CN106442724B - 用于车轴的超声波探伤扫查器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车轴的超声波探伤扫查器，其包括壳体、转动组件和相控阵超声探头；转动组件包括驱动电机和转盘；驱动电机通过支撑架固定在壳体内，转盘能够转动地设置在壳体上，并且转盘与驱动电机的输出轴固定连接；相控阵超声探头固定在转盘上。上述用于车轴的超声波探伤扫查器中，转动组件能够带动相控阵超声探头旋转，实现车轴各部位全面探伤，无需更换不同角度的探头，探伤过程中工作量小、效率高。

Description

用于车轴的超声波探伤扫查器

技术领域

本发明涉及机械工业技术领域，更具体地说，涉及一种用于车轴的超声波探伤扫查器。

背景技术

车轴是列车机械走行的关键部件之一，其在运行中起着向钢轨传递载荷、牵引力和制动力的作用，另外车轴还刚性承受来自钢轨接头、道岔、线路不平的垂直和水平作用力，是一个受力复杂、工作条件恶劣的部件。因此，需要定期对列车中车轴的疲劳区域进行超声波检测。

目前，对车轴检测主要采取手工探伤检测的方式，具体先在车轴端面用直探头进行透声扫查，再用不同小角度纵波探头进行压装部扫查，完成一根车轴的探伤作业需要多次更换不同角度探头，探伤过程工作量大、效率低。

综上所述，如何在车轴探伤过程中避免多次更换不同角度探头，以减少工作量、提高效率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于车轴的超声波探伤扫查器，其转动组件能够带动相控阵超声探头旋转，实现车轴各部位全面探伤，无需更换不同角度的探头，车轴探伤工作量小、效率高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于车轴的超声波探伤扫查器，包括：

壳体；

转动组件，所述转动组件包括驱动电机和转盘；所述驱动电机通过支撑架固定在所述壳体内，所述转盘能够转动地设置在所述壳体上，并且所述转盘与所述驱动电机的输出轴固定连接；

相控阵超声探头，所述相控阵超声探头固定在所述转盘上。

优选的，上述用于车轴的超声波探伤扫查器中，还包括用于吸附于所述车轴的电磁铁，所述电磁铁为环形，并且所述电磁铁圈在所述转盘外周。

优选的，上述用于车轴的超声波探伤扫查器中，还包括用于插装于所述车轴的轴端孔内的定位杆；所述定位杆与所述输出轴固定连接或者所述定位杆与所述转盘固定连接；所述定位杆的轴线与所述输出轴的轴线为同一条直线。

优选的，上述用于车轴的超声波探伤扫查器中，所述转盘上设有耦合剂喷洒槽，所述耦合剂喷洒槽与耦合剂供应管连通。

优选的，上述用于车轴的超声波探伤扫查器中，所述耦合剂供应管伸出所述壳体外，并通过泵与耦合剂储罐连通。

优选的，上述用于车轴的超声波探伤扫查器中，所述驱动电机用于驱动所述转盘转动预设角度，并使所述转盘每相邻两次转动所述预设角度时沿相反方向转动。

优选的，上述用于车轴的超声波探伤扫查器中，还包括限位组件，所述限位组件用于在所述输出轴的转动角度达所述预设角度时限制所述输出轴继续转动。

优选的，上述用于车轴的超声波探伤扫查器中，所述限位组件包括：

传感器，所述传感器为两个，并且所述传感器与控制器连接，所述控制器用于控制所述驱动电机；

限位杆，所述限位杆的中部铰接在所述支撑架上；

与所述输出轴固定连接的金属杆；

其中，所述限位杆的第一端夹在两个所述传感器之间，所述金属杆用于驱动所述限位杆的第二端，使所述限位杆沿第一方向或第一方向的反方向转动直至所述第一端与两所述传感器中的一个相抵；所述限位杆用于通过所述金属杆限制输出轴的转动角度达所述预设角度时停止转动。

优选的，上述用于车轴的超声波探伤扫查器中，所述壳体上固定有把手。

本发明提供一种用于车轴的超声波探伤扫查器，其包括壳体、转动组件和相控阵超声探头；转动组件包括驱动电机和转盘；驱动电机通过支撑架固定在壳体内，转盘能够转动地设置在壳体上，并且转盘与驱动电机的输出轴固定连接；相控阵超声探头固定在转盘上。

上述用于车轴的超声波探伤扫查器中，转动组件能够带动相控阵超声探头旋转，实现车轴各部位全面探伤，无需更换不同角度的探头，探伤过程中工作量小、效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的用于车轴的超声波探伤扫查器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的用于车轴的超声波探伤扫查器的剖视结构示意图；

