí)心輪軸軸端錐孔匹配的圓柱形定位件。

進(jìn)一步地，所述軸端面掃查器還包含滾珠、磁柱，固定座與實(shí)心輪軸接觸一側(cè)沿周向均勻設(shè)置有若干磁柱，探頭夾具通過(guò)滾珠轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在固定座內(nèi)，滾珠通過(guò)固定柱上柱塞孔安裝在固定座和探頭夾具之間。

進(jìn)一步地，所述外殼內(nèi)設(shè)置有滑環(huán)，滑環(huán)一端與超聲數(shù)據(jù)連接線和控制線連接，滑環(huán)另一端通過(guò)線纜與電機(jī)、編碼器和探頭連接。

進(jìn)一步地，所述編碼器為增量型編碼器。

進(jìn)一步地，所述探頭包含探頭主體、限位螺釘、彈簧和探頭固定座，探頭主體滑動(dòng)設(shè)置在探頭固定座內(nèi)，探頭主體外側(cè)設(shè)置有一凸起于探頭主體側(cè)面的凸環(huán)，彈簧套設(shè)在探頭主體上并且彈簧兩端分別與凸環(huán)和探頭固定座上端內(nèi)壁接觸，限位螺釘垂直于探頭固定座側(cè)面設(shè)置并且穿透探頭固定座側(cè)壁設(shè)置在凸環(huán)下側(cè)對(duì)凸環(huán)行程限位。

進(jìn)一步地，所述軸端面掃查器直徑小于等于120mm。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：本發(fā)明的實(shí)心輪軸不落輪超聲探傷裝置，滿(mǎn)足了不落輪軸工況下對(duì)輪軸進(jìn)行超聲波檢測(cè)，易于分辨結(jié)構(gòu)復(fù)雜處的傷損回波和結(jié)構(gòu)回波，減少漏判和誤判操作，并通過(guò)多種掃描顯示方式，直觀顯示輪軸的超聲波探傷信息，有效提高不落輪檢測(cè)時(shí)輪軸探傷的準(zhǔn)確性和效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種實(shí)心輪軸不落輪超聲探傷裝置的示意圖。

圖2是本發(fā)明的軸端面掃查器的示意圖。

圖3是本發(fā)明的探頭的示意圖。

圖4是本發(fā)明的測(cè)量原理示意圖。

圖5是本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)量結(jié)果示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。

如圖1所示，本發(fā)明的一種實(shí)心輪軸不落輪超聲探傷裝置，包含軸端面掃查器1、超聲波探傷儀2、超聲數(shù)據(jù)連接線3和控制線4，軸端面掃查器1通過(guò)超聲數(shù)據(jù)連接線3和控制線4與超聲波探傷儀連接2，工作過(guò)程中所述端面掃查器1與輪軸端面貼合進(jìn)行檢測(cè)。

如圖2所示，軸端面掃查器1包含探頭11、定位件12、探頭夾具13、內(nèi)嚙合齒圈17、電機(jī)18、外殼20、編碼器21、安裝蓋板22、固定座15和齒輪23，探頭11固定在探頭夾具13內(nèi)，探頭夾具13轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在固定座15內(nèi)（即探頭夾具13相對(duì)于固定座15可轉(zhuǎn)動(dòng)），固定座15固定在外殼20內(nèi)。安裝蓋板22固定在探頭夾具13內(nèi)側(cè)，電機(jī)18和編碼器21固定在安裝蓋板22上，兩個(gè)齒輪23分別設(shè)置在電機(jī)18和編碼器21的轉(zhuǎn)軸上，內(nèi)嚙合齒圈17固定在外殼20內(nèi)壁上并且內(nèi)嚙合齒圈17與兩個(gè)齒輪23嚙合。定位件12為與實(shí)心輪軸軸端錐孔匹配的圓柱形定位件。軸端面掃查器1還包含滾珠14、磁柱，固定座15與實(shí)心輪軸接觸一側(cè)沿周向均勻設(shè)置有若干磁柱，探頭夾具13通過(guò)滾珠14轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在固定座15內(nèi)，滾珠14通過(guò)固定柱上柱塞孔安裝在固定座15和探頭夾具14之間，滾珠14上端通過(guò)柱塞螺釘16固定限位。軸端面掃查器1通過(guò)定位件12與軸端錐孔貼合定位，磁柱固定柱15安裝有一圈磁柱24，將軸端面掃查器1吸合于輪軸端面。工作過(guò)程中探頭11與輪軸端面貼合，并在探頭與軸端面之間添加耦合劑。軸端面掃查器1工作過(guò)程中，固定座15和內(nèi)嚙合齒圈17固定不動(dòng)，由電機(jī)18驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)電機(jī)端齒輪沿內(nèi)嚙合齒圈17轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)探頭夾具12及探頭11的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而以實(shí)現(xiàn)輪軸周向360°檢測(cè)。

