CN107505397A - 一种在役钢轨轨底全断面探伤方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在役钢轨探伤技术领域，公开了一种在役钢轨轨底全断面探伤方法与装置，包括小车和探伤结构，探伤结构通过夹持机构设置于小车横梁上，探伤结构包括设置于钢轨两侧的两组探头架及安装于探头架内的探头，探伤装置安装到钢轨上时，两组探头架内相对应的探头相对于钢轨对称，单组探头均包括至少三个探头，单组探头内各探头与钢轨轨底底面的夹角α至少为三个不同角度值、且夹角α均在35°～55°范围内，各探头均完好贴合于钢轨轨腰与轨底之间的圆弧区。本发明钢轨两侧的探头均紧密贴合于轨腰与轨底之间的圆弧区，分别与轨底平面形成不同的夹角，实现对钢轨轨底探伤盲区的探伤，弥补了目前存在的探伤盲区问题，保证了轨道运输的安全。

Description

一种在役钢轨轨底全断面探伤方法与装置

技术领域

本发明涉及在役钢轨探伤技术领域，特别涉及一种在役钢轨轨底全断面探伤方法与装置。

背景技术

钢轨探伤主要采用超声波进行探伤检测，根据探伤地点可分为在线探伤和线路探伤。在线探伤是钢轨生产厂家利用生产线上自动化检测设备，对钢轨进行超声波探伤检测，探头布置在钢轨轨头踏面、轨头左右侧、轨腰、轨底5个部位。线路探伤主要是铁路局工务段对铺设在线路上的在役钢轨，利用路轨探伤推车进行超声波探伤线路探伤，探头只能布置在轨头踏面。

由于在役钢轨路轨探伤仪探头只布置在轨头踏面，只能对钢轨轨头部位、轨腰及轨腰投影面所对应的轨底中心部位进行探伤检查，无法对轨底其他部位进行探伤检查，存在探伤盲区，进一步地，更无法对在役钢轨轨底的全断面进行探伤检测，而轨底缺陷的存在会严重影响轨道运输的安全；如果采用传统的人工对轨底盲区进行覆盖探伤，耗费的时间长，且由于人工的疲劳性和不稳定性存在，会导致探伤质量差、效率低，甚至漏探。

因此，需要一种效率高，稳定性好，劳动强度低，自动化程度高，能够对在役钢轨轨底进行探伤的方法与装置，特别是实现对钢轨轨底全断面进行探伤检查，扫除盲区，保证轨道运输的安全可靠。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种安装、操作方便，调节方便，劳动强度低，探伤效率和自动化程度高，能够对钢轨轨底盲区进行探伤的钢轨轨底全断面探伤方法与装置。

本发明采用的技术方案如下：一种在役钢轨轨底全断面探伤方法,探伤时，在钢轨两侧分别设置一组探头，两组探头相对于钢轨对称，单组探头均包括至少三个探头，单组探头内各探头与钢轨轨底底面的夹角α至少为三个不同角度值、且夹角α均在35°～55°范围内，两组探头沿钢轨长度方向移动进行探伤，各探头均完好贴合于钢轨轨腰与轨底之间的圆弧区，各探头的一次波和二次反射波对轨底进行全覆盖扫查探伤。

本发明所述一种在役钢轨轨底全断面探伤方法，单组探头均设置为四个探头，两组八个探头分别为左探头一和右探头一、左探头二和右探头二、左探头三和右探头三、左探头四和右探头四，探伤过程中，所述左探头一和右探头一、左探头二和右探头二、左探头三和右探头三、左探头四和右探头四与钢轨轨底底面的夹角依次分别是α1为51°、α2为43°、α3为38.5°、α4为40.5°。

本发明所述的一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，包括小车和探伤结构，所述探伤结构通过夹持机构设置于小车底部横梁上，所述探伤结构包括设置于钢轨两侧的两组探头架以及安装于探头架内的探头，当探伤装置安装到钢轨上时，两组探头架内相对应的探头相对于钢轨的中心轴线对称，单组探头均包括至少三个探头，单组探头内各探头与钢轨轨底底面的夹角α至少为三个不同角度值、且夹角α均在35°～55°范围内，各探头均完好贴合于钢轨轨腰与轨底之间的圆弧区。

本发明所述的一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，单组探头均设置为四个探头，两组八个探头分别为左探头一和右探头一、左探头二和右探头二、左探头三和右探头三、左探头四和右探头四，所述左探头一和右探头一、左探头二和右探头二、左探头三和右探头三、左探头四和右探头四与钢轨轨底底面的夹角依次分别是α1为51°、α2为43°、α3为38.5°、α4为40.5°。

