CN103454341A - 轮对磁粉探伤机自动找中装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮对磁粉探伤机自动找中装置。其特征在于：本装置利用上悬臂、滚轮检测不同直径的轮对大小，将检测到的物理量通过机械传动到传动轴，传动轴带动活动连杆拉动下悬臂；轮对直径大则下悬臂上移，下悬臂的另一端向上托起滑轮导杆，滑轮导杆将周向电极通过竖向导轨向上托起，从而使周向电极与轮对轴中心保持一致。通过上述装置的荧光轮对磁粉探伤机在充磁情况下让周向电流通过，使形成的磁场分布均匀，使潜在的裂纹得以显示，不仅满足了对铁路探伤工艺与质量的要求，还充分保障了铁路的行车安全；一台探伤机能适用于对各种型号的轮对进行检测，节约了检测成本，大大地提高了探伤工作的效率和磁化电流稳定性与可靠性。

Description

轮对磁粉探伤机自动找中装置

技术领域

本发明涉及一种无损检测机械，尤其涉及一种轮对磁粉探伤机自动找中装置。

背景技术

为保障铁路行车安全，探伤设备充当着相当重要的角色，从列车构造角度来阐述，转向架是列车行驶的重要载体，转向架里与铁轨直接接触的当然要数轮对，轮对由于是在铁轨上按轨迹行驶，并承载着列车的重量，自然有着较大的磨损，所以，一旦达到时限，皆需进行探伤，所以荧光轮对磁粉探伤机便成为肩负检测轮对良好与否任务的关键设备；

原有技术的荧光轮对磁粉探伤机无自动找中装置，周向电极固定在电极圆盘上，一台荧光轮对磁粉探伤机只能适用于一种型号的车辆的轮对，由于周向电极与轮对的中心线不能调节，在周向电流通过时，易造成磁场分布不均匀的现象，影响了车轴、辐板探伤出的裂纹显示效果，甚至是无法显示，这样的情况对探伤效果产生了不利的影响，并且给铁路行车安全埋下了安全隐患，轮对如有裂纹且并未被发现，后果将不堪设想，会导致车轴断裂，最严重的还会形成列车倾覆造成重大人员伤亡和财产损失；

为此，本单位（射阳县无损检测技术研究所）前几年从事了这方面的研究，研制了能用于轮对探伤的找中装置；目前在国内荧光轮对磁粉探伤机的具有原铁道部颁发资质和行政许可的厂家寥寥无几，但所生产的设备均搭载有此装置，其运用于全国18个铁路局/铁路公司管辖的车辆段、机务段、局管工厂、南北车公司所属机车车辆厂；安装此装置的探伤设备经过了10000条轮对连续不间断的试验,获得了使用单位出示的使用良好的报告；

但是，由于初始阶段，我国铁路轮对品种比较单一，种类较少，所以对自动找中装置要求并不高，但随着中国铁路的飞速发展，特别是中国铁路第五次、第六次大提速之后，中国南车集团、北车集团的成立、动车组被首次引入国内，火车被大批量的生产出来，各种型号的机车车辆驶上铁轨；

在这样的背景下，原有的设计已经满足不了铁路轮对探伤的需求，找中精确度的问题被用户单位现场操作人员频频的提出；还有装置的稳定性与可靠性，及单一型号的轮对的轮对探伤机，不能适用于各种型号的轮对探伤等问题极待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种克服上述现有技术缺点的，具有找中精确度高、稳定性与可靠性好的、单一型号的轮对探伤机能适用于多种型号轮对的一种轮对磁粉探伤机自动找中装置；

