CN106932483A - 一种钢轨焊缝超声波探伤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢轨焊缝超声波探伤装置，包含超声波探伤仪、驱动控制器、传动机构、第一检测臂、第二检测臂、第三检测臂、第四检测臂和提拉杆，第一检测臂和第二检测臂设置在传动机构一侧由传动机构驱动沿水平方向滑动，第三检测臂和第四检测臂设置在传动机构另一侧由传动机构驱动沿水平方向滑动，提拉杆水平设置在传动机构侧面，传动机构与驱动控制器连接由驱动控制器驱动，第一检测臂、第二检测臂、第三检测臂、第四检测臂中探头与驱动控制器连接，驱动控制器与超声波探伤仪连接。本发明结构设计紧凑便于携带，检测范围更加全面，减少了人工检测工作强度，有效的提高了钢轨焊缝检测效率和质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种超声波探伤装置，特别是一种钢轨焊缝超声波探伤装置。
背景技术
无缝钢轨是高速铁路正常运行的基础，钢轨在焊接过程中会出现焊接不良，使用过程会出现应力或疲劳缺陷，造成钢轨线路的损坏，危害列车行驶安全。采用超声波对钢轨焊缝中的缺陷进行检测，是确保钢轨焊缝处能够满足列车运行需求最直接、有效的措施。现有钢轨焊缝的检测，主要采用人工对焊缝处的进行观察，由人工对钢轨焊缝处的各个位置进行超声波检测。由于人工探伤受人员技术水平、责任心等人为因素的影响较大，经常会出现漏探、误报等问题，使得人工探伤的质量和效率较低，且因钢轨的外形结构原因，难以采用探伤车从钢轨踏面直接对钢轨焊缝进行全面的检测，从而造成钢轨焊缝处的质量稳定性不高。
针对上述钢轨焊缝检测处的问题，我国专利第201420745135.6公开了“一种钢轨焊缝探伤机”，该钢轨探伤机有效的解决了人工操作带来的不利影响，但该钢轨焊缝探伤机，整体较大，难以应用于在役钢轨焊缝现场检测。此外，我国专利第201610968932.4公开了“一种钢轨焊缝超声波检测装置及检测方法”该装置提供了一种较为便捷的钢轨焊缝超声检测设备，但缺少对钢轨焊缝轨底脚和轨底三角区的检测，该装置在实际使用过程中，操作人员需要额外进行焊缝处轨底脚和轨底三角区的手工探伤，难以对单个焊缝检测数据全面保存。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种钢轨焊缝超声波探伤装置，解决手工对钢轨焊缝进行超声波检测质量不稳定的情况，对钢轨焊缝处进行全面扫查。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种钢轨焊缝超声波探伤装置，其特征在于：包含超声波探伤仪、驱动控制器、传动机构、第一检测臂、第二检测臂、第三检测臂、第四检测臂和提拉杆，第一检测臂和第二检测臂设置在传动机构一侧由传动机构驱动沿水平方向滑动，第三检测臂和第四检测臂设置在传动机构另一侧由传动机构驱动沿水平方向滑动，提拉杆水平设置在传动机构侧面，传动机构与驱动控制器连接由驱动控制器驱动，第一检测臂、第二检测臂、第三检测臂、第四检测臂中探头与驱动控制器连接，驱动控制器与超声波探伤仪连接。
进一步地，所述驱动控制器包含电机、编码器、控制板卡、开关和电池，电池为驱动控制器供电，电机与传动机构连接用于驱动传动机构，编码器通过齿轮与电机连接，开关分别与电机和控制板卡连接。
进一步地，所述传动机构包含主体支架、离合器、主动轴、第一链轮、第二链轮、第一链板、第二链板和切换把手，离合器一端与驱动控制器连接，离合器另一端与主动轴连接，主动轴转动设置在主体支架内，第一链轮和第二链轮均固定在主动轴上，第一链板和第二链板滑动设置在主体支架内并且能够沿着水平方向滑动，第一链轮与第一链板啮合，第二链轮与第二链板啮合，第一检测臂和第四检测臂固定在第一链板上，第二检测臂和第三检测臂固定在第二链板上。