本发明所述的一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，所述夹持机构可相对所述横梁纵向滑动调节，所述夹持机构包括连接座和横向调节螺栓，所述探伤结构通过横向调节螺栓连接于夹持机构下部，所述横向调节螺栓可调节探伤结构横向移动，所述连接座通过所述横向调节螺栓设置于夹持机构中部，所述连接座下部纵向设置有弧形腰型孔，所述探伤结构通过一根穿过所述弧形腰型孔的补偿杆连接于所述连接座下部，所述补偿杆在所述弧形腰型孔内的轨迹是以钢轨轨头踏面中心为圆心的圆弧。

进一步地，所述补偿杆两端通过螺栓固定设置有补偿杆定位垫圈，防止补偿杆轴向移动。

本发明所述的一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，所述夹持机构还包括夹持座，所述夹持座顶部与横梁连接，且可相对横梁纵向滑动调节；所述夹持座上连接有连接框，所述连接框顶端具有限位块，所述限位块底面与夹持座的顶面贴合接触，实现所述连接框钩挂于夹持座上，所述夹持座端面具有导向凸块，所述连接框端面具有导向槽，所述导向凸块与导向槽相匹配，实现所述连接框与所述夹持座之间的上下相对滑动；所述连接座上部设置有相互平行的螺纹孔和定位孔，所述定位孔内设置有定位轴，所述连接座通过横向调节螺栓和定位轴分别穿过所述螺纹孔和定位孔固定连接于所述连接框内部，所述横向调节螺栓可调节连接座在连接框内横向移动。

本发明所述的一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，所述探头架上端固定连接有前、后连接杆，所述前、后连接杆另端分别安装有前、后起落架，所述前、后起落架另端均转动连接于同一起落架安装座的两端，且所述前、后连接杆分别在前、后起落架上的安装高度可调，所述起落架安装座与所述补偿杆固定连接。

进一步地，所述前、后连接杆的上端设置有连接杆螺纹孔，所述前、后起落架与前、后连接杆的安装端设置有安装口，所述安装口对应的侧壁上均设置有腰型孔，所述腰型孔与安装口连通，通过连接杆紧固螺栓穿过腰型孔并旋进连接杆螺纹孔来实现前、后起落架与前、后连接杆的固定连接，连接杆紧固螺栓可在腰型孔长度范围内调节，进而实现前、后连接杆分别在前、后起落架上的安装高度可调。

本发明所述的一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，所述前、后起落架下端通过螺栓固定连接有定位杆，所述定位杆两端转动设置有定位轮，所述定位轮为台阶轮，可与钢轨轨头的侧面及底面贴合在一起，所述探头架左右端均设置有探头导向轮。

进一步地，在起落架安装座的底部连接有踏面定位轮，且踏面定位轮与起落架安装座底面之间的距离可自动补偿调节。

本发明所述的一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，所述前、后起落架的侧面均设置有拉簧轴一，所述起落架安装座前后两侧面上对称设置有拉簧轴二，所述拉簧轴一和拉簧轴二之间连接有拉簧，拉簧的拉力使得钢轨两边的定位轮能够与钢轨轨头侧面及底面紧密贴合。

进一步地，所述前、后起落架上设置有钢绳座安装孔，所述钢绳座安装孔用于安装刚绳座，所述钢绳座与小车的抬臂通过钢绳连接，使得抬起小车的抬臂时，钢轨两边的起落架能够带动探头架张开。

本发明所述的一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，所述探头架前端设置有钢轨清理结构，所述钢轨清理结构包括电机、钢刷头和电机固定座，所述电机通过电机固定座设置于探头架前端，所述钢刷头通过联轴器连接于电机端部，所述钢刷头贴紧钢轨的待探伤区域，所述电机可相对所述电机固定座向下自动补偿调节；还包括设置于探头架前端端面的毛刷，所述毛刷位于所述钢刷头后方，所述毛刷紧密贴合于待探伤区域。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：

1、钢轨两侧的探头均紧密贴合于钢轨轨腰与轨底之间的圆弧区，通过优选的安装角度，自发自收、互发互收形式，探头与探头之间有声束的重叠覆盖区域，且分别与轨底平面形成不同的夹角，实现了对钢轨轨底探伤盲区的探伤，扫查了轨底的全断面，进一步保证了轨道运输的安全；