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：该种轮对磁粉探伤机自动找中装置，包括轮对探伤机，及轮对探伤机上所配的周向电极、电极圆盘、线圈、轮对工件，其特征在于：两根竖向导轨对称地设在电极圆盘上面垂直中心线的两侧，周向电极能上下滑动地配在竖向导轨中，在轮对探伤机所配轮对工件上方的机架上固定有轴座A，在轴座A的中心孔中配有能转动的传动轴的右头，传动轴的右头伸出端上固定有上悬臂的上头，上悬臂的下头所固定的“U”型槽中，通过销轴配有能转动的滚轮；传动轴的左头，能转动地配在一侧机架上方所固定的轴座B的中心孔中，轴座A、轴座B轴孔中心线在同一水平直线上；传动臂一头固定在传动轴的左头内侧轴上，传动臂另一头通过销轴与上连接头上头相铰接；连杆的上下两头分别与上连接头下头、下连接头上头相连接，下连接头下头铰接在下悬臂上；在固定轴座B机架的下方，且与轴座B在同一垂直中心线的机架上设有连接板；下悬臂的右头能转动地配在连接板上所固定的支点轴上，下悬臂的左头固定有平行导轨；在电极圆盘的底部固定有导杆座，导杆座所设中心孔与竖向导轨在同一垂直中心线上；滑轮导杆的上头动配合在导杆座的中心孔中，并配于周向电极底部，滑轮导杆下头所设的“U”形槽中配有能转动的滚轮，滚轮的底部配于平行导轨上；

所述的一种轮对磁粉探伤机自动找中装置，其特征在于：上悬臂、下悬臂的长度相等，连杆的下连接头铰接在下悬臂的中点；传动臂为上悬臂或下悬臂的四分之一长；所述上悬臂、下悬臂、传动臂的长度，是指与连接件相连接的中心孔或轴的中心点之间的距离；

所述的一种轮对磁粉探伤机自动找中装置，其特征在于：滚轮为软质材料制成。

本发明与现有技术相比的有益效果：

本装置利用上悬臂、滚轮检测不同直径的轮对大小，将检测到的物理量通过机械传动到传动轴，传动轴带动活动连杆拉动下悬臂；轮对直径大则下悬臂上移，下悬臂的另一端向上托起滑轮导杆，滑轮导杆将周向电极通过竖向导轨向上托起，从而使周向电极与轮对轴中心保持一致；

通过上述装置的荧光轮对磁粉探伤机在充磁情况下让周向电流通过，使形成的磁场分布均匀，使潜在的裂纹得以显示，不仅满足了中国铁路总公司对铁路探伤工艺与质量的要求，还充分保障了铁路的行车安全；已经可以完全克服现有的技术缺陷，从针对单一型号的轮对，到现在能适用于各种型号的轮对进行检测，节约了检测成本，大大地提高了探伤工作的效率和磁化电流稳定性与可靠性。

附图说明：

图1为本发明的结构图；

图2为图1左视图；

图3为本装置的物理变量原理图；

图中：

1. 周向电极，2.竖向导轨，3.电极圆盘，4.线圈，5.轮对工件，6.滚轮，7.上悬臂，8.连杆，9.销轴，10.传动臂，11.轴座A，12.传动轴，13.上连接头，15.连接板，16.支点轴，17.下悬臂，18.下连接头，19.滑轮导杆 ，20.轮对探伤机，21.平行导轨，22.轴座B，23.导杆座。

具体实施方式：

为了进一步说明本发明的上述目的、技术方案和效果，以下通过实施例结合附图及有关公知的技术知识来说明本发明：

本发明公开了一种针对铁路客车、货车、动车组CJW-3000型/CJW-3000Ⅲ型/FWMS-I型荧光轮对磁粉探伤机中所使用的自动找中装置，其适用范围包括了以下型号：RB2、RE2A、 RE2B、 RD2、RD2B、 RD3、 RD4、 RD3A、 RD4A、 RD3P、 RD3F、 RE2、 RC3、 RC4、 ZRD3、 ZRD3A、 ZRD5、 RD13、 RD10等轮对，该装置发挥着重要的作用，大大地提高了探伤工作的效率和磁化电流稳定型；       

