[发明专利]车轴径向超声波自动探伤装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于轴类零件超声波自动探伤技术领域，特别涉及一种车轴径向超声波自动探伤装置及控制方法的设计。

背景技术

随着铁路运输车辆速度的不断提高和载重的不断增加，对车辆走行部件的质量也提出了更高的要求。车轴是保证轨道车辆稳定运行的重要部件之一，轨道车辆在运行过程中，车轴承受着频繁交替的载荷，在不同运行条件下，车轴所受到的载荷也不尽相同，车轴中一旦出现损伤，并发生扩大发展，严重的情况下，将会导致脱轨事故。目前，我国各机车生产企业及检修单位大部分采用手工探伤的方式进行车轴内部的损伤检测，探伤结果与操作者的技术水平及操作方法有着非常直接的关系，手工扫查速度过快容易漏探，扫查速度过慢则效率低下，探头与工件之间的耦合不佳容易发生漏探。因此，手动超声探伤方法不仅检测效率低、劳动强度高、而且其探伤可靠性和准确性很难得到保证，对行车安全构成了一定的影响，存在着很大的安全隐患。

近年来，也出现了一些自动化的车轴超声波探伤设备，例如，“轨道交通用车轴自动化超声波探伤装置”公开号：CN101614703A采用的是水膜法和水浸法探伤，需要将车轴放入水槽中，探头与车轴表面不接触，该装置可以实现车轴的自动化上料和下料过程，但该装置结构较为复杂。文献“BLC-8Z型铁路机车车辆车轴超声波自动探伤装置，孙振国等，无损探伤，2008年，3（25）”，采用气缸形式的探头臂机构，探头行程固定，针对不同尺寸的车轴，需要手动调整探头臂的行程，操作不便，且其控制方式采用顺序执行的方式，不同探伤单元之间的移动方式并不相互独立。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提出一种车轴径向超声波自动探伤装置及控制方法。该装置适应不同轴型轴类零件径向超声波自动探伤作业，按照设定的程序自动控制探伤，工作效率高，对缺陷自动识别、记录，探伤结果具有可重复性，降低探伤工人的劳动强度，实现高自动化、高适应性、低控制难度和高可靠性的车轴超声波自动探伤。

本发明的技术方案如下：

本发明所述的车轴径向超声波自动探伤装置，包括床身、车轴转动支撑单元、龙门架单元、至少一个探伤单元、超声波发生接收器、电机驱动器单元、控制单元和交互操作单元；所述的床身上设有耦合液收集口，床身内固定有耦合液储存箱和循环泵，循环泵与耦合液储存箱之间通过软管连接；所述的车轴转动支撑单元固定在床身上，所述的车轴转动支撑单元含有第一气动顶尖和第二气动顶尖；所述的龙门架单元包括横梁、龙门架第一底座、横梁第一导向滑轨、横梁第一限位挡板、横梁第一动作机构、龙门架第二底座、横梁第二导向滑轨、横梁第二限位挡板和横梁第二动作机构，其中龙门架第一底座和龙门架第二底座对称固定在床身上，横梁与龙门架第一底座通过横梁第一导向滑轨连接，且与龙门架第二底座通过横梁第二导向滑轨连接，横梁第一限位挡板固定在龙门架第一底座上，横梁第二限位挡板固定在龙门架第二底座上，横梁第一动作机构固定在龙门架第一底座上并与横梁固定连接，横梁第二动作机构固定在龙门架第二底座上并与横梁固定连接，横梁第一动作机构及横梁第二动作机构通过横梁驱动装置与控制单元连接；所述的探伤单元包括探伤平移单元和至少一个探伤臂单元，其中，探伤平移单元包括溜板电机、溜板平移机构和溜板，其中溜板电机和溜板平移机构固定在横梁上，溜板与横梁之间通过滑动导轨或轮式导轨中的一种形式相连；所述的探伤臂单元包括探头支架、超声波探头、探头臂、探头臂移动机构和探头臂电机，其中超声波探头固定在探头支架上，探头支架固定在探头臂上，探头支架与循环泵通过软管连接，探头臂通过探头臂移动机构与探头臂电机连接；所述的超声波发生接收器分别与超声波探头和控制单元连接；所述的电机驱动器单元的输入端与控制单元的输出端连接，电机驱动器单元的输出端与溜板电机的输入端、探头臂电机的输入端以及车轴转动支撑单元中的驱动电机的输入端连接；所述的探伤平移单元还包括固定在横梁上的溜板正限位传感器、溜板负限位传感器和溜板零限位传感器，这三个限位传感器与控制单元连接，并分别位于溜板的正方向移动极限位置、负方向移动极限位置以及零点位置；所述的探伤臂单元还包括固定在溜板上的探头臂正限位传感器、探头臂负限位传感器和探头臂零限位传感器，这三个限位传感器与控制单元连接，并分别位于探头臂的正方向移动极限位置、负方向移动极限位置以及零点位置；交互操作单元与控制单元之间通过无线或有线的方式连接。