其中，图1-图2中：

壳体101；轴承102；电磁铁103；转盘104；耦合剂喷洒槽141；相控阵超声探头105；定位杆106；支撑架107；驱动电机108；输出轴181；把手109。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种用于车轴的超声波探伤扫查器，其转动组件能够带动相控阵超声探头旋转，实现车轴各部位全面探伤，无需更换不同角度探头，车轴探伤工作量小、效率高。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明实施例提供一种用于车轴的超声波探伤扫查器，其包括壳体101、转动组件和相控阵超声探头105；转动组件包括驱动电机108和转盘104；驱动电机108通过支撑架107固定在壳体101内，转盘104能够转动地设置在壳体101上，并且转盘104与驱动电机108的输出轴181固定连接；相控阵超声探头105固定在转盘104上。

相控阵超声探头105能够自动激发不同角度、不同声程的声束对车轴的不同部位进行超声波扫查。而本发明实施例提供的用于车轴的超声波探伤扫查器不仅应用了上述相控阵超声探头105，而且转动组件能够带动相控阵超声探头105旋转，实现多角度探伤，确保对车轴进行全方位探伤，无需更换不同角度探头，探伤过程中工作量小、效率高。

同时，上述用于车轴的超声波探伤扫查器在对车轴进行探伤过程中人工操作步骤少，能够降低检测结果受人为因素影响的风险，避免漏检、误判，提高探伤结果的准确性。

为了避免用户手持，上述用于车轴的超声波探伤扫查器中，还包括用于吸附于车轴的电磁铁103，电磁铁103为环形，并且电磁铁103圈在转盘104外周。该方案中，电磁铁103为环形，应用时与车轴的接触面积大，能够提供更大的吸力，从而确保该超声波探伤扫查器能够牢固地吸附在车轴上；上述电磁铁103圈在转盘104外周，能够避免干扰转盘104转动。

优选的，上述用于车轴的超声波探伤扫查器中，还包括用于插装于车轴的轴端孔内的定位杆106，定位杆106与输出轴181固定连接或者定位杆106与转盘104固定连接；定位杆106的轴线与输出轴181的轴线为同一条直线。

应用上述超声波探伤扫查器时，使定位杆106插装在车轴的轴端孔内即可实现定位该超声波探伤扫查器在车轴上的位置，操作简便，方便用户使用。另外，上述超声波探伤扫查器定位后使电磁铁103通电即可实现固定于车轴，操作简便快捷。

由于超声波探伤扫查器在探伤时需与车轴耦合，故上述实施例提供的用于车轴的超声波探伤扫查器在应用前需在车轴的端面上人工涂抹耦合剂，但为了节省人力、提高效率，上述超声波探伤扫查器中，转盘104上设有耦合剂喷洒槽141，耦合剂喷洒槽141与耦合剂供应管连通。上述耦合剂喷洒槽141用于在转盘104转动的过程中不断喷洒耦合剂。

本领域技术人员可以理解的是耦合剂供应管需连接耦合剂源才能实现供应耦合剂的作用，故上述耦合剂供应管上连接有耦合剂储罐。耦合剂储罐可设置为固定在壳体101内，但为了减小超声波探伤扫查器的重量和体积，耦合剂储罐设置为位于超声波探伤扫查器的壳体101外，上述耦合剂供应管伸出壳体101外，并通过泵与耦合剂储罐连通，泵用于抽取耦合剂储罐内的耦合剂。

具体的，上述耦合剂喷洒槽141为多个，并且每个耦合剂喷洒槽141分别与耦合剂供应管连通。优选的，上述耦合剂喷洒槽141沿周向均匀分布。

上述驱动电机108用于驱动转盘104转动预设角度，并使转盘104每相邻两次转动上述预设角度时是沿相反方向转动。上述相控阵超声探头105虽然能够激发不用角度的声束，但是若转盘104的转动角度过小，依然难免相控阵超声探头105的声束无法覆盖整个车轴的范围，因此，上述驱动电机108设置为用于驱动转盘104转动预设角度，以避免出现上述相控阵超声探头105的探测范围未覆盖整个车轴的问题，确保探测结果的准确性。同时，上述驱动电机108每相邻两次驱动转盘104转动预设角度时使转盘104沿相反的两个方向转动，能够避免因输出轴181转动过大角度而造成耦合剂供应管过分缠绕并损坏，当然，为避免耦合剂供应管管发生缠绕，上述耦合剂供应管优选设置为嵌在驱动电机108的输出轴181上。