进一步地，所述传动机构还包含线性导向机构，线性导向机构设置在主体支架两侧，第一检测臂、第二检测臂、第三检测臂、第四检测臂设置在线性导向机构上并且沿着线性导向机构滑动，线性导向机构采用导轨和导杆组合、导轨和导轨组合、导杆和导杆组合中的一种。
进一步地，所述提拉杆中设置有一红外准直器。
进一步地，所述第一检测臂包含轨底脚检测探头a、轨底三角区检测探头、拉伸弹簧a、T型座a、滑板a、锁扣a和锁扣弹簧a，轨底脚检测探头a和轨底三角区检测探头设置在滑板a下端，滑板a滑动设置在T型座a上并且能够沿着T型座a上下滑动，拉伸弹簧a一端固定在T型座a上端，拉伸弹簧a另一端固定在滑板a上，锁扣a铰接在滑板a上，锁扣a上端与锁扣弹簧a一端连接，锁扣弹簧a另一端固定在滑板a上，锁扣a下端压紧在滑板a侧面。
进一步地，所述第二检测臂包含轨底探头a、轨头探头a、踏面探头a、滑板b、锁扣b、锁扣弹簧b、拉伸弹簧b、T型座b和连接板，轨底探头a设置在滑板b下端，轨头探头a设置在T型座b侧面，连接板固定在T型座b上端侧面，踏面探头a固定在连接板上，滑板b滑动设置在T型座b上并且能够沿着T型座b上下滑动，拉伸弹簧b一端固定在T型座b上端，拉伸弹簧b另一端固定在滑板b上，锁扣b铰接在滑板b上，锁扣b上端与锁扣弹簧b一端连接，锁扣弹簧b另一端固定在滑板b上，锁扣b下端压紧在滑板b侧面。
进一步地，所述第三检测臂包含轨底探头b、轨头探头b、踏面探头b、滑板c、锁扣c、锁扣弹簧c、拉伸弹簧c、T型座c和长连接板，轨底探头b设置在滑板c下端，轨头探头b设置在T型座c侧面，长连接板固定在T型座c上端侧面，踏面探头b固定在长连接板上，滑板c滑动设置在T型座c上并且能够沿着T型座c上下滑动，拉伸弹簧c一端固定在T型座c上端，拉伸弹簧c另一端固定在滑板c上，锁扣c铰接在滑板c上，锁扣c上端与锁扣弹簧c一端连接，锁扣弹簧c另一端固定在滑板c上，锁扣c下端压紧在滑板c侧面。
进一步地，所述第四检测臂与第一检测臂对称设置并且第四检测臂与第一检测臂结构相同。
进一步地，所述传动机构下侧设置有轨道夹具，夹具包含限位块和拉簧，限位块一端铰接在主体支架内侧，拉簧一端固定在限位块上，拉簧另一端固定在主体支架上。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明结构设计紧凑便于携带，检测范围更加全面，减少了人工检测工作强度，有效的提高了钢轨焊缝检测效率和质量。
附图说明
图1是本发明的一种钢轨焊缝超声波探伤装置的示意图。
图2是本发明的驱动控制器和传动机构的示意图。
图3是本发明的第一检测臂的示意图。
图4是本发明的第二检测臂的示意图。
图5是本发明的第三检测臂的示意图。
图6是本发明的轨道夹具示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
如图所示，本发明的一种钢轨焊缝超声波探伤装置，包含超声波探伤仪、驱动控制器1、传动机构2、第一检测臂3、第二检测臂4、第三检测臂5、第四检测臂和提拉杆6，第一检测臂3和第二检测臂4设置在传动机构2一侧由传动机构2驱动沿水平方向滑动，第三检测臂5和第四检测臂设置在传动机构2另一侧由传动机构2驱动沿水平方向滑动，提拉杆6水平设置在传动机构2侧面，传动机构2与驱动控制器1连接由驱动控制器1驱动，第一检测臂3、第二检测臂4、第三检测臂5、第四检测臂中探头分别与驱动控制器1连接，驱动控制器1与超声波探伤仪连接。驱动控制器1和专用超声波探伤仪间连接有超声数据线和控制信号线。
驱动控制器1包含电机21、编码器、控制板卡、开关和电池，电池为驱动控制器供电，电机21与传动机构2连接用于驱动传动机构2，编码器通过齿轮与电机连接，开关分别与电机和控制板卡连接，控制板卡通过控制开关的开合，从而控制电机21的通电，控制电机开启和关闭。
