CN110824004A - 一种动车组定期落轮检测系统 - Google Patents

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张�浩
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Abstract

本发明公开了一种动车组定期落轮检测系统，包括地面轨道单元、轮对控制机构和固定式车轮车轴探伤设备，地面轨道单元包括并排设置的两条走行轨，每条走行轨上均设置所述轮对控制机构；对于各轮对控制机构而言，其各自包括轮对移动控制机构和转轮机构，并且所述轮对移动控制机构包括驱动缸和摆动杆；所述转轮机构包括驱动电机及由驱动电机驱动旋转的转轮，以与轮对控制机构的滚轮配合来使轮对旋转；所述固定式车轮车轴探伤设备包括龙门架单元A、车轮检测单元A和车轴检测单元A，所述龙门架单元A上设置有升降装置A，所述升降装置A上安装所述车轮检测单元A。本系统能够有效监控动车关键部件的质量状况，切实保障动车运行安全。

Description

一种动车组定期落轮检测系统
技术领域
本发明属于动车检修设备领域，更具体地，涉及一种动车组定期落轮检测系统。
背景技术
动车组在结构上具备结构复杂、零部件多、底板高度低、侧面裙板封闭等特点。在高速运行状态下，任何细小、细微的故障都有可能引发重大事故。为全面保障高速动车组关键部件的安全，传统的检修方法运用缺陷检测，采用三级探伤技术体系：日常动态检测、定期在线检测和定期落轮检测，在各检测层次上使用不同组合的探伤设备，三个层次的检测设备从检测频次和覆盖范围上互为补充，共同保证高速动车组的轮对安全。
中国高速动车检修基地和高速动车运用所按照动车组轮对综合探伤体系配置了关键部件综合检测设备，全面保障动车组运行安全。但是，在动车组运行初期的几年里，由于动车组本身设计、制造工艺较高，传统的检修方法不会暴露较大的问题，但是随着动车组的高强度使用，各种结构异常会越来越多，我国高速动车组轮对运用缺陷检测管理上依然存在着在动车组轮对探伤技术体系落实中相应的探伤设备配属量不足，技术手段尚不先进和运用缺陷信息分散，没有得到有效的整合从而形成闭环管理等问题。
目前，针对动车组关键部件定期在线进行的无损检测，主要是利用声、光、磁和电特性，通过超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测以及涡流检测等手段，在不影响使用性能的前提下，检测关键部件的缺陷，不均匀性，给出大小，位置，性质，数量等信息。
各种检测方法侧重点不同，需要组合使用，共同保证列车关键部件的运行安全。为提高检测结果可靠性，应根据设备材质、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式，预计可能产生的缺陷种类、形状、部位和取向，需要选择最适当无损检测方法组合。
动车组高速运行状态下，微小的故障也可能导致巨大的事故。所以动车组高复杂度，凸显传统检测模式的不足，传统检测模式，一般需要人工在地沟内手动定位探头载体，设备笨重，自动化程度低，同时探头载体庞大，不能柔性适应不同轮型副板结构，需要有一种全新的定期落轮检测手段来提高对动车组结构故障的全面监测。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种动车组定期落轮检测系统，其检测全面，可保障动车组的安全可靠。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种动车组定期落轮检测系统，包括地面轨道单元、轮对控制机构和固定式车轮车轴探伤设备，其特征在于，
所述地面轨道单元包括并排设置的两条走行轨，每条所述走行轨上分别设置一所述轮对控制机构；
