CN104698136B - 一种用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置，包括第一支撑柱(11)、第二支撑柱(12)、第三支撑柱(13)、第四支撑柱(14)、第一传动机构(31)、第二传动机构(32)、第一底板(41)和第二底板(42)；第一底板(41)和第二底板(42)都呈L字形；第一支撑柱(11)和第二支撑柱(12)分别设置于第一传动机构(31)的两侧，第一支撑柱(11)和第二支撑柱(12)的底端都与第一底板(41)的上端面固定连接；第三支撑柱(13)和第四支撑柱(14)分别设置于第二传动机构(32)的两侧，第三支撑柱(13)和第四支撑柱(14)的底端都与第二底板(42)的上端面固定连接；第一底板(41)的上端面设有多个凹坑(411)，且每一个凹坑(411)的中心位置设置有一个立柱(412)。所述探伤装置能够探测钢轨底部中间位置的内伤，且灵敏度较高。

Description

一种用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置

技术领域

本发明涉及钢轨探伤技术领域，特别涉及一种用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置。

背景技术

钢轨是轨道交通的重要基础设施，也是确保行车安全的最重要因素。钢轨探伤是确保钢轨处于安全状态的重要手段。探伤实践中，钢轨底部两个伸展侧面的缺陷很难被发现，这种缺陷极易发展成为断轨。特别是在北方的冬季，钢轨会产生巨大的拉应力，从而加速这种缺陷的发展。

现有技术中，钢轨探伤普遍使用的是超声探测技术。超声探测技术可以探测较大的深度，但是只能探测从轨顶向轨底投影区域的裂纹，对于轨底投影区域外两侧的伤损就很难被发现。通过现场探伤工人反映轨底伤损检测每人每天的检测距离只有50m，工作效率较低。专利号为CN203479753U、名称为“利用二次波检测钢轨底部的探伤装置”的中国专利提出了一种用超声进行轨底探伤的新装置，但是该装置还是需要使用耦合剂，只是提高了耦合剂的使用效果，轨底上类似于鱼鳞纹的伤损无法被发现，在进行测量时还是需要与被测物体相接触，因此不能进行高速测量，同时加大器件的损耗。

近年来，我国铁路的运载量每年都在大幅的增加，列车的运行间隔也在不断的缩减。但是，现有技术的超声探伤技术效率低下，无法满足钢轨的探伤需求。此外，现有技术的其它钢轨探伤方法都存在一定的缺陷，如射线法有辐射，漏磁法和渗透法均对环境要求高，模式识别法无法探测内伤，声、磁致收缩和纵向超声导波法对浅表层鱼鳞纹不敏感，因此这些方法都存在较大的缺陷。

如何提供一种能够用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置，进而如何进一步提高钢轨底部探伤的效率和精度，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置。

本发明提供的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置包括第一支撑柱、第二支撑柱、第三支撑柱、第四支撑柱、第一传动机构、第二传动机构、第一底板和第二底板；

第一底板和第二底板都呈L字形；

第一支撑柱和第二支撑柱分别设置于第一传动机构的两侧，第一支撑柱和第二支撑柱的底端都与第一底板的上端面固定连接；第三支撑柱和第四支撑柱分别设置于第二传动机构的两侧，第三支撑柱和第四支撑柱的底端都与第二底板的上端面固定连接；

第一底板的上端面设有多个凹坑，且每一个凹坑的中心位置设置有一个立柱。

优选地，所述第一传动机构与所述第二传动机构对称设置；所述第一底板与所述第二底板对称设置；所述第一支撑柱与所述第三支撑柱对称设置，且所述第二支撑柱与所述第四支撑柱对称设置。

进一步优选地，所述第一支撑柱、所述第二支撑柱、所述第三支撑柱和所述第四支撑柱都竖直设置。

优选地，所述第二传动机构的形状和结构都与所述第一传动机构相同。

优选地，所述第二底板的形状和结构都与所述第一底板相同。

优选地，所述第一传动机构包括水平设置的第一横板；第一横板的上端面设有第一电机和一字排列的第一组齿牙；第一电机的转轴与第一齿轮固定连接，且第一齿轮能够与第一组齿牙相啮合；第二支撑柱的侧面设有第一凹槽，且第一凹槽内设有一字排列的第二组齿牙；第二电机固定设置于第一电机的上端面，第二电机的转轴与第二齿轮固定连接，且第二齿轮能够与第二组齿牙相啮合。