2、探伤装置提高了对钢轨轨底进行探伤的效率和自动化程度，稳定性好，劳动强度低，实现了对钢轨轨底的探伤检测；

3、在探伤过程中，补偿杆和弧形腰型孔的配合还自动可补偿探伤结构上部装置的晃动，保证整个探伤结构不随其上部的小车横梁晃动，使得整个探伤过程稳定可靠；

4、钢刷头和毛刷能够清理钢轨表面的铁锈及杂质，保证了探伤区域的干净，使得探伤效果更好。

附图说明

图1是本发明中左探头一探伤区域示意图；

图2是本发明中左探头二探伤区域示意图；

图3是本发明中左探头三探伤区域示意图；

图4是本发明中左探头四探伤区域示意图；

图5是本发明中左探头一与右探头一接收对方发出信号时的联合探伤区域示意图；

图6是本发明中钢轨左侧探头联合探伤区域示意图；

图7是本发明中钢轨两侧探头联合探伤区域示意图；

图8是本发明中探头布局及样品钢轨缺陷示意图；

图9是本发明中探伤装置结构示意图；

图10是本发明中探伤装置主视图；

图11是本发明中探伤装置侧视图；

图12是本发明中探伤装置的夹持机构与探伤结构装配示意图；

图13是本发明中探伤装置的夹持机构、起落架安装座和踏面定位轮的分解示意图；

图14是本发明中探伤装置的限位机构示意图；

图15是本发明中探伤装置的限位机构分解示意图；

图16是本发明中探伤装置的前起落架与前连接杆的分解示意图；

图17是本发明中探伤装置的探头架与清理结构装配示意图。

附图标记：1为小车，2为轨道轮，3为钢轨，4为横梁，5为探头架，6为探头，7为轨底，8为探头座，9为探头座固定螺栓，10为弹簧，11为横向调节螺栓，12为夹持座，13为连接框，14为连接座，15为弧形腰型孔，16为夹持板，17为夹持座紧固螺栓，18为导向凸块，19为导向槽，20为补偿杆，21为轨头，22为补偿杆定位垫圈，23为螺纹孔，24为定位孔，25为定位轴，26为凸台螺纹部，27为锁紧螺套，28为前连接杆，29为后连接杆，30为前起落架，31为后起落架，32为起落架安装座，33为弧形孔，34为起落架限位板，35为连接杆螺纹孔，36为安装口，37为腰型孔，38为连接杆紧固螺栓，39为腰型板，40为定位杆，41为定位轮，42为探头导向轮，43为踏面定位轮，44为定位框，45为限位柱，46为拉簧轴一，47为拉簧轴二，48为拉簧，49为钢绳座安装孔，50为抬臂，51为限位座，52为限位板，53为限位座紧固螺栓，54为限位杆，55为限位座腰型孔，56为限位杆紧固螺栓，57为电机，58为钢刷头，59为电机固定座，60为联轴器，61为轨腰，62为圆弧区，63为毛刷，64为电机安装板，65为补偿拉簧，66为探头座限位板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1至8所示，一种在役钢轨轨底全断面探伤方法,探伤时，在钢轨3两侧分别设置一组探头6，两组探头相对于钢轨3对称，此处的探头6具体选择横波探头的K₁～K₂系列，即探头的横波折射角在45°～60°范围内，钢轨3两侧的两组探头内相对应的探头6相对于钢轨3对称，钢轨3两侧相对应的探头6的中心线在同一平面内，且此平面与钢轨轴线垂直，单组探头均包括至少三个探头6，单组探头内各探头6与钢轨轨底7底面的夹角α至少为三个不同角度值、且夹角α均在35°～55°范围内，两组探头沿钢轨3长度方向移动进行探伤，各探头6均完好贴合于钢轨轨腰61与轨底7之间的圆弧区62，各探头6的一次波和二次反射波对轨底7进行全覆盖扫查探伤。

此处具体将单组探头均设置为四个探头6，两组八个探头6分别为左探头一和右探头一、左探头二和右探头二、左探头三和右探头三、左探头四和右探头四，探伤过程中，所述左探头一和右探头一、左探头二和右探头二、左探头三和右探头三、左探头四和右探头四与钢轨轨底7底面的夹角依次分别是α1为51°、α2为43°、α3为38.5°、α4为40.5°。

需要解释的是，探头发出的声束直接接触缺陷的为一次波，声束经轨底反射后再与缺陷接触的为二次反射波。

具体地，各探头均电连接有信号接收装置（图中未示出），信号接收装置具体接收信号的方式可根据实际需要而具体设定，此处，左探头一电连接的信号接收装置可接收左探头一发出的信号以及接收右探头一发出的信号，右探头一电连接的信号接收装置可接收右探头一发出的信号以及接收左探头一发出的信号；左探头二和右探头二、左探头三和右探头三、左探头四和右探头四分别电连接的信号接收装置接收各对应探头自己发出的信号。

同时，探伤过程中，来自供水系统（图中未示出）的水覆盖整个探头6与钢轨3的贴合区，实现探头6与钢轨3的耦合，钢轨轨腰61与轨底7之间的圆弧区62先进行表面初步清理再进行探伤，以保证探头6与钢轨贴合完好。