传动机构2包含主体支架、离合器23、主动轴、第一链轮24、第二链轮25、第一链板27、第二链板26和切换把手22，离合器23一端与驱动控制器1的电机21输出轴连接，离合器23另一端与主动轴连接，主动轴转动设置在主体支架内，第一链轮24和第二链轮25均固定在主动轴上，第一链板27和第二链板26滑动设置在主体支架内并且能够沿着水平方向滑动，第一链轮24与第一链板27啮合，第二链轮25与第二链板26啮合，第一检测臂3和第四检测臂固定在第一链板27上，第二检测臂4和第三检测臂5固定在第二链板26上。
传动机构2还包含线性导向机构，线性导向机构设置在主体支架两侧，第一检测臂3、第二检测臂4、第三检测臂5、第四检测臂设置在线性导向机构上并且沿着线性导向机构滑动，线性导向机构采用导轨和导杆组合、导轨和导轨组合、导杆和导杆组合中的一种。工作过程中实现四个检测臂的联动检测，从而实现10个检测位置探头的联动。
提拉杆6中设置有一红外准直器，用于定位钢轨焊缝位置。
第一检测臂3包含轨底脚检测探头a31、轨底三角区检测探头32、拉伸弹簧a37、T型座a36、滑板a33、锁扣a34和锁扣弹簧a35，轨底脚检测探头a31和轨底三角区检测探头32设置在滑板a33下端，分别用于轨钢轨焊缝轨底脚检测和钢轨焊缝轨底三角区检测，滑板a33滑动设置在T型座a36上并且能够沿着T型座a36上下滑动，拉伸弹簧a37一端固定在T型座a36上端，拉伸弹簧a37另一端固定在滑板a33上，锁扣a34铰接在滑板a33上，锁扣a34上端与锁扣弹簧a35一端连接，锁扣弹簧a35另一端固定在滑板a33上，锁扣a34下端压紧在滑板a33侧面。
第二检测臂4包含轨底探头a41、轨头探头a42、踏面探头a43、滑板b44、锁扣b45、锁扣弹簧b46、拉伸弹簧b47、T型座b48和连接板49，轨底探头a41设置在滑板b44下端，轨头探头a42设置在T型座b48侧面，连接板49固定在T型座b48上端侧面，踏面探头a43固定在连接板49上，滑板b44滑动设置在T型座b48上并且能够沿着T型座b48上下滑动，拉伸弹簧b47一端固定在T型座b48上端，拉伸弹簧b47另一端固定在滑板b44上，锁扣b45铰接在滑板b44上，锁扣b45上端与锁扣弹簧b46一端连接，锁扣弹簧b46另一端固定在滑板b44上，锁扣b45下端压紧在滑板b44侧面。
第三检测臂5包含轨底探头b51、轨头探头b52、踏面探头b53、滑板c54、锁扣c55、锁扣弹簧c56、拉伸弹簧c57、T型座c58和长连接板59，轨底探头b51设置在滑板c54下端，轨头探头b52设置在T型座c58侧面，长连接板59固定在T型座c58上端侧面，踏面探头b53固定在长连接板59上，滑板c54滑动设置在T型座c58上并且能够沿着T型座c58上下滑动，拉伸弹簧c57一端固定在T型座c58上端，拉伸弹簧c57另一端固定在滑板c54上，锁扣c55铰接在滑板c54上，锁扣c55上端与锁扣弹簧c56一端连接，锁扣弹簧c56另一端固定在滑板c54上，锁扣c55下端压紧在滑板c54侧面。
第四检测臂与第一检测臂3对称设置并且第四检测臂与第一检测臂结构相同。四个检测臂，在进行检测工作时，可向下延伸，实现检测臂下部几个探头与检测位置的准确定位和耦合，在不进行检测工作时，检测臂可向上收回。
传动机构2下侧设置有轨道夹具，夹具包含限位块72和拉簧71，限位块72一端铰接在主体支架内侧，拉簧71一端固定在限位块72上，拉簧71另一端固定在主体支架上。通过轨道夹具与主体支架配合将本发明的装置固定在轨道上。轨道夹具亦可以为片簧结构、限位块和弹簧组合结构。
本发明的一种钢轨焊缝超声波探伤装置满足轨头、轨腰、轨底的单探头扫查和K型扫查两种模式，可实现轨底脚和轨底三角区同步检测，其中焊缝轨底脚和轨底三角区采用二次回波进行检测，实现对钢轨焊缝区域的全面检测。采集全部检测位置的超声波检测信息，形成钢轨焊缝对应的探伤检测数据，检测数据更加全面，无需再人工对轨底脚和轨底三角区进行超声波检测。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种钢轨焊缝超声波探伤装置，其特征在于：包含超声波探伤仪、驱动控制器、传动机构、第一检测臂、第二检测臂、第三检测臂、第四检测臂和提拉杆，第一检测臂和第二检测臂设置在传动机构一侧由传动机构驱动沿水平方向滑动，第三检测臂和第四检测臂设置在传动机构另一侧由传动机构驱动沿水平方向滑动，提拉杆水平设置在传动机构侧面，传动机构与驱动控制器连接由驱动控制器驱动，第一检测臂、第二检测臂、第三检测臂、第四检测臂中探头与驱动控制器连接，驱动控制器与超声波探伤仪连接。