进一步优选地，所述探伤装置还包括第一导气管、第二导气管、第三导气管和第四导气管；所述第一支撑柱、所述第二支撑柱、所述第三支撑柱和所述第四支撑柱的内部都设有一个通孔；所述第一底板和所述第二底板的内部都设有空腔；第一导气管穿过所述第一支撑柱内部的通孔，第二导气管穿过所述第二支撑柱内部的通孔，且第一导气管的底端和第二导气管的底端都与所述第一底板的内部空腔连通；第三导气管穿过所述第三支撑柱内部的通孔，第四导气管穿过所述第四支撑柱内部的通孔，且第三导气管的底端和第四导气管的底端都与所述第二底板的内部空腔连通。

进一步优选地，所述第一底板的一侧面设置有多个排气口。

进一步优选地，所述第一底板的底面设有多个滚轮。

进一步优选地，所述第一底板的底面设有四个对称分布的所述滚轮。

本发明具有如下有益效果：

(1)与现有技术的探伤装置相比，本发明的所述探伤装置能够对钢轨底部的伤损进行快速、稳定的检测，具有较高的可靠性和检测精度，并且能够同时检测核伤、裂纹和鱼鳞纹；

(2)与现有技术的超声探测技术相比，本发明的所述探伤装置具有非接触和非介入的特点，探测效率高，探测的覆盖面更广；

(3)与现有技术的射线探测技术相比，本发明的所述探伤装置具有无辐射的特点；

(4)与现有技术的漏磁法和渗透技术相比，本发明的所述探伤装置对环境的适应能力强，且探伤的可靠度高；

(5)与现有技术的探伤装置相比，本发明的所述探伤装置包括两个对称设置传动机构，以及两个对称设置的用于固定传感器阵列的底板，利用两组对称的传感器阵列对钢轨进行探伤，从而探测钢轨底部中间位置的内伤，且灵敏度较高；

(6)与现有技术的探伤装置相比，本发明的所述探伤装置的两个用于固定传感器阵列的底板，相对于钢轨底部悬空设置，且两个底板的底面设有滚轮，当探伤车震动时，两个底板底面的滚轮先触及钢轨底部，但能够始终保证两个底板不与钢轨碰撞，避免传感器阵列受损伤，进而能够保证钢轨探伤的稳定性；

(7)与现有技术的探伤装置相比，本发明的所述探伤装置从导气管上端进入的空气，最终通过两个底板侧面的排气口排出，排出的空气吹向钢轨底部，从而能够清除钢轨底部的杂物。

(8)与现有技术的探伤装置相比，本发明的所述探伤装置包括两个对称设置的传动机构，当遇到障碍物时，利用两个传动机构将两个底板提起或沿水平方向向钢轨外侧运动，从而能够安全越过障碍物。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置的支撑柱的结构示意图之一；

图3为本发明实施例提供的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置的支撑柱的结构示意图之二；

图4为本发明实施例提供的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置的第一传动机构的示意图；

图5为本发明实施例提供的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置的第二传动机构的示意图；

图6为本发明实施例提供的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置的底板的侧视图；

图7为本发明实施例提供的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置的底板的俯视图；

图8为本发明实施例提供的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置的底板的仰视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的发明内容作进一步的描述。

如图1所示，本实施例提供的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置包括第一支撑柱11、第二支撑柱12、第三支撑柱13、第四支撑柱14、第一导气管21、第二导气管22、第三导气管23、第四导气管24、第一传动机构31、第二传动机构32、第一底板41和第二底板42。

第一支撑柱11、第二支撑柱12、第三支撑柱13和第四支撑柱14的内部都设有一个通孔(图中未示出)。第一底板41和第二底板42都呈L字形，且第一底板41和第二底板42的内部都设有空腔(图中未示出)。

