CN108732241A - 火车轮轴超声探伤机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火车轮轴超声探伤机，包括台架和至少一组轴身探伤机构，轴身探伤机构包括第一基座、机械臂和用于与轴身接触进行检测探伤的轴身检测探头，第一基座与台架连接，机械臂以可横向水平旋转的方式与第一基座配合设置，轴身检测探头以可旋转摆动的方式与机械臂的末端配合设置；能使得轴身检测探头总能以法线接触车轴并与轴线平行，且机械臂的水平旋转可用于保证轴身检测探头的沿车轴轴轴向的应和在横向方向上的移动的自由度不相互干扰，检测时只需将轴身检测探头向下按压到接触轴身，探头就会与轴身接触进行探伤检测，使用方便且工作稳定，在检测中大大降低了因操作员身体疲劳造成的检测误差，大大提高了检出概率。
Description
技术领域
本发明涉及轴类零件探伤技术领域，特别涉及一种火车轮轴超声探伤机。
背景技术
随着铁路运输车辆速度的不断提高和载重的不断增加，对车辆行走部件的质量也提出了更高的要求。车轴是保证轨道车辆稳定运行的重要部件之一，轨道车辆在运行过程中，车轴承受着频繁交替的载荷，在不同运行条件下，车轴所受到的载荷也不尽相同，车轴中一旦出现损伤，并发生扩大发展，严重时将会导致脱轨事故。目前，我国各机车生产企业及检修单位大部分采用手工探伤的方式进行车轴内部的损伤检测，探伤结果与操作者的技术水平及操作方法有着非常直接的关系，手工扫查速度过快容易漏探，扫查速度过慢则效率低下，探头与工件之间的耦合不佳容易发生漏探。且在检测中身体疲劳以及压装轴承产生的结构噪声，严重降低了检出概率。因此，亟需一种使用方便，检出率检出效果更好的探伤装置。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种火车轮轴超声探伤机，其使用方便，检出率和检测效果具佳，可解决本申请背景技术中所记载的问题。
本发明的一种火车轮轴超声探伤机，包括台架和设置在台架上的至少一组轴身探伤机构，轴身探伤机构包括第一基座、机械臂和用于与轴身接触进行超声检测探伤的轴身检测探头，第一基座与台架连接，机械臂以可横向水平旋转的方式与第一基座配合设置，轴身检测探头以可旋转摆动的方式与机械臂的末端配合设置。
进一步，机械臂包括大臂、小臂和末端执行臂，小臂以可横向水平旋转的方式与大臂配合设置，末端执行臂以可横向水平旋转的方式与小臂配合设置，轴身检测探头以可旋转摆动的方式设置在末端执行臂上。
进一步，大臂包括第一臂座、大臂臂体和第二臂座，第一臂座以可横向水平旋转的方式与第一基座配合，小臂与第二臂座以可横向水平旋转的方式配合设置，大臂臂体包括上下并列布置的两个连杆，两连杆的两端分别对应与第一臂座和第二臂座铰接配合设置形成可竖向上下调整的平行四边形连杆结构。
进一步，轴身检测探头的旋转轴线、小臂的旋转轴线、末端执行臂的旋转轴线和第一臂座的旋转轴线相互平行。
进一步，轴身检测探头包括轴身探头本体和在轴身探头本体的横向两侧上设置的用于与轮轴轴身耦合的轴身磁性吸盘。探头本体的工作面与车轮轴的轴身外侧面相适形。
进一步，机械臂还包括至少一个设置在大臂上并用于在轴身探头本体压到车轴轴身上时提供向下保持力的气动弹簧杆，气动弹簧杆一端与第一臂座活动连接，另一端与大臂臂体活动连接。
进一步，火车轮轴超声探伤机还包括至少一个用于对车轮轴的轴端面进行检测的轴端探伤机构，轴端探伤机构包括第二基座、支撑杆和轴端检测探头，第二基座与台架连接，支撑杆横向水平设置并以可绕自身轴线旋转的方式与第二基座配合设置，轴端检测探头旋转配合设置于支撑杆的末端。
进一步，轴身检测探头通过第一关节轴承实现与末端执行臂的旋转摆动配合，支撑杆通过第二关节轴承实现与第二基座的旋转摆动配合，轴端检测探头通过第三关节轴承实现与支撑杆的旋转摆动配合，第三关节轴承的轴向中心线与第二关节轴承的轴向中心线在横向水平方向上相互垂直。
进一步，支撑杆为可伸缩结构，且支撑杆远离轴端检测探头一端设置有配重块。
