[发明专利]一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波车轮探伤机是专为高速动车组例行探伤检查设计的装用设备，特别涉及一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统。

背景技术

轨道车辆的车轮在运行中长期受到较大的交变应力，其内部可能产生裂纹，造成安全隐患，对此应定期对车轮进行超声波探伤。以前车轮探伤是手持探头架人工操作，效率很低。近年来国内外开发了一种不落轮超声波探伤设备，即不用将车轮拆下来，而是在车轮正常装在车上的状态下，由在车底地沟中移动的探伤机进行自动探伤。车轮轮辋探伤探头组件与车轮踏面探伤探头组件则是该设备的关键部件，原有技术存在不能对检测区域进行连续检测；探头数量多；探头架体积大；检测范围小适应性差；耦合不良；耦合液消耗量大；工作效率低等诸多缺陷。因此造成检测工作状态不稳定，频繁出现漏探、误探情况。

基于以上的原因我们针对被测工件的特点深入研究探头与车轮的静态及动态关系，选择合理的探头类型、优化探头保持架结构、调整探头相对位置关系及入射角度、控制探测深度、优化探头类型的组合方式，最终达到最少的探头数量、最小的探头架体积、最佳的耦合效果、最大的自适应能力。最终达到可以连续检测，工作状态稳定，绿色环保，工作效率高，消除漏检、错检风险的最佳效果。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种可以连续检测，工作状态稳定，绿色环保，工作效率高，消除漏检、错检风险小的轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统。

本发明的目的是提供一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统，新型超声波车轮探伤机设备核心部件，克服现有机型的缺陷。其方案的基本思路是每个车轮配备一个踏面探伤探头组件和一个轮辋探伤探头组件，机械手夹持踏面探伤探头组件，配合轮辋探伤探头组件，对同一车轮同时进行连续探测。并且优化结构，使得探头部件高度较低，运动中易于克服车辆底部障碍，实现所有车型的兼容，同时改进了探头组件的布置方式适合不同轮辋宽度车轮的自适应检测能力。改良保持架伸缩结构，使保持架伸缩更加灵活可靠。增设耦合液喷淋结构，将耦合液出口直接设计在探头框上，使耦合液给送位置准确，用量大大减少。同时在保持架底部安装位置增设探头转动结构，方便探头调整等。

为实现这个目的，本发明所采取的技术方案如下：

一种轨道车辆车轮轮辋与踏面探伤探头组件系统，包括一个踏面探伤探头组件和一个轮辋探伤探头组件，踏面探伤探头组件依靠机械手靠在车轮的踏面上，所述的轮辋探伤探头组件依靠机械手靠在车轮的轮辋面上。

踏面探伤探头组件方案：踏面探伤探头组件是一种采用四只相控阵探头及五只常规双晶探头组合的列车车轮踏面及轮辐缺陷检测装置。该装置由：保持架安装座将安装内侧板及安装外侧板通过螺钉连接；将相控阵探头保持架、相控阵探头保持架及常规双晶探头保持架、安装在保持架安装座上；侧向限位轮、侧向位置传感器通过螺钉安装在安装内侧板侧面；踏面限位轮及踏面位置传感器通过螺钉安装在安装外侧板内侧组成完整的踏面探伤探头组件总成。

踏面探伤探头组件与线坐标机械手相连，相控阵探头及常规双晶探头分别固定在安装座上，探头的超声波发射端靠在轮对的踏面上，通过屏蔽电缆与数据处理单元及控制计算机相连；相控阵探头为两组，每组两只；与轮辋内侧面分别以65-70.5mm和70-78.5mm距离分别成±5°角方向布置，每组探头在车轮滚动圆上相距的弦长为185-196mm；常规双晶探头为两组，一组三只，一组两只，检测范围覆盖踏面轴向范围。保持架与保持架间留有足够的活动空间避免形成干涉，保证探头表面与车轮踏面间接触均匀良好。探头架两侧设计有踏面及轮辋面定位支撑装置并可以做0-5mm调整方便定位。探头组件外形尺寸保持在310mm*150mm*100mm范围内，内外侧板采用镂空设计即有效降低了自身重量又方便检修。探头组件下部设有线管、水管走线槽，方便管线的安装、拆卸同时布管、布线整洁干净便于维修。探头组架及附属部件采用不锈钢材料制造，具有足够的强度及刚度避免检测时发生窜动或变形。探头组件两侧设有接近开关安装位置，1个用于轴向到位检测，2个用于踏面接触检测。可调范围大，感应距离精准，可以有效配合探头组件的相对位置控制。该装置能够从踏面上在线自动检测车轮踏面及轮幅缺陷，检测效率高，检测结果准确，且其结构简单，使用操作方便。