2.按照权利要求1所述的一种钢轨焊缝超声波探伤装置，其特征在于：所述驱动控制器包含电机、编码器、控制板卡、开关和电池，电池为驱动控制器供电，电机与传动机构连接用于驱动传动机构，编码器通过齿轮与电机连接，开关分别与电机和控制板卡连接。
3.按照权利要求1所述的一种钢轨焊缝超声波探伤装置，其特征在于：所述传动机构包含主体支架、离合器、主动轴、第一链轮、第二链轮、第一链板、第二链板和切换把手，离合器一端与驱动控制器连接，离合器另一端与主动轴连接，主动轴转动设置在主体支架内，第一链轮和第二链轮均固定在主动轴上，第一链板和第二链板滑动设置在主体支架内并且能够沿着水平方向滑动，第一链轮与第一链板啮合，第二链轮与第二链板啮合，第一检测臂和第四检测臂固定在第一链板上，第二检测臂和第三检测臂固定在第二链板上。
4.按照权利要求1所述的一种钢轨焊缝超声波探伤装置，其特征在于：所述传动机构还包含线性导向机构，线性导向机构设置在主体支架两侧，第一检测臂、第二检测臂、第三检测臂、第四检测臂设置在线性导向机构上并且沿着线性导向机构滑动，线性导向机构采用导轨和导杆组合、导轨和导轨组合、导杆和导杆组合中的一种。
5.按照权利要求1所述的一种钢轨焊缝超声波探伤装置，其特征在于：所述提拉杆中设置有一红外准直器。
6.按照权利要求1所述的一种钢轨焊缝超声波探伤装置，其特征在于：所述第一检测臂包含轨底脚检测探头a、轨底三角区检测探头、拉伸弹簧a、T型座a、滑板a、锁扣a和锁扣弹簧a，轨底脚检测探头a和轨底三角区检测探头设置在滑板a下端，滑板a滑动设置在T型座a上并且能够沿着T型座a上下滑动，拉伸弹簧a一端固定在T型座a上端，拉伸弹簧a另一端固定在滑板a上，锁扣a铰接在滑板a上，锁扣a上端与锁扣弹簧a一端连接，锁扣弹簧a另一端固定在滑板a上，锁扣a下端压紧在滑板a侧面。
7.按照权利要求1所述的一种钢轨焊缝超声波探伤装置，其特征在于：所述第二检测臂包含轨底探头a、轨头探头a、踏面探头a、滑板b、锁扣b、锁扣弹簧b、拉伸弹簧b、T型座b和连接板，轨底探头a设置在滑板b下端，轨头探头a设置在T型座b侧面，连接板固定在T型座b上端侧面，踏面探头a固定在连接板上，滑板b滑动设置在T型座b上并且能够沿着T型座b上下滑动，拉伸弹簧b一端固定在T型座b上端，拉伸弹簧b另一端固定在滑板b上，锁扣b铰接在滑板b上，锁扣b上端与锁扣弹簧b一端连接，锁扣弹簧b另一端固定在滑板b上，锁扣b下端压紧在滑板b侧面。
8.按照权利要求1所述的一种钢轨焊缝超声波探伤装置，其特征在于：所述第三检测臂包含轨底探头b、轨头探头b、踏面探头b、滑板c、锁扣c、锁扣弹簧c、拉伸弹簧c、T型座c和长连接板，轨底探头b设置在滑板c下端，轨头探头b设置在T型座c侧面，长连接板固定在T型座c上端侧面，踏面探头b固定在长连接板上，滑板c滑动设置在T型座c上并且能够沿着T型座c上下滑动，拉伸弹簧c一端固定在T型座c上端，拉伸弹簧c另一端固定在滑板c上，锁扣c铰接在滑板c上，锁扣c上端与锁扣弹簧c一端连接，锁扣弹簧c另一端固定在滑板c上，锁扣c下端压紧在滑板c侧面。
9.按照权利要求1所述的一种钢轨焊缝超声波探伤装置，其特征在于：所述第四检测臂与第一检测臂对称设置并且第四检测臂与第一检测臂结构相同。
10.按照权利要求3所述的一种钢轨焊缝超声波探伤装置，其特征在于：所述传动机构下侧设置有轨道夹具，夹具包含限位块和拉簧，限位块一端铰接在主体支架内侧，拉簧一端固定在限位块上，拉簧另一端固定在主体支架上。
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