超聲波檢測(cè)樣軸方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利是針對(duì)電力機(jī)車車軸在檢修過程中在不解體的情況下，利用超聲波檢測(cè)樣軸方法及裝置檢查其疲勞區(qū)域的裂紋，以保證其正常使用。
【背景技術(shù)】
[0002]在鐵路向高速、重載的方向發(fā)展過程中，運(yùn)輸安全是首當(dāng)其沖的，機(jī)車車輛車軸是關(guān)系到鐵路運(yùn)輸安全的最重要的部件之一；對(duì)機(jī)車車輛車軸進(jìn)行無損檢測(cè)是車軸制造和檢修過程中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)機(jī)車的行車安全起著決定性的作用，因此無論是新制還是檢修，都要對(duì)其進(jìn)行100%的超聲波探傷和磁粉探傷，從而保證機(jī)車的行車安全。其中超聲波探傷是用來檢測(cè)車軸的內(nèi)部缺陷，而磁粉探傷則是檢測(cè)車軸表面缺陷。
[0003]對(duì)于檢修機(jī)車車軸的表面疲勞裂紋缺陷，常規(guī)的做法是將車軸上面鑲裝的車輪、齒輪及抱軸箱、軸箱等零部件退卸下來采用磁粉探傷來保證車軸的外表面質(zhì)量，由于車軸在壓裝時(shí)采用的是冷壓技術(shù)，檢修時(shí)在退卸過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)車軸被拉傷的情況，這樣的情況高達(dá)40% _60%，被拉傷的車軸只能降級(jí)使用，嚴(yán)重的甚至報(bào)廢，既浪費(fèi)了成本，同時(shí)工作效率低下。
[0004]因此，如何能在車軸不解體的情況下實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、高效地檢測(cè)出車軸表面的疲勞裂紋，成為本領(lǐng)域急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本專利的目的主要是為了提供一種超聲波檢測(cè)樣軸方法及裝置，在車軸不解體的情況下對(duì)車軸的疲勞區(qū)域進(jìn)行超聲波檢測(cè)，而不需要退卸鑲裝在車軸上的各種零部件再進(jìn)行檢測(cè)，該方法不僅探傷結(jié)果可靠，而且工作效率高、成本低。
[0006]本專利的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:超聲波檢測(cè)樣軸方法及裝置，所述檢測(cè)樣軸裝置是由經(jīng)過鍛造和熱處理后并通過超聲波透聲性檢驗(yàn)合格的成品軸制成的；所述檢測(cè)樣軸熱處理后的晶粒度多8級(jí)；所述檢測(cè)樣軸兩端的端面均垂直于其軸線方向，所述兩端的端面粗糙度為Ra ^ 6.3 μπι ;所述檢測(cè)樣軸的疲勞區(qū)域，即輪座部位、齒輪座部位、軸頸部位、軸身部位分別采用線切割加工不同深度的人工缺陷，所述人工缺陷是用來模擬自然裂紋的；所述人工缺陷的寬度彡0.2mm，深度公差為±0.1mm。
[0007]所述檢測(cè)樣軸可以實(shí)現(xiàn)每次實(shí)施檢測(cè)前先在其上校對(duì)檢測(cè)靈敏度，然后補(bǔ)償與需檢修的實(shí)物機(jī)車車輛車軸的分貝差值，即可對(duì)實(shí)物機(jī)車車輛車軸進(jìn)行表面疲勞裂紋的超聲波檢測(cè)。
[0008]使用不同規(guī)格的超聲波探頭連接在超聲波探傷儀上，通過耦合劑將超聲波傳播到所述檢測(cè)樣軸，檢測(cè)出不同位置及深度的人工缺陷作為探測(cè)實(shí)物機(jī)車車輛車軸的檢測(cè)靈敏度。
[0009]使用不同規(guī)格的超聲波探頭連接在超聲波探傷儀上，通過耦合劑將超聲波傳播到實(shí)物機(jī)車車輛車軸，補(bǔ)償實(shí)物車軸與檢測(cè)樣軸的分貝差值，即可探測(cè)出實(shí)物機(jī)車車輛車軸是否存在表面疲勞裂紋類缺陷以及缺陷的位置和大小。
[0010]一種超聲波檢測(cè)樣軸方法，其檢測(cè)步驟主要包括:
[0011]步驟一、在檢測(cè)樣軸的一個(gè)端面(這個(gè)端面是離人工缺陷最近的端面)涂抹超聲波探傷專用耦合劑，保證超聲波能夠通過耦合劑順利傳播到車軸內(nèi)部；
[0012]步驟二、將超聲波探頭和超聲波探傷儀通過探頭線連接好，將探頭置于檢測(cè)樣軸的端面螺栓孔和中心孔的中間位置；
[0013]步驟三、探頭的晶片需指向相應(yīng)部位的人工缺陷，此時(shí)超聲波探傷儀的熒光屏上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)人工缺陷的反射回波，前后左右來回移動(dòng)探頭，找到人工缺陷的最高波；