进一步，轴端检测探头包括固定板和设置在固定板上的至少一个轴端检测探头本体，轴端检测探头本体上设置有轴端磁性吸盘。
本发明的有益效果：本发明的火车轮轴超声探伤机，由于轴身探伤机构的机械臂可在横向水平方向上旋转，轴向检测探头以可旋转摆动的方式设置在机械臂的末端，能使得轴身检测探头总能以法线接触车轴并与轴线平行，且机械臂的水平旋转可用于保证轴身检测探头的沿车轴轴轴向的应和在横向方向上的移动的自由度不相互干扰，检测时只需将轴身检测探头向下按压到接触轴身，探头就会与轴身接触进行探伤检测，使用方便且工作稳定，在检测中大大降低了因操作员身体疲劳造成的检测误差，大大提高了检出概率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明整体结构示意图。
具体实施方式
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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围内。
本发明提出一种火车轮轴超声探伤机。
参照图1，图1为本发明整体结构示意图，如图所示：本实施例的包括台架1和设置在台架1上的至少一组轴身探伤机构2，轴身探伤机构2包括第一基座2-1、机械臂和用于与轴身接触进行超声检测探伤的轴身检测探头2-2，第一基座2-1与台架1连接，机械臂以可横向水平旋转的方式与第一基座2-1配合设置，轴身检测探头2-2以可旋转摆动的方式与机械臂的末端配合设置。其中，台架1可为由两立杆1-1和连接两立杆1-1上端部的横杆1-2共同构成的龙门架，轴身探伤机构2的第一基座2-1安装在台架1的横杆1-2上，轴身探伤机构2可设置一组、两组或多于两组，另外，基座为竖向方向设置，与台架1的横杆1-2相垂直，基座上设置有机械臂安装座；在使用时，将车轮轴4置于台座3上，台座3上设置用于对车轮轴4支撑的支撑座，龙门架设置在台座3上，进行探伤检测时，通过手动将轴身检测探头2-2按压使其与车轮轴4的轴身形成接触即可，由于机械臂可在横向水平方向上旋转，且轴身检测探头2-2可相对机械臂的末端旋转摆动，使得轴身探伤机构2的自由度大大提高，能使得轴身检测探头2-2总能以法线接触车轴并与轴线平行，且机械臂的水平旋转可用于保证轴身检测探头2-2的沿车轴轴轴向的应和在横向方向上的移动的自由度不相互干扰，检测时只需将轴身检测探头2-2向下按压到接触轴身，探头就会与轴身接触进行探伤检测，使用方便且工作稳定，在检测中大大降低了因操作员身体疲劳造成的检测误差，大大提高了检出概率。另外，其中的横向水平是指在与地面相平行或接近平行的水平方向上，下面所指横向水平与此处均相同。
本实施例中，机械臂包括大臂、小臂2-5和末端执行臂2-6，小臂2-5以可横向水平旋转的方式与大臂配合设置，末端执行臂2-6以可横向水平旋转的方式与小臂2-5配合设置，轴身检测探头2-2以可旋转的方式设置在末端执行臂2-6上。大臂包括第一臂座2-10、大臂臂体和第二臂座2-4，第一臂座2-10以可横向水平旋转的方式与第一基座2-1配合，小臂2-5与第二臂座2-4以可横向水平旋转的方式配合设置，大臂臂体包括上下并列布置的两个连杆2-3，两连杆2-3的两端分别对应与第一臂座2-10和第二臂座2-4铰接配合设置形成可竖向上下调整的平行四边形连杆结构。其中，竖向是指与地面相垂直的方向，即大臂为与地面相垂直设置的平行四边形连杆机构，在基座上设置有第一旋转轴承2-8，第一臂座2-10与第一旋转轴承2-8转动配合，第二臂座2-4上设置有第二旋转轴承，小臂2-5的一端与第二旋转轴承转动配合，末端执行臂2-6与小臂2-5的另一端通过第三旋转轴承转动配合，在末端执行臂2-6的末端设置有第一关节轴承2-7，轴身检测探头2-2通过第一关节轴承2-7实现与末端执行臂2-6的旋转摆动配合，即轴向检测探头即可相对末端执行臂2-6旋转转动，也可做横向方向上的摆动。通过大臂、小臂2-5和末端执行臂2-6之间相互间可做相对旋转运动，增加了机械臂在横向水平方向上的变向幅度和灵活性；另外，由于大臂为平行四边形连杆结构，使得机械臂整体可在垂直于地面的上下方向上产生一定的可运动幅度，且使探头在上下移动时垂直状态不变，方便末端设置的轴身检测探头2-2与车轮轴4轴身的平顺贴合接触。同时，整个轴身探伤机构2可防止轴身检测探头2-2随车轮轴4转动。