如图1所示，第一传动机构31与第二传动机构32对称设置。第一底板41与第二底板42对称设置。第一支撑柱11和第二支撑柱12分别设置于第一传动机构31的两侧，第一支撑柱11和第二支撑柱12的底端都与第一底板41的上端面固定连接。第三支撑柱13和第四支撑柱14分别设置于第二传动机构32的两侧，第三支撑柱13和第四支撑柱14的底端都与第二底板42的上端面固定连接。第一支撑柱11与第三支撑柱13对称设置，且第二支撑柱12与第四支撑柱14对称设置。优选地，第一支撑柱11、第二支撑柱12、第三支撑柱13和第四支撑柱14都竖直设置。

如图2所示，第一导气管21穿过第一支撑柱11内部的通孔，第二导气管22穿过第二支撑柱12内部的通孔，且第一导气管21的底端和第二导气管22的底端都与第一底板41的内部空腔连通。

如图3所示，第三导气管23穿过第三支撑柱13内部的通孔，第四导气管24穿过第四支撑柱14内部的通孔，且第三导气管23的底端和第四导气管24的底端都与第二底板42的内部空腔连通。

如图4所示，第一传动机构31包括水平设置的第一横板311。第一横板311的上端面设有第一电机313和一字排列的第一组齿牙312。第一电机313的转轴与第一齿轮314固定连接，且第一齿轮314能够与第一组齿牙312相啮合。第一电机313的转轴转动能够带动第一齿轮314通过啮合的方式沿着第一组齿牙312水平运动，从而带动第一传动机构31沿着第一横板311水平运动。第二支撑柱12的侧面设有第一凹槽121，且第一凹槽121内设有一字排列的第二组齿牙122。第二电机315固定设置于第一电机313的上端面，第二电机315的转轴与第二齿轮316固定连接，且第二齿轮316能够与第二组齿牙112相啮合。第二电机315的转轴转动能够带动第二齿轮316通过啮合的方式沿着第一凹槽121上下运动，从而带动第一传动机构31沿着第二支撑柱12上下运动。

第二传动机构32的形状和结构都与第一传动机构31相同。

如图5所示，第二传动机构32包括水平设置的第二横板321。第二横板321的上端面设有第三电机323和一字排列的第三组齿牙322。第三电机323的转轴与第三齿轮324固定连接，且第三齿轮324能够与第三组齿牙322相啮合。第三电机323的转轴转动能够带动第三齿轮324通过啮合的方式沿着第三组齿牙322水平运动，从而带动第二传动机构32水平运动。第四支撑柱14的侧面设有第二凹槽141，且第二凹槽141内设有一字排列的第四组齿牙142。第四电机325设置于第三电机323的上端面，第四电机325的转轴与第四齿轮326固定连接，且第四齿轮326能够与第四组齿牙132相啮合。第四电机326的转轴转动能够带动第四齿轮326通过啮合的方式沿着第二凹槽141上下运动，从而带动第二传动机构32沿着第四支撑柱14上下运动。

如图6、图7和图8所示，第一底板41的上端面设有多个凹坑411，且每一个凹坑411的中心位置设置有一个立柱412。第一底板41的上端面的一个凹坑411能够容纳传感器阵列的一个线圈，且立柱412从线圈的中心穿过。第一底板41的一侧面设置有多个排气口413。第一底板41的底面设有多个滚轮414。优选地，第一底板41的底面设有四个对称分布的滚轮414。

第二底板42的形状和结构都与第一底板41相同。

使用时，如图1所示，将所述探伤装置固定于探伤车的底部，第一底板41和第二底板42分别置于钢轨5的两侧，第一底板41和第二底板42相对于钢轨5的底部悬空设置，且第一底板41和第二底板42与钢轨5的底部的距离为5～10mm。将传感器阵列的线圈置于第一底板41和第二底板42的凹坑内，且凹坑内立柱从线圈的中心穿过。第一支撑柱11和第二支撑柱12位于钢轨5的一侧；第三支撑柱13和第四支撑柱14位于钢轨5的另一侧。第一传动机构31和第二传动机构32位于钢轨5的上方，且第一传动机构31和第二传动机构32分别位于钢轨5的两侧。从四个导气管上端进入的空气，最终通过两个底板侧面的排气口413排出，排出的空气吹向钢轨底部，从而能够清除钢轨底部的杂物。当遇到障碍物时，利用两个传动机构将两个底板提起或沿水平方向向钢轨外侧运动，从而能够安全越过障碍物。当探伤车震动时，两个底板底面的滚轮先触及钢轨底部，但能够始终保证两个底板不与钢轨碰撞，避免传感器阵列受损伤，进而能够保证钢轨探伤的稳定性。