该种轮对磁粉探伤机自动找中装置，如图1-2所示，包括轮对探伤机20，及轮对探伤机20上所配的周向电极1、电极圆盘3、线圈4、轮对工件5；两根竖向导轨2对称地设在电极圆盘3上面垂直中心线的两侧，周向电极1能上下滑动地配在竖向导轨2中，在轮对探伤机20所配轮对工件5上方的机架上固定有轴座A11，在轴座A11的中心孔中配有能转动的传动轴12的右头，传动轴12的右头伸出端上固定有上悬臂7的上头，上悬臂7的下头所固定的“U”型槽中，通过销轴配有能转动的滚轮6，滚轮6的设置，避免了上悬臂7与轮对工件5轮面的直接接触所造成的严重磨损，滚轮6为软质材料制成；本实施例采用的为尼龙材质；传动轴12的左头，能转动地配在一侧机架上方所固定的轴座B22的中心孔中，轴座A11、轴座B22轴孔中心线在同一水平直线上；传动臂10一头固定在传动轴12的左头内侧轴上，传动臂10另一头通过销轴9与上连接头13上头相铰接；连杆8的上下两头分别与上连接头13下头、下连接头18上头相连接，下连接头18下头铰接在下悬臂17上；在固定轴座B22机架的下方，且与轴座B22在同一垂直中心线上，并位于线圈4圆周底部一侧机架上设有连接板15；下悬臂17的右头能转动地配在连接板15上所固定的支点轴16上，下悬臂17的左头固定有平行导轨21；在电极圆盘3的底部固定有导杆座23，导杆座23所设中心孔与竖向导轨2在同一垂直中心线上；滑轮导杆19的上头动配合在导杆座23的中心孔中，并配于周向电极1底部，滑轮导杆19下头所设的“U”形槽中配有能转动的滚轮6，滚轮6的底部配于平行导轨21上；

上述上悬臂7、下悬臂17的长度相等，连杆8的下连接头18铰接在下悬臂17的中点；传动臂10为上悬臂7或下悬臂17的四分之一长；

所述上悬臂7、下悬臂17、传动臂10的长度，是指与连接件相连接的中心孔或轴的中心点之间的距离；

工作过程

该装置配在轮对探伤机20上经调试，当周向电极1位于竖向导轨2行程的最下方，适用于该装置所测范围系列中最小直径轮对工件5进行检测；当周向电极1位于竖向导轨2行程的最上方，适用于该装置所测范围系列中最大直径轮对工件5进行检测；周向电极1在竖向导轨2所设定的行程内，始终保持与此时所检测的轮对工件5的轴中心线，在同一水平中心线上；工作时，当不同型号的轮对工件5进入探伤设备，放置在轮对探伤机20上所配的轮对托轮24上时，上悬臂7一头的滚动6被配在轮对工件5的轮顶上，滚动6同时带动上悬臂7驱动传动轴12转动，固定在传动轴12上的传动臂10带动连杆8驱动下悬臂17托举周向电极1；使周向电极1在电极圆盘3中竖向导轨2内，自动滑动定位至与被测轮对工件5的轴中心线在同一水平中心线上；探伤设备夹紧轮对工件5轴端的中心位置进行探伤检测操作；

本装置确保了上述的荧光轮对磁粉探伤机在充磁情况下让周向电流通过，使形成的磁场分布均匀，使潜在的裂纹得以显示，不仅满足了中国铁路总公司对铁路探伤工艺与质量的要求，还充分保障了铁路的行车安全；

工作原理：

如图3所示，设轮对工件5最小直径750mm，最大直径950mm，直径差=200mm，则半径差=100mm；此时周向电极1必须上升100mm；取支点轴16的中心点为A点、取下悬臂17上的平行导轨21的中心点为B点、平行导轨21中心点的上升点为C点，则ABC三点形成一等腰三角形，下悬臂17上的AB点=482mm，此长度根据轮对最大直径和设备机械结构尺寸确定，下悬臂17上的连杆8下连接头18的连接点设为D点，取AB 的一半，即AD=1/2AB=241mm，D点与它的上升点设为E点，D点、E点与支点轴16处A点，ADE三点形成一等腰三角形，因为AD=1/2AB=241mm，所以AE=AD=1/2AB=241mm；由此可见三角形ABC与三角形ADE不但相似而且相似比为2:1，B点上升到C点，BC=100mm,则DE=1/2BC=50mm；连杆8下连接头18需要上升50mm；