探伤检测信号通过探头6顶部的信号线传回信号接收装置，钢轨轨底7缺陷可显示在本信号接收装置中，技术人员即可分析确定钢轨轨底7缺陷位置（此处的探头6和信号接收装置均为现有技术，因此并未详述）。

如图1至4所示，分别示出了左探头一、左探头二、左探头三和左探头四在轨底7单独覆盖的探伤区域，各探头6的主要探伤区域从钢轨轨底7中心逐渐向轨底7边沿延伸，图5示出了左探头一与右探头一接收对方信号时覆盖的探伤区域，同理，右探头一、右探头二、右探头三和右探头四在轨底7单独覆盖的探伤区域与左探头一、左探头二、左探头三和左探头四在轨底7单独覆盖的探伤区域相对于钢轨3中心线对称；图6示出了左侧各探头6在轨底7的联合探伤区域，同理，右侧各探头6在轨底7联合探伤区域与左侧各探头6在轨底7联合探伤区域相对于钢轨3中心线对称，即可得到如图7示出的左右两侧各探头6联合探伤区域；单侧各个探头6的覆盖区域具有一定的重叠区，如此两侧的探头6设置，实现了对钢轨轨底7的全覆盖。

如图8所示，显示了采用本发明所述的探伤方法对样品钢轨轨底7进行探伤，其中，样品钢轨轨底7各个区域预先设置了缺陷，各个探头6探测出了样品钢轨轨底7的各个预设缺陷，因此，采用本发明可实现钢轨轨底7全断面的全覆盖，对轨底7重要部位进行全面探测，扫除了探伤盲区：

正向扫查时（即图8中的小车前进方向）：

1、缺陷1由左探头一和右探头一联合扫查；

2、缺陷2由右探头一扫查；

3、缺陷3由左探头一和左探头二扫查；

4、缺陷4由左探头二和左探头四扫查；

5、缺陷5由右探头二、右探头三和右探头四扫查；

6、缺陷6由左探头三和左探头四扫查；

7、缺陷7由右探头三扫查。

逆向扫查时（即图8中小车前进的反向）：

1、缺陷1由左探头一和右探头一联合扫查；

2、缺陷2由左探头一扫查；

3、缺陷3由右探头一和右探头二扫查；

4、缺陷4由右探头二和右探头四扫查；

5、缺陷5由左探头二、左探头三和左探头四扫查；

6、缺陷6由右探头三和右探头四扫查；

7、缺陷7由左探头三扫查。

实施例1

如1至13、17图所示，一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，包括小车1和探伤结构，小车1底部的前后端设置有轨道轮2，轨道轮2为小车1在钢轨3踏面上的支撑滚动轮，起到小车1在钢轨3上前进的支撑导向作用，探伤结构通过夹持机构设置于小车1底部的横梁4上，探伤结构包括设置于钢轨3两侧的两组探头架5以及安装于探头架5内的探头6，当探伤装置安装到钢轨3上时，两组探头架5内相对应的探头6相对于钢轨3的中心轴线对称，单组探头均包括至少三个探头6，单组探头内各探头6与钢轨轨底7底面的夹角α至少为三个不同角度值、且夹角α均在35°～55°范围内，各探头6均完好贴合于钢轨轨腰61与轨底7之间的圆弧区62，上述的探头6具体选择横波探头的K₁～K₂系列，即探头的横波折射角在45°～60°范围内。

进一步地，探头架5内还包括探头座8，探头架5顶部设置有两个探头座腰型孔，探头座8顶部连接有两颗探头座固定螺栓9，探头座8通过探头座固定螺栓9穿过探头座腰型孔实现探头座8与探头架5的连接，探头架5外端固定连接有探头座限位板66，探头座限位板66将探头座8限定在探头架5内，在探头座固定螺栓9上套接有弹簧，弹簧上端顶住探头架5、下端顶住探头座8，使得探头座8可相对于探头架5上下自动压缩补偿调节，探头座8内设置有探头安装孔，单组的各探头6安装于对应的探头安装孔内，单组探头中的各探头6在本探头座8内的安装角度不同，且具体角度可根据实际需要而进行具体设置，如此设置，使得探头6在与钢轨3接触探伤的过程中，能够根据钢轨3探伤区域的具体表面情况而自动进行上下弹性补偿，保证了探伤质量。