应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置，其特征在于，该探伤装置包括第一支撑柱(11)、第二支撑柱(12)、第三支撑柱(13)、第四支撑柱(14)、第一传动机构(31)、第二传动机构(32)、第一底板(41)和第二底板(42)；

第一底板(41)和第二底板(42)都呈L字形；

第一支撑柱(11)和第二支撑柱(12)分别设置于第一传动机构(31)的两侧，第一支撑柱(11)和第二支撑柱(12)的底端都与第一底板(41)的上端面固定连接；第三支撑柱(13)和第四支撑柱(14)分别设置于第二传动机构(32)的两侧，第三支撑柱(13)和第四支撑柱(14)的底端都与第二底板(42)的上端面固定连接；

第一底板(41)的上端面设有多个凹坑(411)，且每一个凹坑(411)的中心位置设置有一个立柱(412)。

2.根据权利要求1所述的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置，其特征在于，所述第一传动机构(31)与所述第二传动机构(32)对称设置；所述第一底板(41)与所述第二底板(42)对称设置；所述第一支撑柱(11)与所述第三支撑柱(13)对称设置，且所述第二支撑柱(12)与所述第四支撑柱(14)对称设置。

3.根据权利要求2所述的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置，其特征在于，所述第一支撑柱(11)、所述第二支撑柱(12)、所述第三支撑柱(13)和所述第四支撑柱(14)都竖直设置。

4.根据权利要求1所述的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置，其特征在于，所述第二传动机构(32)的形状和结构都与所述第一传动机构(31)相同。

5.根据权利要求1所述的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置，其特征在于，所述第二底板(42)的形状和结构都与所述第一底板(41)相同。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置，其特征在于，所述第一传动机构(31)包括水平设置的第一横板(311)；

第一横板(311)的上端面设有第一电机(313)和一字排列的第一组齿牙(312)；第一电机(313)的转轴与第一齿轮(314)固定连接，且第一齿轮(314)能够与第一组齿牙(312)相啮合；

第二支撑柱(12)的侧面设有第一凹槽(121)，且第一凹槽(121)内设有一字排列的第二组齿牙(122)；

第二电机(315)固定设置于第一电机(313)的上端面，第二电机(315)的转轴与第二齿轮(316)固定连接，且第二齿轮(316)能够与第二组齿牙(112)相啮合。

7.根据权利要求6所述的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置，其特征在于，所述探伤装置还包括第一导气管(21)、第二导气管(22)、第三导气管(23)和第四导气管(24)；所述第一支撑柱(11)、所述第二支撑柱(12)、所述第三支撑柱(13)和所述第四支撑柱(14)的内部都设有一个通孔；所述第一底板(41)和所述第二底板(42)的内部都设有空腔；第一导气管(21)穿过所述第一支撑柱(11)内部的通孔，第二导气管(22)穿过所述第二支撑柱(12)内部的通孔，且第一导气管(21)的底端和第二导气管(22)的底端都与所述第一底板(41)的内部空腔连通；

第三导气管(23)穿过所述第三支撑柱(13)内部的通孔，第四导气管(24)穿过所述第四支撑柱(14)内部的通孔，且第三导气管(23)的底端和第四导气管(24)的底端都与所述第二底板(42)的内部空腔连通。

8.根据权利要求7所述的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置，其特征在于，所述第一底板(41)的一侧面设置有多个排气口(413)。

9.根据权利要求7或8所述的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置，其特征在于，所述第一底板(41)的底面设有多个滚轮(414)。

10.根据权利要求9所述的用于探测钢轨底部裂纹或缺陷的探伤装置，其特征在于，所述第一底板(41)的底面设有四个对称分布的所述滚轮(414)。