同理，上悬臂7取长度与下悬臂17等长=482mm，它的支点传动轴12中心点为F点；取上悬臂7上的滚轮6中心点下点为G点，上悬臂7上的滚轮6中心点上升点为H点，则FGH三点形成一等腰三角形，FG=FH=482mm，由于轮对工件5直径差=200mm，即G点上升到H点GH=200mm；传动臂10支点与上悬臂7支点同轴，支点仍为F点，传动臂10长=1/4FG=120.5mm；因为同轴，所以传动臂10旋转角度与上悬臂7旋转角度相等，设传动臂10下点为J点，传动臂10上升点为I点，FJI三点形成一等腰三角形；三角形FGH与三角形FJI不但相似，顶角相等的等腰相似三角形，而且相似比为4:1.即JI=1/4GH=50mm；

由以上分析得出AB=FG=482mm，连杆8下连接头18上升点DE=JI=1/2BC=1/4GH=50mm；因为轮对工件5最大直径差=200mm，当轮对工件5直径差＜200mm，则拉杆上升点DE＜50mm；不论轮对工件5直径如何变化，以上的变化比例不变；从而达到周向电极1始终与轮对工件5轴中心保持一致；

另外，由于轮对工件5下的轮对托轮24的中心距=180mm，是固定不变的，不同直径的轮对工件5在放置到轮对托轮24上时，其接触点角度是不同的，其中心高会略有变化，如直径750mm的轮对工件5与直径950mm的轮对工件5其中心高相差0.8mm；直径差＜200mm，则中心高相差＜0.8mm，不影响探伤工艺与质量的要求，因此，此误差可忽略不计。

Claims (3)

1.一种轮对磁粉探伤机自动找中装置，包括轮对探伤机（20），及轮对探伤机（20）上所配的周向电极（1）、电极圆盘（3）、线圈（4）、轮对工件（5），其特征在于：两根竖向导轨（2）对称地设在电极圆盘（3）上面垂直中心线的两侧，周向电极（1）能上下滑动地配在竖向导轨（2）中，在轮对探伤机（20）所配轮对工件（5）上方的机架上固定有轴座A（11），在轴座A（11）的中心孔中配有能转动的传动轴（12）的右头，传动轴（12）的右头伸出端上固定有上悬臂（7）的上头，上悬臂（7）的下头所固定的“U”型槽中，通过销轴配有能转动的滚轮（6）；传动轴（12）的左头，能转动地配在一侧机架上方所固定的轴座B（22）的中心孔中，轴座A（11）、轴座B（22）轴孔中心线在同一水平直线上；传动臂（10）一头固定在传动轴（12）的左头内侧轴上，传动臂（10）另一头通过销轴（9）与上连接头（13）上头相铰接；连杆（8）的上下两头分别与上连接头（13）下头、下连接头（18）上头相连接，下连接头（18）下头铰接在下悬臂（17）上；在固定轴座B（22）机架的下方，且与轴座B（22）在同一垂直中心线的机架上设有连接板（15）；下悬臂（17）的右头能转动地配在连接板（15）上所固定的支点轴（16）上，下悬臂（17）的左头固定有平行导轨（21）；在电极圆盘（3）的底部固定有导杆座（23），导杆座（23）所设中心孔与竖向导轨（2）在同一垂直中心线上；滑轮导杆（19）的上头动配合在导杆座（23）的中心孔中，并配于周向电极（1）底部，滑轮导杆（19）下头所设的“U”形槽中配有能转动的滚轮（6），滚轮（6）的底部配于平行导轨（21）上。

2.根据权利要求1所述的一种轮对磁粉探伤机自动找中装置，其特征在于：上悬臂（7）、下悬臂（17）的长度相等，连杆（8）的下连接头（18）铰接在下悬臂（17）的中点；传动臂（10）为上悬臂（7）或下悬臂（17）的四分之一长；

所述上悬臂（7）、下悬臂（17）、传动臂（10）的长度，是指与连接件相连接的中心孔或轴的中心点之间的距离。

3.根据权利要求1所述的一种轮对磁粉探伤机自动找中装置，其特征在于：滚轮（6）为软质材料制成。

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