对于各轮对控制机构而言，其各自包括轮对移动控制机构和转轮机构，并且所述轮对移动控制机构包括驱动缸和摆动杆，所述驱动缸的缸体的下端通过水平设置的第一铰轴铰接在该地面轨道单元上，所述摆动杆的下端通过水平设置的第二铰轴铰接在该地面轨道单元上而上端可转动安装有滚轮，沿着该摆动杆的纵向设置有长条槽，该驱动缸的活塞杆露出缸体的一端穿过该长条槽内并且在该端安装有两个第一限位块，该摆动杆位于这两个第一限位块之间，以使活塞杆可沿该长条槽的纵向移动及使该活塞杆可带动该摆动杆摆动，从而控制轮对在地面轨道单元上的移动；所述转轮机构包括驱动电机及由驱动电机驱动旋转的转轮，以与轮对控制机构的滚轮配合来使轮对旋转；所述第一铰轴、第二铰轴、滚轮和转轮的中心线相互平行；
所述固定式车轮车轴探伤设备包括龙门架单元A、车轮检测单元A和车轴检测单元A，所述龙门架单元A上设置有升降装置A，所述升降装置A上安装所述车轮检测单元A，以用于带动该车轮检测单元A上下移动，从而使车轮检测单元A实现对轮对的车轮的探伤检测，所述车轴检测单元A设置有两个，以用于对这两个车轴检测单元A之间的轮对进行探伤检测。
优选地，还包括固定式车轮相控阵探伤设备，所述固定式车轮相控阵探伤设备包括运动小车单元A、龙门架单元B和车轮检测单元B，所述轮对经所述固定式车轮车轴探伤设备探伤检测后拆分为车轮和车轴，所述运动小车单元A设置在地面轨道单元上，以用于运输拆分的车轮并将拆分的车轮移动到指定位置，所述运动小车单元A上设置有转轮机构，以用于带动拆分的该车轮旋转，所述龙门架单元B上设置有升降装置B，所述升降装置B上安装所述车轮检测单元B，以用于带动该车轮检测单元B上下移动，从而使车轮检测单元B实现对拆分的该车轮的探伤检测。
优选地，还包括固定式车轴相控阵探伤设备，所述固定式车轴相控阵探伤设备包括运动小车单元B、龙门架单元C和车轴检测单元B，所述轮对经所述固定式车轴车轴探伤设备探伤检测后拆分为车轮和车轴，所述运动小车单元B设置在地面轨道单元上，以用于运输该车轴并将该车轴移动到指定位置，所述龙门架单元C上设置有升降装置C，所述升降装置C上安装两个所述车轴检测单元B，以用于带动该车轴检测单元B上下移动，从而使两个车轴检测单元B实现对这两个车轴检测单元B之间的该车轴的探伤检测。
优选地，每条走行轨上的移动控制机构设置有多个，转轮机构设置在其中任意相邻的两个移动控制机构之间。
优选地，每个所述移动控制机构的摆杆均靠近该转轮机构的一侧而驱动缸均背离该转轮机构。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1)本系统实现了对动车运行部件定期落轮检测，能够有效监控动车关键部件的质量状况，切实保障动车运行安全。
2)本系统以人机结合的方式实现全面检和重点检相结合，利用动车组结构规范统一、编组固定、线路运行规律的特点，采用相控阵超声和常规超声综合探伤技术，提高了动车组隐蔽故障发现能力和故障产生初期的预警能力，增强了动车组运行的安全防范水平，为杜绝动车组带病运行提供了有效手段。
3)本系统优化了系统布局，具备自动标定功能，缩短探伤了分析时间，提高探伤效率，且探伤能力上更强，可以适应不同轮型副板结构。
4)本发明可以保障动车组的安全可靠，实现高铁动车组走行部的安全可靠运行，本检测方法同样可适用于机车、车辆及地铁领域。
附图说明
图1是固定式车轮车轴探伤设备的示意图；
图2是固定式车轮相控阵探伤设备的示意图；
图3是固定式车轴相控阵探伤设备的示意图；
图4是本发明中轮对控制机构的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参照图1、图4，一种动车组定期落轮检测系统，包括地面轨道单元1、轮对控制机构和固定式车轮车轴探伤设备3，所述地面轨道单元1包括并排设置的两条走行轨，每条所述走行轨上分别设置一所述轮对控制机构；