探頭11包含探頭主體111、限位螺釘112、彈簧113和探頭固定座114，探頭主體111滑動(dòng)設(shè)置在探頭固定座114內(nèi)，探頭主體111外側(cè)設(shè)置有一凸起于探頭主體111側(cè)面的凸環(huán)，彈簧113套設(shè)在探頭主體111上并且彈簧113兩端分別與凸環(huán)和探頭固定座114上端內(nèi)壁接觸，限位螺釘112垂直于探頭固定座114側(cè)面設(shè)置并且穿透探頭固定座114側(cè)壁設(shè)置在凸環(huán)下側(cè)對(duì)凸環(huán)行程限位。彈簧的作用力將探頭主體111與軸端面貼合良好。

外殼20內(nèi)設(shè)置有滑環(huán)19，滑環(huán)19一端與超聲數(shù)據(jù)連接線3和控制線4連接，滑環(huán)19另一端通過(guò)線纜與電機(jī)18、編碼器21和探頭11連接。避免軸端面掃查器1旋轉(zhuǎn)過(guò)程中造成線纜卷曲纏繞，影響裝置正常工作。

編碼器為增量型編碼器。編碼器21輸出信號(hào)至專(zhuān)用超聲波探傷儀2，配合探頭11采集的數(shù)據(jù)形成輪軸的傷損圖像。軸端面掃查器直徑小于等于120mm，滿(mǎn)足各型輪軸端面的檢修空間，在不落輪檢測(cè)工況下，打開(kāi)輪軸端面軸承蓋，即可方便的對(duì)實(shí)心輪軸進(jìn)行超聲波檢測(cè)。檢測(cè)位置包括但不限于全軸穿透、軸頸根部、卸荷槽、輪座鑲?cè)氩亢妄X輪座鑲?cè)氩康取?/p>

如圖4所示，本發(fā)明的一種實(shí)心輪軸不落輪超聲探傷裝置可采用對(duì)應(yīng)角度的小角度縱波斜探頭對(duì)齒輪鑲?cè)氩窟M(jìn)行檢測(cè)。所述齒輪座鑲?cè)氩拷Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，有較多的結(jié)構(gòu)性回波。本專(zhuān)用超聲波探傷儀2采用多波門(mén)和擬合的輪軸虛擬輪廓線，來(lái)區(qū)分結(jié)構(gòu)波和缺陷波。

如圖5所示，本發(fā)明的一種實(shí)心輪軸不落輪超聲探傷裝置在使用過(guò)程中，需要通過(guò)對(duì)應(yīng)輪軸的實(shí)物對(duì)比樣軸進(jìn)行校準(zhǔn)，所述實(shí)物對(duì)比樣軸為在實(shí)際輪軸上加工對(duì)應(yīng)的人工模擬裂紋來(lái)比對(duì)，基于輪軸的結(jié)構(gòu)，實(shí)物對(duì)比樣軸可采用全軸，也可以采用半軸。當(dāng)實(shí)物對(duì)比樣軸為動(dòng)車(chē)軸時(shí)，所述半軸試塊需要截取齒輪座一端。探傷過(guò)程中顯示對(duì)應(yīng)的A掃波形，并形成B掃和C掃圖像，方便對(duì)傷損進(jìn)行判定。本發(fā)明可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)記錄并存儲(chǔ)探傷掃查過(guò)程中探頭位置信息，超聲回波信號(hào)及圖像顯示。實(shí)現(xiàn)輪軸探傷數(shù)據(jù)的一鍵存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)回放，并針對(duì)不同的輪軸的探傷方法，采取工藝文件配置的辦法，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)不同輪軸時(shí)參數(shù)的快速切換。所有探傷數(shù)據(jù)即可通過(guò)USB接口導(dǎo)出，也通過(guò)網(wǎng)線上傳，便于探傷數(shù)據(jù)管理。

本說(shuō)明書(shū)中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本發(fā)明所作的舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容或者超越本權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。