CN103543204B - 一种用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置，包括扫查手臂、载体安装架，探头夹具、扫查辅助定位机构等组成部分。所述的扫查手臂采用可伸缩式机械结构，长度可调整，具有自动锁紧功能，所述的载体安装架分别安装在扫查手臂的两端，所述的探头夹具分别安装在载体安装架的夹具安装横梁上，可根据检测需要在夹具安装横梁上移动位置并固定，所述的扫查辅助定位机构安装在载体安装架的内侧，在检测过程中沿轮缘顶部滚动，可稳定扫查装置。本发明可同时用于一发一收和自发自收的超声波检测模式，具有手动操作方便、探头间距可调、相对位置固定、检测效果稳定等优点。

Description

一种用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置

技术领域

本发明涉及火车车轮检测领域，确切地说是指一种用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置。

背景技术

火车车轮缺陷检测分为自动检测和手动检测两种，自动检测一般借助机械辅助设备自动实现工件与探头之间的相对移动扫查，配置多通道超声波探伤仪，实现高速快速检测。自动探伤检测到的缺陷，往往需要手动扫查辅助检测，以确定缺陷当量大小和位置，因此手动检测在火车车轮缺陷检测中仍占据重要的地位。

传统的火车车轮缺陷手动超声波检测，使用单只探头检测，采用自发自收的检测模式，对缺陷类型和缺陷方向都有一定的限制性，尤其对于火车车轮轮辐上周向的裂纹缺陷检测灵敏度较小，经常出现漏检，直接影响着车轮缺陷检测质量，威胁铁路行车安全。

发明内容

针对以上传统手动检测火车车轮缺陷的不足，本发明解决的问题在于提供一种用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置，该装置可同时用于一发一收和自发自收的超声波检测模式，对于火车车轮轮辐周向裂纹缺陷检测灵敏度高，同时实现轮辐径向及斜向裂纹的双向扫查，避免缺陷漏检，具有探头间距可调、相对位置固定、手动操作方便、检测效果稳定等优点。

本发明的技术方案是，提供一种用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置，包括扫查手臂，所述扫查手臂的两端设置有载体安装架，所述载体安装架上设置有探头夹具和扫查辅助定位机构。

优选的，所述扫查手臂上设置有可伸缩机械结构（如套筒）和自锁开关，所述可伸缩机械结构沿扫查手臂的轴向伸缩，并沿扫查手臂的轴向设置有刻度。

优选的，所述载体安装架上分别设置带刻度的夹具安装横梁，用于固定安装探头夹具，探头夹具安装在夹具安装横梁内侧或外侧。所述夹具安装横梁上设置的刻度，用于调解探头夹具具体位置。

优选的，所述载体安装架呈U型，U型口处设置有封闭的夹具安装横梁，探头夹具固定安装于U型结构外部或者内部。

优选的，所述载体安装架上设置的扫查辅助定位机构位于载体安装架的同一侧，在检测过程中沿轮缘顶部滚动，稳定扫查装置。所述扫查辅助定位机构上设置有阻尼结构（如导轨），可自动适应探头与轮缘间的高度差。

优选的，所述探头夹具的中部设置有拉簧和压簧，能自适应车轮踏面外形变化，探头夹具的上方设置有扭角刻度，以自适应车轮踏面外形变化，并精确调整探头夹具角度，适应探伤检测时不同的扭角要求。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明提供的一种用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置，采用可伸缩式机械结构的扫查手臂，能够自由调节扫查手臂的整体长度，改变两探头中心距离，满足不同直径车轮和不同深度缺陷检测需求，所述探头夹具可安装在夹具横梁的内、外两侧，进一步拓展了两探头中心距的范围，所述扫查辅助定位机构沿轮缘顶部滚动，稳定扫查装置，自适应探头与轮缘间的高度差，所述探头夹具采用二级弹簧结构，能自适应车轮踏面外形变化，同时夹具设有扭角刻度且角度可调，适应探伤检测时不同的探头扭角需求，与现有的手动扫查装置相比，弥补了探头自发自收模式缺陷检测的不足，可同时用于一发一收和自发自收的超声波检测模式，对于火车车轮轮辐周向裂纹缺陷检测灵敏度高，同时实现轮辐径向及斜向裂纹的双向扫查，避免缺陷漏检，该扫查装置具有手动操作方便、探头间距可调、相对位置固定、检测效果稳定等优点。

附图说明

图1为本发明实施例中用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置沿扫查手臂方向的剖面结构示意图；