具体地，将钢轨3两侧的单组探头均设置为四个探头6，两组八个探头6分别为左探头一和右探头一、左探头二和右探头二、左探头三和右探头三、左探头四和右探头四，同时，左探头一和右探头一相对于钢轨3对称、左探头二和右探头二相对于钢轨3对称、左探头三和右探头三相对于钢轨3对称、左探头四和右探头四相对于钢轨3对称，左探头一和右探头一、左探头二和右探头二、左探头三和右探头三、左探头四和右探头四与钢轨轨底7底面的夹角依次分别是α1为51°、α2为43°、α3为38.5°、α4为40.5°；探伤时，推动小车1沿着钢轨3长度方向前进，进而带动八个探头6沿着钢轨3向前探伤，因此，各对探头6主要负责的探伤区域不同，且有一定的重叠区域，可实现对钢轨轨底7探伤盲区的覆盖探伤，保证轨道运输的安全。

夹持机构可相对横梁4纵向滑动调节，夹持机构具体包括横向调节螺栓11、夹持座12、连接框13、M形的连接座14、弧形腰型孔15，夹持座12上部设置有两个夹持板16，夹持板16可刚好卡合于横梁4上，且可沿着横梁4纵向滑动，夹持板16上设置有三颗夹持座紧固螺栓17，夹持座紧固螺栓17可旋进夹持座12并顶紧横梁4侧面，实现夹持座12与横梁4的锁紧；连接框13与夹持座12相连接，连接框13顶端具有限位块，限位块底面与夹持座12的顶面贴合接触，实现连接框13钩挂于夹持座12上，夹持座12端面具有导向凸块18，连接框13端面具有导向槽19，导向凸块18与导向槽19相匹配、且可沿导向槽19滑动，实现连接框13与夹持座12之间的上下相对滑动，也即竖向相对滑动，如此设置，由于不同钢轨3的轨头21踏面磨损状况不同，有的磨损深，有的磨损浅，小车1在前进过程中会忽高忽低，当小车1位于轨头21踏面无磨损区域时，限位块底面与夹持座12的顶面贴合接触，当小车1接触到轨头21踏面磨损段时，小车1高度会下降，而连接框13与夹持座12之间的上下相对滑动的实现则保证了探伤结构不随小车1下降或者小车1下降而产生的下压力不传递给探伤结构，进而保证了各探头6始终与轨腰61与轨底7之间的圆弧区62完好贴合，保证了探伤质量； M形的连接座14设置于连接框13内部，弧形腰型孔15纵向设置于M形的连接座14的下部，此处具体设置为三个，探伤结构通过一根穿过上述弧形腰型孔15的补偿杆20与M形的连接座14下部相连接，补偿杆20在弧形腰型孔15内的轨迹是以钢轨轨头21踏面中心为圆心的圆弧，补偿杆20两端通过螺栓固定设置有补偿杆定位垫圈22，防止补偿杆20轴向移动，M形的连接座14上部相互平行设置有螺纹孔23和定位孔24，连接框13的对应面下部也设置有与螺纹孔23和定位孔24相对应的孔，定位孔24内设置有一根定位轴25，定位轴25穿过连接框13对应面上的孔以及M形的连接座14上的定位孔24，M形的连接座14通过横向调节螺栓11和定位轴25对应穿过螺纹孔23和定位孔24而固定连接于连接框13内部，定位轴25的一端设置有圆盘，另端设置有弹性挡圈，且其直径大于连接框13对应面上孔的直径，使得定位轴25两侧可卡在连接框13的两侧，防止定位轴25滑落，M形的连接座14可沿定位轴25轴向移动，横向调节螺栓11一端设置有弹性挡圈，另端设置有凸台螺纹部26，凸台螺纹部26的直径大于连接框13对应面上孔的直径，使得凸台螺纹部26的端面顶住连接框13端面，防止横向调节螺栓11转动时相对于连接框13轴向移动，凸台螺纹部26上设置有锁紧螺套27，通过旋转横向调节螺栓11，可调节连接座14横向移动，连接座14可进而带动探伤结构横向移动，实现对探伤结构的横向调节，在完成对探伤结构的横向调节后，旋转锁紧螺套27，使得锁紧螺套27端面顶住连接框13侧面，防止横向调节螺栓11意外转动；通过前述设置，可方便快捷地在横向和纵向两个方向调节探伤结构的位置，提高了整个装置的调节效率，同时，在探伤装置工作过程中，小车1难免会向钢轨3两侧偏移或上下波动，弧形腰型孔15的设置，可使得小车1偏移时，补偿杆20以钢轨轨头21踏面中心为圆心做圆弧运动，但此圆弧运动并不是补偿杆20主动运动形成的，而是小车1偏移时相对于补偿杆20形成的，因此，保证了小车1底部探伤结构在小车1偏移时，探伤结构仍然能够稳定工作，连接框13与夹持座12之间的上下相对滑动的实现则保证了探伤结构不随小车1下降或者小车1下降而产生的下压力不传递给探伤结构，进而保证了各探头6始终与轨腰61与轨底7之间的圆弧区62完好贴合，上述结构设置避免了小车1横向和竖向意外动作而对探伤结构造成干扰，进而保证了探伤效率及质量。