本实施例中，轴身检测探头2-2的旋转轴线a、小臂2-5的旋转轴线b、末端执行臂2-6的旋转轴线c和第一臂座2-10的旋转轴线d相互平行；其中旋转轴线a为第一关节轴承2-7的中心线，旋转轴线b为第二旋转轴承的中心线，旋转轴线c为第三旋转轴承的中心线，旋转轴线d为第一旋转轴承2-8的中心线，该四个旋转轴线均为垂直于地面且相互平行。第一关节轴承2-7为杆端关节轴承，包括连接杆段、与连接杆段一体成型的外圈和设置在外圈内并可与外圈形成球面配合的内圈，轴身检测探头2-2上设置有连接柱，连接柱与第一关节轴承2-7的内圈固定连接，即可实现旋转，也可实现多方向的摆动，第一关节轴承2-7的中心线是指其外圈的轴向中心线。
本实施例中，轴身检测探头2-2包括轴身探头本体和在轴身探头本体的横向两侧上设置的用于与轮轴轴身耦合的轴身磁性吸盘2-9。探头本体的工作面与车轮轴4的轴身外侧面相适形。
另外，机械臂还包括至少一个设置在大臂上并用于在轴身探头本体压到车轴轴身上时提供向下保持力的气动弹簧杆2-11，气动弹簧杆2-11一端与第一臂座2-10活动连接，另一端与大臂臂体活动连接。其中，气动弹簧杆2-11为分列大臂横向两侧设置的两个，在进行探伤检测时，轴身检测探头2-2通过轴身磁性吸盘2-9直接吸附在车轮轴4轴身上，气动弹簧杆2-11为轴身检测探头2-2本体与车轮轴4轴身的接触提供向下的保持力，从而使得探头本体稳定的保持在轴身上。
本实施例中，火车轮轴超声探伤机还包括至少一个用于对车轮轴4的轴端面进行检测的轴端探伤机构5，轴端探伤机构5包括第二基座5-1、支撑杆5-2和轴端检测探头，第二基座5-1与台架1连接，支撑杆5-2横向水平设置并以可绕自身轴线旋转的方式与第二基座5-1配合设置，轴端检测探头旋转配合设置于支撑杆5-2的末端。如图所示，轴端探伤机构5对应车轮轴4的两端各设置一组。在台架1的立杆1-1上设置有一在横向上与其垂直的固定杆，第二基座5-1固定设置在固定杆上。
本实施例中，轴身检测探头2-2通过第一关节轴承2-7实现与末端执行臂2-6的旋转摆动配合，支撑杆5-2通过第二关节轴承5-3实现与第二基座5-1的旋转摆动配合，轴端检测探头通过第三关节轴承5-4实现与支撑杆5-2的旋转摆动配合，第三关节轴承5-4的轴向中心线与第二关节轴承5-3的轴向中心线在横向水平方向上相互垂直。第一关节轴承2-7、第二关节轴承5-3和第三关节轴承5-4均为杆端关节轴承，包括连接杆段、与连接杆段一体成型的外圈和设置在外圈内并可与外圈形成球面配合的内圈，轴身检测探头2-2上设置有连接柱，连接柱与第一关节轴承2-7的内圈固定连接，即可实现旋转，也可实现多方向的摆动，第一关节轴承2-7的中心线是指其外圈的轴向中心线；支撑杆5-2内套在第二关节轴承5-3的内圈内，第二关节轴承5-3的轴向中心线是指其外圈的轴向中心线；轴端检测探头的固定板上同样设置有连接柱，其连接柱内套在第三关节轴承5-4的内圈内，第三关节轴承5-4的轴向中心线是指其外圈的轴向中心线；第一关节轴承2-7的连接杆段与末端执行臂2-6固定连接，第二关节轴承5-3的连接杆段与第二基座5-1固定连接，第三关节轴承5-4的连接杆段与支撑杆5-2固定连接，且第三关节轴承5-4的连接杆段与支撑杆5-2同轴或平行设置，在水平方向上，第三关节轴承5-4的轴向中心线与车轮轴4的轴线相平行。
