[发明专利]用于火车车轮超声测试设备的方法和设备

说明书

相关申请的交叉参考

本申请涉及1999年1月26日授权给Prorok的名称为“用于火车车轮的测试设备”的美国专利No.5864065，该专利的全部内容在此通过参考并入。

技术领域

本发明涉及超声测试，尤其是在一个实施例中涉及火车车轮的超声测试。

背景技术

火车车轮通常是煅钢或铸钢的，尽管有严格的质量管理措施，其仍可能包含由制造工艺造成的缺陷。这些缺陷能够潜在地包括能够使车轮变弱且潜在地导致车轮故障的空隙、裂缝以及杂质。超声测试已普遍地应用于检测这种缺陷。

通过固定位置传感器超声分析火车车轮典型地仅在绕车轮踏面或轮缘的周边的离散的、单个位置检查车轮和其下面的结构。为了在固定位置传感器不需要进行密集分析的情况下获得整个车轮结构的更全面诊断分析，已经开发了自动超声测试方法。

在某种程度上，自动超声测试已受到能够使得精确超声测试数据的自动收集变得困难的火车车轮的尺寸和重量（典型地重量从700到1000磅）的挑战。特别成问题的是火车车轮具有尺寸公差，尽管为了生产目的这些尺寸公差在可接受范围内，但尺寸公差妨碍精确测试数据的自动收集。

在现有技术的测试用固定装置中，典型的火车车轮可具有在车轮被旋转驱动以用于超声检查时能够产生动态不稳定的尺寸公差。这些不稳定导致车轮从绕测试用固定装置中车轮几何中心的轴向中心线旋转偏移。这已被证实会有问题，因为精确超声测试数据的收集通常要求在车轮旋转时保持稳定的几何定向。

发明内容

提供对火车车轮应用自动超声测试的一种方法和设备。为了实现更快的数据收集速度，以及更精确和可重复的超声测试数据，提出新方法和设备以减轻在超声测试用固定装置中由火车车轮旋转造成的振动和其它动态不稳定。更具体地，在超声测试用固定装置中的新驱动组件适应地兼容旋转火车车轮中的尺寸公差、抑制可能会潜在地影响超声测试数据的精确性和重复性的偏转和其它振动。

附图说明

在附图中描述和示出了超声测试设备的各种实施例。附图仅以示例方式提供，且不意图作为本发明的限制。因此，超声测试设备和超声测试用固定装置在附图中被通过示例而非限制性的方式示出，在附图中：

图1是超声测试设备的示例性实施例的剖面视图；

图2是通过图1的截面2-2的剖面视图；

图3是图1所示的超声测试设备的安装台和编码器组件的前视图；

图4是图3的编码器组件的侧面视图；

图5是示出用于图1的示例性超声测试设备的控制电路示意图的一个实施例；

图6是图1示出的超声测试设备的平面图；

图7是通过图6的截面7-7的视图；

图8是编码器组件的一个实施例的平面图；

图9是示例性火车车轮的等轴测图；

图10是示例性现有技术的整体式驱动辊的一个实施例的正投影视图；

图11是通过图10所示的现有技术的整体式驱动辊的截面10-10的剖视图。

图12是与图11所示的示例性驱动辊接合的示例性车轮的部分剖面图；

图13是示例性分体式驱动辊的一个实施例的剖面图。

具体实施方式

尽管本说明书涉及火车车轮的测试，但是应该理解本说明书公开的测试设备和方法同样可应用于其它在与铁路产业不相关产业中所使用的铸造和煅造轮子。因此，该新的方法和设备涉及火车车轮的描述仅是为了方便。

火车车轮超声测试设备

在图1的前视图中和图2的侧视图中示出超声测试设备的一个实施例。超声测试设备被设计成用于由图9示出的示例性类型的火车车轮100的结构的非损伤评估和内部形貌测量。

在一个实施例中，超声测试设备包括用于捕获和旋转车轮的超声测试用固定装置11和超声感测组件90。另外，在一些实施例中，可以使用CPU（例如可编程逻辑电路（PLC））（未示出），以协调超声感测组件90的数据获取行为与超声测试用固定装置11执行的车轮搬运、转移和驱动功能。