实施例2

如图1至17所示，在实施例1的基础上，探头架5上端固定连接有前、后连接杆28、29，前、后连接杆28、29另端分别安装有前、后起落架30、31，前、后起落架30、31另端均转动连接于同一起落架安装座32的两端，从而实现了起落架的闭合与张开，使得探伤装置的装卸更加快捷方便，且前、后连接杆28、29分别在前、后起落架30、31上的安装高度可调，起落架安装座32通过上述补偿杆20连接于M形的连接座14下部，上述弧形腰型孔15的上部均设置有弧形孔33，起落架安装座32上部插进M形的连接座14底部的两个缺口，起落架安装座32顶端到M形的连接座14的缺口顶端的距离与补偿杆20上端到弧形孔33顶端的距离相同，使得起落架张开并向上抬起时，补偿杆20正好可贴合进弧形孔33，可实现对下部探伤结构的限位和保持平衡，防止下部整个探伤结构偏移晃动；起落架安装座32上部左右对称设置有起落架限位板34，起落架限位板34为梯形板，起落架张开到一定程度时，其表面与梯形的起落架限位板34的斜面接触，以限制钢轨3两边起落架的张开程度；具体地，前、后连接杆28、29上设置有连接杆螺纹孔35，此处具体在前、后连接杆28、29的上部均分别设置有两个连接杆螺纹孔35，前、后起落架30、31的下部为开口状，形成一个安装口36，前、后连接杆28、29的上部位于安装口36内，安装口36对应的侧壁上均设置有腰型孔37，腰型孔37与安装口36连通，通过两个连接杆紧固螺栓38穿过腰型孔37并旋进连接杆螺纹孔35来实现前、后起落架30、31与前、后连接杆28、29的固定连接，连接杆紧固螺栓38的螺帽直径大于腰型孔37的宽度，或者可设置腰型板39，腰型板39的宽度大于腰型孔37的宽度，连接杆紧固螺栓38穿过腰型板39，并旋进连接杆螺纹孔35内，将腰型板39压紧在起落架端面，上述两种方式都可将连接杆牢固地连接于起落架上，此处选择设置腰形板37的结构形式，连接杆紧固螺栓38可在腰型孔37长度范围内调节，进而实现前、后连接杆28、29分别在前、后起落架30、31上的安装高度可调，从而改变探头架5内探头6与钢轨轨底7接触面的贴合程度。

进一步地，在前、后起落架30、31下端通过螺栓固定连接有定位杆40，定位杆40两端转动设置有定位轮41，定位轮41为台阶轮，可与钢轨轨头21的侧面及底面贴合在一起，保证了整个探伤装置稳固的设置于钢轨3上，具有导向限位的作用，探头架5的前后端均设置有一个探头导向轮42；在起落架安装座32的底部连接有踏面定位轮43，踏面定位轮43始终与轨头21踏面贴合接触，且踏面定位轮43与起落架安装座32底面之间的距离可自动补偿调节，具体地，踏面定位轮43设置于定位框44内，定位框44上开设有限位柱安装孔，起落架安装座32底部固定设置有两个限位柱45，限位柱45上套接有弹簧10，限位柱45底部穿过限位柱安装孔，且限位柱45底部具有圆形台阶，圆形台阶直径大于限位柱安装孔内径，弹簧10上端顶住起落架安装座32底面、下端顶住定位框44上端，如此设置，使得探头6在与钢轨3接触探伤的过程中，踏面定位轮43能够根据钢轨轨头21踏面的具体表面情况而自动进行上下弹性补偿，踏面定位轮43与定位轮41的组合使得整个探伤装置稳固地设置于钢轨3上，进一步使得探头6能够稳定地贴合于钢轨3的探伤区，保证了探伤质量。

进一步地，前、后起落架30、31的端面均设置有拉簧轴一46，具体在前起落架的前端面设置一个拉簧轴一46、在后起落架的后端面设置一个拉簧轴一46，起落架安装座32前后两端面上对称设置有拉簧轴二47，相对应的拉簧轴一46和拉簧轴二47之间连接有拉簧48，拉簧轴一46和拉簧轴二47外表面具有螺纹，可防止拉簧48轴向滑落，拉簧48的拉力使得钢轨3两边的定位轮41能够与钢轨轨头21的侧面及底面紧密贴合，增强了探伤装置工作的稳定性；在前、后起落架30、31上设置有钢绳座安装孔49，钢绳座安装孔49用于安装刚绳座（图中未示出），钢绳座与小车1的抬臂50通过钢绳（图中未示出）连接，使得抬起小车1的抬臂50时，钢轨3两边的起落架能够带动探头架5张开，如此设计，可以很方便地将探伤装置安装在钢轨3上，在卸下装置时，只需抬起小车1的抬臂50，即可使起落架张开，然后抬下探伤装置，需要说明的是，抬臂50在小车1上的具体位置可根据实际情况而设置，抬臂50与刚绳座之间的刚绳也可以通过滑轮（图中未示出）进行变向。