对于各轮对控制机构而言，其各自包括轮对移动控制机构2和转轮机构4，并且所述轮对移动控制机构2包括驱动缸21和摆动杆22，所述驱动缸21的缸体的下端通过水平设置的第一铰轴铰接在该地面轨道单元1上，所述摆动杆22的下端通过水平设置的第二铰轴铰接在该地面轨道单元1上而上端可转动安装有滚轮23，沿着该摆动杆22的纵向设置有长条槽，该驱动缸21的活塞杆露出缸体的一端穿过该长条槽内并且在该端安装有两个第一限位块，该摆动杆22位于这两个第一限位块之间，以使活塞杆可沿该长条槽的纵向移动及使该活塞杆可带动该摆动杆22摆动，从而控制轮对7在地面轨道单元1上的移动；所述转轮机构4包括驱动电机及由驱动电机驱动旋转的转轮，以与轮对控制机构的滚轮23配合来使轮对7旋转；所述第一铰轴、第二铰轴、滚轮23和转轮的中心线相互平行；
所述固定式车轮车轴探伤设备3包括龙门架单元A31、车轮检测单元A33和车轴检测单元A34，所述龙门架单元A31上设置有升降装置A32，所述升降装置A32上安装所述车轮检测单元A33，以用于带动该车轮检测单元A33上下移动，从而使车轮检测单元A33实现对轮对7的车轮71的探伤检测，所述车轴检测单元A34设置有两个，以用于对这两个车轴检测单元A34之间的轮对7进行探伤检测。参照图1，刚开始时，轮对7并未安装在探伤设备上，而是通过轮对控制机构控制在地面轨道单元1上滚动，轮对控制机构的摆动杆22的摆动可以推动轮对7在地面轨道单元1上移动，从而进入固定式车轮车轴探伤设备3的检测区域进行探伤检测。车轮检测单元A33固定在龙门架单元A31的升降装置A32上，车轴检测单元A34固定在地面上，车轮检测单元A33通过控制单元控制升降装置A32，进行微调选择合适的检测位置，控制单元可以同时控制地面轨道单元1上的转轮机构4转动轮对7以对轮对7进行全方位检测。利用相控阵超声和常规超声综合探伤技术，同工位一体化自动检测落轮镟修后车轮71的轮辋、轮辐、轮毂和车轴72内部缺陷及疲劳裂纹。
参照图2，还包括固定式车轮相控阵探伤设备5，所述固定式车轮相控阵探伤设备5包括运动小车单元A51、龙门架单元B52和车轮检测单元B54，所述轮对7经所述固定式车轮车轴探伤设备3探伤检测后拆分为车轮71和车轴72，所述运动小车单元A51设置在地面轨道单元1上，以用于运输拆分的车轮71并将拆分的车轮71移动到指定位置，所述运动小车单元A51上设置有转轮机构4，以用于带动拆分的该车轮71旋转，所述龙门架单元B52上设置有升降装置B53，所述升降装置B53上安装所述车轮检测单元B54，以用于带动该车轮检测单元B54上下移动，从而使车轮检测单元B54实现对拆分的该车轮71的探伤检测拆装后的车轮71，通过天车吊装，放在运动小车单元A51上，运动小车单元A51沿地面轨道单元1进入固定式车轮相控阵探伤设备5，检测单元控制龙门架单元B52的升降装置B53将车轮检测单元调整到合适位置，对车轮71进行检测。同时运动小车单元A51上的转轮装置对车轮71进行转动，进行全方位的检测。利用相控阵和常规超声组合探伤技术自动检测拆解和/或镟修后车轮71的轮辋、轮辐和轮毂缺陷。
参照图3，本系统还包括固定式车轴相控阵探伤设备6，所述固定式车轴相控阵探伤设备6包括运动小车单元B61、龙门架单元C62和车轴检测单元B64，所述轮对7经所述固定式车轴探伤设备探伤检测后拆分为车轮71和车轴72，所述运动小车单元B61设置在地面轨道单元1上，以用于运输该车轴72并将该车轴72移动到指定位置，所述龙门架单元C62上设置有升降装置C，所述升降装置C上安装两个所述车轴检测单元B64，以用于带动该车轴检测单元B64上下移动，从而使两个车轴检测单元B64实现对这两个车轴检测单元B64之间的该车轴72的探伤检测。参照图4，拆装后的车轴72，通过天车吊装到地面轨道单元1上的运动小车B上，进入固定式车轴相控阵探伤设备6的检测区域后，控制单元通过龙门架单元C62上的升降装置C控制车轴检测单元B64，微调到合适检测位置进行车轴72的检测。固定式车轴相控阵探伤设备6安装在检修库或新造车轴72厂中，采用相控阵超声和常规超声综合探伤技术，自动检测车轴72各部位缺陷。
进一步，每条走行轨上的移动控制机构设置有多个，转轮机构4设置在其中任意相邻的两个移动控制机构之间，每个所述移动控制机构的摆动杆22均靠近该转轮机构4的一侧而驱动缸21均背离该转轮机构4。驱动缸21驱动摆动杆22摆动可以推动轮对7移动，而迎着轮对7的摆动杆22不动时，可以阻挡轮对7的移动让轮对7停止移动，从而实现对轮对7的限位。