优选的，上述预设角度设置为不小于360°。

上述车轴的超声波探伤扫查器还包括限位组件，限位组件用于在输出轴181的转动角度达预设角度时限制输出轴181继续转动，以防所述输出轴181的转动角度超过预设角度。

具体的，上述限位组件包括：

传感器，传感器为两个，并且两个传感器分别与控制器连接，该控制器用于控制驱动电机108；

限位杆，限位杆的中部铰接在支撑架107上；

金属杆，金属杆与输出轴181固定连接；

其中，限位杆的第一端夹在两个传感器之间；金属杆用于驱动限位杆的第二端，从而使限位杆沿第一方向或第一方向的反方向转动直至第一端与两个传感器中的一个相抵；限位杆用于通过金属杆限制输出轴181的转动角度达预设角度时停止转动。

应用时，驱动电机108驱动转盘104沿第一方向转动，当转动角度接近预设角度时，金属杆接触限位杆的第二端并去驱动限位杆转动，直至限位杆的第一端与第一传感器相抵，第一传感器向控制器发送信号，控制器控制驱动电机108停止转动；驱动电机108再次驱动转盘104沿第一方向的反方向转动，当转动角度接近预设角度时，金属杆接触限位杆的第二端并驱动限位杆转动，直至限位杆的第一端与第二传感器相抵，第二传感器向控制器发送信号，控制器控制驱动电机108停止转动；如此往复多次后，检测完成。具体的，控制器控制驱动电机108开机时，根据上一次接收的传感器信号控制输出轴181的转动方向，如上一次停机前接收第一传感器发送的信号，则控制器控制输出轴181沿第一方向的反方向转动。

上述控制器可设置在壳体101内，但为了减小体积、减轻重量，上述控制器设置为与壳体101分体，并位于壳体101外，上述驱动电机108以及传感器通过外接导线与该控制器连接。上述相控阵超声探头105与上述控制器连接，该控制器根据相控阵超声探头105发送的信号输出检测结果。

优选的，上述超声波探伤扫查器中，壳体101上固定有把手109，以便用户手持。

进一步的，上述把手109上设有电磁按钮和检测按钮，该电磁按钮用于控制电磁铁103通断电，检测按钮用于控制控制器，应用时，先使定位杆106插装在车轴的轴端孔内，再按下电磁按钮，电磁铁103通电使整个超声波探伤扫查器固定在车轴上，之后按下检测按钮，控制器控制驱动电机108转动，并控制相控阵超声探头105工作，同时控制泵打开，直至控制器控制驱动电机108停机，控制器同时控制相控阵超声探头105和泵停止工作。

本实施例提供的超声波探伤扫插器中不仅设有把手109，把手109上还设有电磁按钮和检测按钮，用户通过单手操作即可实施车轴检测，操作方便。

具体的，上述驱动电机108为步进电机；转盘104通过轴承102安装在壳体101上，该轴承102为超薄壁深沟球轴承。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种用于车轴的超声波探伤扫查器，其特征在于，包括：

壳体；

转动组件，所述转动组件包括驱动电机和转盘；所述驱动电机通过支撑架固定在所述壳体内，所述转盘能够转动地设置在所述壳体上，并且所述转盘与所述驱动电机的输出轴固定连接；

相控阵超声探头，所述相控阵超声探头固定在所述转盘上；

所述驱动电机用于驱动所述转盘转动预设角度，并使所述转盘每相邻两次转动所述预设角度时沿相反方向转动；

还包括限位组件，所述限位组件用于在所述输出轴的转动角度达所述预设角度时限制所述输出轴继续转动；所述限位组件包括：

传感器，所述传感器为两个，并且所述传感器与控制器连接，所述控制器用于控制所述驱动电机；

限位杆，所述限位杆的中部铰接在所述支撑架上；

与所述输出轴固定连接的金属杆；

其中，所述限位杆的第一端夹在两个所述传感器之间，所述金属杆用于驱动所述限位杆的第二端，使所述限位杆沿第一方向或第一方向的反方向转动直至所述第一端与两所述传感器中的一个相抵；所述限位杆用于通过所述金属杆限制输出轴的转动角度达所述预设角度时停止转动。

2.根据权利要求1所述的用于车轴的超声波探伤扫查器，其特征在于，还包括用于吸附于所述车轴的电磁铁，所述电磁铁为环形，并且所述电磁铁圈在所述转盘外周。

3.根据权利要求1所述的用于车轴的超声波探伤扫查器，其特征在于，还包括用于插装于所述车轴的轴端孔内的定位杆；所述定位杆与所述输出轴固定连接或者所述定位杆与所述转盘固定连接；所述定位杆的轴线与所述输出轴的轴线为同一条直线。

4.根据权利要求1所述的用于车轴的超声波探伤扫查器，其特征在于，所述转盘上设有耦合剂喷洒槽，所述耦合剂喷洒槽与耦合剂供应管连通。

5.根据权利要求4所述的用于车轴的超声波探伤扫查器，其特征在于，所述耦合剂供应管伸出所述壳体外，并通过泵与耦合剂储罐连通。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的超声波探伤扫查器，其特征在于，所述壳体上固定有把手。