图3为本发明实施例中用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置的扫查辅助定位机构结构示意图；

图4为本发明实施例中用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置的探头夹具结构示意图；

图5为本发明实施例中一发一收和自发自收的超声波检测模式原理图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置作进一步的详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

如图1至4所示，本实施例提供的用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置，包括扫查手臂1、载体安装架2，探头夹具3、扫查辅助定位机构4等。扫查手臂1采用套筒结构安装，长度可伸缩调整，套筒上设置刻度线，便于精确设置直线导轨的整体长度，套筒间可通过自锁开关锁紧，套筒外表面设置凹槽，用于防止内外套筒间的转动；载体安装架2分别安装在扫查手臂1的两端，并通过螺钉固定，载体安装架2可以为凹型或者U型结构等，在凹型或者U型结构的出口处分别设置带刻度的夹具安装横梁5，夹具安装横梁5封闭出口，用于固定安装探头夹具3，横梁上设置刻度值，便于本发明装置上两探头的对称安装；扫查辅助定位机构4分别安装在载体安装架2的内侧，采用微型导轨机构6，利用定位拉簧7预紧，可自适应探头与轮缘间的高度差；探头夹具3分别安装在两个载体安装架2的夹具安装横梁5上，由探头夹具3自带螺钉固定；探头夹具组件3采用二级弹簧结构，由图4所示的2根拉簧8和4根压簧9组成，该结构可自适应车轮踏面外形变化，同时通过设置扭角刻度值，精确调整夹具角度，以适应探伤检测时不同的扭角要求。

在操作过程中，首先将选用的探头安装在探头夹具3上，根据检测需求设置好探头扭角，对于火车车轮轮辐的周向裂纹缺陷，需根据待检测缺陷的深度范围和探头夹具3上安装的探头角度范围，计算出两探头的中心弦长，以计算数据为依据，调节扫查手臂1的整体长度，锁紧自锁开关。

如图5所示一发一收和自发自收的超声波检测模式原理图，手持扫查手臂把本发明装置放置在待检测车轮缺陷上方踏面位置，适度压紧探头夹具3，使扫查辅助定位机构4的微型导轮6贴紧车轮轮缘部位滚动，沿车轮踏面前后移动本发明装置检测缺陷，在本发明装置移动的过程中，采用一发一收的检测模式可检测到周向缺陷11，同时也可双向同时采用自发自收的检测模式检测到径向或者斜向缺陷12和13，通过超声波探伤仪可清晰、稳定的显示缺陷图谱及波幅。

实施例二

相比实施例一，本实施例的扫查手臂的可伸缩机械结构为内外拉杆，通过螺栓固定在一起，内外拉杆的数目均为偶数、相互对称，当内杆重叠于外杆时进行收缩，内杆拉出外杆时进行拉长，调解扫查手臂的长度。

与现有技术相比，弥补了传统车轮缺陷手动操作过程中，探头自发自收模式缺陷检测的不足，可同时用于一发一收和自发自收的超声波检测模式，对于火车车轮轮辐周向裂纹缺陷检测灵敏度高，同时实现轮辐径向及斜向裂纹的双向扫查，避免缺陷漏检，该扫查装置具有手动操作方便、探头间距可调、相对位置固定、检测效果稳定等优点，在手动探伤检测中具有不可或缺的作用。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置，其特征在于，包括扫查手臂，所述扫查手臂的两端设置有载体安装架，所述载体安装架上设置有探头夹具和扫查辅助定位机构；

所述载体安装架上分别设置带刻度的夹具安装横梁，用于固定安装探头夹具；

所述扫查手臂上设置有可伸缩机械结构和自锁开关，所述可伸缩机械结构沿扫查手臂的轴向伸缩，并沿扫查手臂的轴向设置有刻度；

所述可伸缩机械结构为套筒结构，套筒外表面设置凹槽；

所述探头夹具的中部设置二级弹簧结构，所述二级弹簧机构由2根拉簧和4根压簧组成，探头夹具的上方设置有扭角刻度。

2.如权利要求1所述的一种用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置，其特征在于，探头夹具安装在夹具安装横梁内侧或外侧。

3.如权利要求2所述的一种用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置，其特征在于，所述载体安装架呈U型，U型口处设置有封闭的夹具安装横梁，探头夹具固定安装于U型结构外部或者内部。

4.如权利要求1所述的用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置，其特征在于，所述载体安装架上设置的扫查辅助定位机构位于载体安装架的同一侧。

5.如权利要求4所述的用于火车车轮缺陷检测的手动超声波探伤扫查装置，其特征在于，所述扫查辅助定位机构上设置有阻尼结构。