本实施例中，支撑杆5-2为可伸缩结构，且支撑杆5-2远离轴端检测探头一端设置有配重块5-5。本实施例中，轴端检测探头包括固定板5-6和设置在固定板5-6上的至少一个轴端检测探头本体5-7，轴端检测探头本体上设置有轴端磁性吸盘，固定板的相对轴端检测探头本体的相反一侧上设置有用于与所述第二关节轴承连接的连接柱，支撑杆的端部固定设有用于安装所述第二关节轴承的L形支座。伸缩结构的支撑杆5-2使轴端检测探头能适应水平方向上可能出现的位置变化，配重块5-5用来平衡轴端检测探头在垂直方向上受重力的影响，轴端磁性吸盘能使探头与轴端产生一定的耦合力，保证耦合良好，同时，整个轴端探伤机构5可防止探头随车轴转动。
另外，轴身探头本体和轴端探头本体可为磁粉探伤探头或超声波探伤探头，本实施例中采用超声波探伤，可以采用现有任意结构的超声波探伤探头，可为单探头结构，也可为至少两单探头组成的组合探头，实现在不损坏工件的情况下对被测物进行检测。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种火车轮轴超声探伤机，其特征在于：包括台架和设置在台架上的至少一组轴身探伤机构，所述轴身探伤机构包括第一基座、机械臂和用于与轴身接触进行超声检测探伤的轴身检测探头，所述第一基座与所述台架连接，所述机械臂以可横向水平旋转的方式与所述第一基座配合设置，所述轴身检测探头以可旋转摆动的方式与所述机械臂的末端配合设置。
2.根据权利要求1所述的火车轮轴超声探伤机，其特征在于：所述机械臂包括大臂、小臂和末端执行臂，所述小臂以可横向水平旋转的方式与所述大臂配合设置，所述末端执行臂以可横向水平旋转的方式与所述小臂配合设置，所述轴身检测探头以可旋转摆动的方式设置在所述末端执行臂上。
3.根据权利要求2所述的火车轮轴超声探伤机，其特征在于：所述大臂包括第一臂座、大臂臂体和第二臂座，所述第一臂座以可横向水平旋转的方式与所述第一基座配合，所述小臂与所述第二臂座以可横向水平旋转的方式配合设置，所述大臂臂体包括上下并列布置的两个连杆，两连杆的两端分别对应与所述第一臂座和第二臂座铰接配合设置形成可竖向上下调整的平行四边形连杆结构。
4.根据权利要求3所述的火车轮轴超声探伤机，其特征在于：所述轴身检测探头的旋转轴线、所述小臂的旋转轴线、所述末端执行臂的旋转轴线和所述第一臂座的旋转轴线相互平行。
5.根据权利要求1所述的火车轮轴超声探伤机，其特征在于：所述轴身检测探头包括轴身探头本体和在轴身探头本体的横向两侧上设置的用于与轮轴轴身耦合的轴身磁性吸盘。
6.根据权利要求3所述的火车轮轴超声探伤机，其特征在于：所述机械臂还包括至少一个设置在大臂上并用于在轴身探头本体压到车轴轴身上时提供向下保持力的气动弹簧杆，所述气动弹簧杆一端与第一臂座活动连接，另一端与大臂臂体活动连接。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的火车轮轴超声探伤机，其特征在于：所述火车轮轴超声探伤机还包括至少一个用于对车轮轴的轴端面进行检测的轴端探伤机构，所述轴端探伤机构包括第二基座、支撑杆和轴端检测探头，所述第二基座与所述台架连接，所述支撑杆横向水平设置并以可旋转摆动的方式与所述第二基座配合设置，所述轴端检测探头以可相对旋转摆动的方式设置于所述支撑杆上。
8.根据权利要求7所述的火车轮轴超声探伤机，其特征在于：所述轴身检测探头通过第一关节轴承实现与末端执行臂的旋转摆动配合，所述支撑杆通过第二关节轴承实现与第二基座的旋转摆动配合，所述轴端检测探头通过第三关节轴承实现与支撑杆的旋转摆动配合，所述第三关节轴承的轴向中心线与所述第二关节轴承的轴向中心线在横向水平方向上相互垂直。
9.根据权利要求7所述的火车轮轴超声探伤机，其特征在于：所述支撑杆为可伸缩结构，且所述支撑杆远离轴端检测探头一端设置有配重块。
10.根据权利要求8所述的火车轮轴超声探伤机，其特征在于：所述轴端检测探头包括固定板和设置在固定板上的至少一个轴端检测探头本体，所述轴端检测探头本体上设置有轴端磁性吸盘。
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