本发明的固定式车轮车轴探伤设备3先进行轮对7的车轮71和车轴72的整体缺陷，判断是否有必要进行拆分为车轮71和车轴72进行更加细致的探伤，而固定式车轮相控阵探伤设备5和固定式车轴相控阵探伤设备6作为固定式车轮车轴探伤设备3的补充检测装备，可以加强检测的准确率。上述三个探伤设备可以组合使用。检测时，先进行固定式车轮71和车轴72探伤，如有需要，可以将车轮71和车轴72拆卸开来进行分别探伤，即固定式车轮相控阵探伤设备5进行车轮71探伤，固定式车轴相控阵探伤设备6进行车轴72探伤。三个探伤设备检测结果通过控制单元进行控制，并将获得的探伤信息进行综合处理，得出车轮71和车轴72的缺陷信息。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种动车组定期落轮检测系统，包括地面轨道单元、轮对控制机构和固定式车轮车轴探伤设备，其特征在于，
所述地面轨道单元包括并排设置的两条走行轨，每条所述走行轨上分别设置一所述轮对控制机构；
对于各轮对控制机构而言，其各自包括轮对移动控制机构和转轮机构，并且所述轮对移动控制机构包括驱动缸和摆动杆，所述驱动缸的缸体的下端通过水平设置的第一铰轴铰接在该地面轨道单元上，所述摆动杆的下端通过水平设置的第二铰轴铰接在该地面轨道单元上而上端可转动安装有滚轮，沿着该摆动杆的纵向设置有长条槽，该驱动缸的活塞杆露出缸体的一端穿过该长条槽内并且在该端安装有两个第一限位块，该摆动杆位于这两个第一限位块之间，以使活塞杆可沿该长条槽的纵向移动及使该活塞杆可带动该摆动杆摆动，从而控制轮对在地面轨道单元上的移动；所述转轮机构包括驱动电机及由驱动电机驱动旋转的转轮，以与轮对控制机构的滚轮配合来使轮对旋转；所述第一铰轴、第二铰轴、滚轮和转轮的中心线相互平行；
所述固定式车轮车轴探伤设备包括龙门架单元A、车轮检测单元A和车轴检测单元A，所述龙门架单元A上设置有升降装置A，所述升降装置A上安装所述车轮检测单元A，以用于带动该车轮检测单元A上下移动，从而使车轮检测单元A实现对轮对的车轮的探伤检测，所述车轴检测单元A设置有两个，以用于对这两个车轴检测单元A之间的轮对进行探伤检测。
2.根据权利要求1所述的一种动车组定期落轮检测系统，其特征在于，还包括固定式车轮相控阵探伤设备，所述固定式车轮相控阵探伤设备包括运动小车单元A、龙门架单元B和车轮检测单元B，所述轮对经所述固定式车轮车轴探伤设备探伤检测后拆分为车轮和车轴，所述运动小车单元A设置在地面轨道单元上，以用于运输拆分的车轮并将拆分的车轮移动到指定位置，所述运动小车单元A上设置有转轮机构，以用于带动拆分的该车轮旋转，所述龙门架单元B上设置有升降装置B，所述升降装置B上安装所述车轮检测单元B，以用于带动该车轮检测单元B上下移动，从而使车轮检测单元B实现对拆分的该车轮的探伤检测。
3.根据权利要求1所述的一种动车组定期落轮检测系统，其特征在于，还包括固定式车轴相控阵探伤设备，所述固定式车轴相控阵探伤设备包括运动小车单元B、龙门架单元C和车轴检测单元B，所述轮对经所述固定式车轴车轴探伤设备探伤检测后拆分为车轮和车轴，所述运动小车单元B设置在地面轨道单元上，以用于运输该车轴并将该车轴移动到指定位置，所述龙门架单元C上设置有升降装置C，所述升降装置C上安装两个所述车轴检测单元B，以用于带动该车轴检测单元B上下移动，从而使两个车轴检测单元B实现对这两个车轴检测单元B之间的该车轴的探伤检测。
4.根据权利要求1所述的一种动车组定期落轮检测系统，其特征在于，每条走行轨上的移动控制机构设置有多个，转轮机构设置在其中任意相邻的两个移动控制机构之间。
5.根据权利要求4所述的一种动车组定期落轮检测系统，其特征在于，每个所述移动控制机构的摆杆均靠近该转轮机构的一侧而驱动缸均背离该转轮机构。
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