探伤装置还包括限位机构，限位机构包括限位座51，限位座51卡合于横梁4上且可沿横梁4纵向滑动，限位座51下方设置有限位板52，正常工作时，限位板52底面不与起落架限位板34顶面接触，起落架张开时，限位板52底面与起落架限位板34顶面接触，以限制探伤结构上移距离，以及在放下探伤结构过程中，防止钢轨3两侧的探头6组发生位置偏移；具体地，限位座51左右端的上部设置有限位座紧固螺栓53，限位座紧固螺栓53可旋进限位座51上部并顶紧横梁4侧面，从而实现限位座51与横梁4之间的锁紧，限位座51底端设置有限位孔以及安装于限位孔内的限位杆54，限位座51左右端的下部均设置有限位座腰型孔55，限位座腰型孔55与限位孔连通，限位杆54通过限位杆紧固螺栓56穿过限位座腰型孔55并旋进限位杆54来实现限位杆54与限位座51的固定连接，限位杆紧固螺栓56的螺帽直径大于限位座腰型孔55的宽度，限位板52通过螺栓固定连接于限位杆54底端，限位板52的安装高度可在限位座腰型孔55范围内调节，在放下起落架时，起落架可能在钢轨3两侧方向晃动，当一边晃动至高点时，起落架限位板34刚好被限位板52底面挡住，防止起落架限位板34进一步较大的晃动，进而保证安装于探头架5内的探头6能够顺利地贴合于探伤区域。

实施例3

如图9至11、17所示，在实施例2的基础上，探头架5前端（即小车1前进端）设置有钢轨3清理结构，钢轨3清理结构包括电机57、钢刷头58和电机固定座59，电机57通过电机固定座59设置于探头架5前端，钢刷头58通过联轴器60连接于电机57端部，钢刷头58贴紧钢轨3的待探伤区域，即钢轨轨腰61与轨底7之间的圆弧区62，电机57可相对电机固定座59向下自动补偿调节；还包括设置于探头架5前端端面的毛刷63，毛刷63位于钢刷头58后方，毛刷63紧密贴合于待探伤区域；具体地，电机57通过电机安装板64与电机固定座59连接，电机57固定安装于电机安装板64的前端，电机安装板64的后端与电机固定座59转动连接，电机固定座59底部与电机安装板64中部之间连接有补偿拉簧65，工作时，补偿拉簧65处于拉伸状态，如此设置，当钢刷头58磨损时，在补偿拉簧65的拉力作用下，钢刷头58可自动向下补偿，以使得钢刷头58始终紧贴钢轨轨腰61与轨底7之间的圆弧区62，并对此区域进行有效清洁，同时，毛刷63可将钢刷头58清理出来的杂质进一步扫除，保证探伤区域更加干净，进一步保证了探头6探伤过程的顺利进行。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种在役钢轨轨底全断面探伤方法,其特征在于：探伤时，在钢轨（3）两侧分别设置一组探头，两组探头相对于钢轨（3）对称，单组探头均包括至少三个探头（6），单组探头内各探头（6）与钢轨轨底（7）底面的夹角α至少为三个不同角度值、且夹角α均在35°～55°范围内，两组探头沿钢轨（3）长度方向移动进行探伤，各探头（6）均完好贴合于钢轨轨腰（61）与轨底（7）之间的圆弧区（62），各探头（6）的一次波和二次反射波对轨底（7）进行全覆盖扫查探伤。

2.根据权利要求1所述一种在役钢轨轨底全断面探伤方法，其特征在于：单组探头均设置为四个探头（6），两组八个探头（6）分别为左探头一和右探头一、左探头二和右探头二、左探头三和右探头三、左探头四和右探头四，探伤过程中，所述左探头一和右探头一、左探头二和右探头二、左探头三和右探头三、左探头四和右探头四与钢轨轨底（7）底面的夹角依次分别是α1为51°、α2为43°、α3为38.5°、α4为40.5°。