[0014]步驟四、在上述人工缺陷最高波的基礎(chǔ)上補(bǔ)償檢測(cè)樣軸與需檢修的實(shí)物車軸的分貝差，作為對(duì)實(shí)物機(jī)車車輛車軸進(jìn)行檢測(cè)的靈敏度；
[0015]步驟五、依照上述方法采用另外幾種規(guī)格的超聲波探頭分別對(duì)軸頸部位、輪座部位及齒輪座部位的人工缺陷進(jìn)行超聲波靈敏度校驗(yàn)；
[0016]步驟六、將超聲波探頭和超聲波探傷儀通過探頭線連接好，將探頭置于需檢修的實(shí)物機(jī)車車輛車軸的端面螺栓孔和中心孔的中間位置；按照檢測(cè)樣軸的靈敏度調(diào)整方法對(duì)上述各部位進(jìn)行超聲波檢測(cè)，從而可以檢測(cè)出上述部位是否存在表面疲勞裂紋等缺陷；
[0017]步驟七、為了發(fā)現(xiàn)車軸內(nèi)部的大裂紋類缺陷，還需使用一種直探頭在檢測(cè)樣軸的端面對(duì)軸身上模擬的人工大裂紋缺陷進(jìn)行超聲波靈敏度校驗(yàn)，用來檢測(cè)車軸內(nèi)部是否存在大裂紋類的缺陷；使用所述直探頭對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)樣軸的軸身上7_深的人工缺陷，找出其最高反射波，補(bǔ)償檢測(cè)樣軸和實(shí)物車軸的分貝差值即可對(duì)需檢修的實(shí)物車軸進(jìn)行超聲波檢測(cè)；
[0018]步驟八、檢測(cè)中如發(fā)現(xiàn)缺陷波超過靈敏度所設(shè)置的分貝值，則根據(jù)缺陷的位置及波高來確定缺陷的大小和幅度，判斷是否超過標(biāo)準(zhǔn)的要求，從而判斷出該檢修機(jī)車車輛車軸是否可以繼續(xù)使用。
[0019]本發(fā)明涉及的一種超聲波檢測(cè)樣軸裝置，該裝置包括車軸與探頭，所述車軸上有三種位置、深度不同的人工缺陷。
[0020]如上所述的超聲波檢測(cè)樣軸裝置，所述車軸上的三種位置、深度不同的人工缺陷，第一種在軸頸部位、輪座部位及齒輪座部位加工2mm深度的人工缺陷，第二種在軸頸部位、輪座部位及齒輪座部位加工4_深度的人工缺陷，第三種在軸身部位加工7_深度的人工缺陷；所述第一種人工缺陷需加工在同一條直線上，第二種人工缺陷需加工在另外一條直線上，這兩種人工缺陷的位置在空間需相差120°，避免在調(diào)整靈敏度的過程中造成超聲波的干擾，第三種人工缺陷需加工在軸身的中心部位，可以與第一種或第二種人工缺陷加工在同一條直線上，這樣既不會(huì)造成超聲波的干擾，同時(shí)也方便調(diào)整探傷靈敏度；所述三種人工缺陷的深度及位置是不同的。
[0021]如上所述的超聲波檢測(cè)樣軸裝置，所述探頭根據(jù)車軸部位不同，采用了不同的規(guī)格，主要涉及探頭的頻率、晶片尺寸及晶片傾斜的角度等，分別對(duì)車軸軸頸部位、輪座部位及齒輪座部位的疲勞區(qū)域進(jìn)行掃查。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明提出的一種超聲波檢測(cè)樣軸裝置的加工了人工缺陷的檢測(cè)樣軸示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明提出的一種超聲波檢測(cè)樣軸裝置的端面示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明提出的一種超聲波檢測(cè)樣軸方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了對(duì)本專利有更加清楚和全面的了解，現(xiàn)對(duì)其【具體實(shí)施方式】說明如下:
[0026]本專利的檢測(cè)樣軸是通過如下方法制造的:
[0027]首先，采用與檢修機(jī)車車輛車軸相同的材料(如:牌號(hào)為AlN、35CrMoA、EA4T、JZ35等)制作一根成品車軸；這根軸需經(jīng)過鍛造、熱處理、粗車及精車等工序精制而成，該檢測(cè)軸的晶粒度多8級(jí)；車軸端面及外圓面的粗糙度達(dá)到檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求的Ra < 6.3 μπι，然后，對(duì)該檢測(cè)軸進(jìn)行超聲波透聲性檢驗(yàn)(車軸內(nèi)部不允許有缺陷)，檢驗(yàn)合格后，就得到了現(xiàn)有技術(shù)的成品機(jī)車車輛車軸。
[0028]所述機(jī)車車輛檢測(cè)樣軸需根據(jù)不同的檢修周期在成品機(jī)車車輛車軸上加工出三種位置、深度不同的人工缺陷，第一種在軸頸部位、輪座部位及齒輪座部位加工2_深度的人工缺陷，第二種在軸頸部位、輪座部位及齒輪座部位加工4_深度的人工缺陷，第三種在軸身部位加工7_深度的人工缺陷；所述第一種人工缺陷需加工在同一條直線上，第二種人工缺陷需加工在另外一條直線上，這兩種人工缺陷的位置在空間需相差120°，避免在調(diào)整靈敏度的過程中