3.一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，包括小车（1）和探伤结构，其特征在于：所述探伤结构通过夹持机构设置于小车（1）底部横梁（4）上，所述探伤结构包括设置于钢轨（3）两侧的两组探头架（5）以及安装于探头架（5）内的探头（6），当探伤装置安装到钢轨（3）上时，两组探头架（5）内相对应的探头（6）相对于钢轨（3）对称，单组探头均包括至少三个探头（6），单组探头内各探头（6）与钢轨轨底（7）底面的夹角α至少为三个不同角度值、且夹角α均在35°～55°范围内，各探头均完好贴合于钢轨轨腰（61）与轨底（7）之间的圆弧区（62）。

4.根据权利要求3所述的一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，其特征在于：单组探头均设置为四个探头（6），两组八个探头（6）分别为左探头一和右探头一、左探头二和右探头二、左探头三和右探头三、左探头四和右探头四，所述左探头一和右探头一、左探头二和右探头二、左探头三和右探头三、左探头四和右探头四与钢轨轨底（7）底面的夹角依次分别是α1为51°、α2为43°、α3为38.5°、α4为40.5°。

5.根据权利要求3或4所述的一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，其特征在于：所述夹持机构可相对所述横梁（4）纵向滑动调节，所述夹持机构包括连接座（14）和横向调节螺栓（11），所述探伤结构通过横向调节螺栓（11）连接于夹持机构下部，所述横向调节螺栓（11）可调节探伤结构横向移动，所述连接座（14）通过所述横向调节螺栓（11）设置于夹持机构中部，所述连接座（14）下部纵向设置有弧形腰型孔（15），所述探伤结构通过一根穿过所述弧形腰型孔（15）的补偿杆（20）连接于所述连接座（14）下部，所述补偿杆（20）在所述弧形腰型孔（15）内的轨迹是以钢轨轨头（21）踏面中心为圆心的圆弧。

6.根据权利要求5所述的一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，其特征在于：所述夹持机构还包括夹持座（12），所述夹持座（12）顶部与横梁（4）连接，且可相对横梁（4）纵向滑动调节；所述夹持座（12）上连接有连接框（13），所述连接框（13）顶端具有限位块，所述限位块底面与夹持座（12）的顶面贴合接触，实现所述连接框（13）钩挂于夹持座（12）上，所述夹持座（12）端面具有导向凸块（18），所述连接框（13）端面具有导向槽（19），所述导向凸块（18）与导向槽（19）相匹配，实现所述连接框（13）与所述夹持座（12）之间的上下相对滑动；所述连接座上部设置有相互平行的螺纹孔（23）和定位孔（24），所述定位孔（24）内设置有定位轴（25），所述连接座（14）通过横向调节螺栓（11）和定位轴（25）分别穿过所述螺纹孔（23）和定位孔（24）固定连接于所述连接框（13）内部，所述横向调节螺栓（11）可调节连接座（14）在连接框（13）内横向移动。

7.根据权利要求6所述的一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，其特征在于：所述探头架（5）上端固定连接有前、后连接杆（28、29），所述前、后连接杆（28、29）另端分别安装有前、后起落架（30、31），所述前、后起落架（30、31）另端均转动连接于同一起落架安装座（32）的两端，且所述前、后连接杆（28、29）分别在前、后起落架（30、31）上的安装高度可调，所述起落架安装座（32）与所述补偿杆（20）固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，其特征在于：所述前、后起落架（30、31）下端通过螺栓固定连接有定位杆（40），所述定位杆（40）两端转动设置有定位轮（41），所述定位轮（41）为台阶轮，可与钢轨轨头（21）的侧面及底面贴合在一起，所述探头架（5）左右端均设置有探头导向轮（42）。

9.根据权利要求8所述的一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，其特征在于：所述前、后起落架（30、31）的侧面均设置有拉簧轴一（46），所述起落架安装座（32）前后两侧面上对称设置有拉簧轴二（47），所述拉簧轴一（46）和拉簧轴二（47）之间连接有拉簧（48），拉簧（48）的拉力使得钢轨（3）两边的定位轮（41）能够与钢轨轨头（21）侧面及底面紧密贴合。

10.根据权利要求3、4、6、7、8或9所述的一种在役钢轨轨底全断面探伤装置，其特征在于：所述探头架（5）前端设置有钢轨清理结构，所述钢轨清理结构包括电机（57）、钢刷头（58）和电机固定座（59），所述电机（57）通过电机固定座（59）设置于探头架（5）前端，所述钢刷头（58）通过联轴器（60）连接于电机（57）端部，所述钢刷头（58）贴紧钢轨（3）的待探伤区域，所述电机（57）可相对所述电机固定座（59）向下自动补偿调节；还包括设置于探头架（5）前端端面的毛刷（63），所述毛刷（63）位于所述钢刷头（58）后方，所述毛刷（63）紧密贴合于待探伤区域。