CN111220712A - 一种焊轨基地钢轨焊接接头焊缝的全断面探伤设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊轨基地钢轨焊接接头焊缝的全断面探伤设备和方法，包括F底座、滑动设置在F底座上的下部探伤系统、两个设置在F底座上的支撑支柱、设置在支撑支柱上的F顶座和滑动设置在F顶座上的上部探伤系统，上部探伤系统滑动的方向与下部探伤系统滑动的方向平行，所述的下部探伤系统包括轨底侧探伤结构和轨底上轮廓探伤结构，所述的上部探伤系统包括轨头侧探伤结构和钢轨上部探伤结构。本发明的有益效果是：本方案能够从多个方向针对钢轨的轨底侧、轨底上轮廓、轨头侧、轨腰、轨头下颚进行探伤，实现钢轨全断面探伤，并且能够实现自动化探伤以提高探伤的效率和精度。

Description

一种焊轨基地钢轨焊接接头焊缝的全断面探伤设备和方法

技术领域

本发明涉及轨道探伤技术领域，具体的说，是一种焊轨基地钢轨焊接接头焊 缝的全断面探伤设备和方法。

背景技术

随着我国铁路的全面提速、扩容、升级，以及客运专线、高速重载铁路的快 速发展，对钢轨焊接接头质量提出了更高的要求。钢轨焊接接头质量控制直接影 响着铁路运输生产和行车安全，因此，从提高探伤标准与使用新型设备出发，对 钢轨焊缝和热影响区实现单双探头全断面探伤，是提高焊缝探伤检测能力，保证 焊接接头无伤出厂的双保险策略，也是保证铁路行车安全的有效手段。特别是高 速客运专线，这项工作显得尤为重要。

我国主要采用固定钢轨的闪光焊焊接钢轨，闪光焊是一种生产效率高、质量 相对稳定可靠的钢轨焊接方法，也是目前国内外运用最广泛的一种轨焊接方法。 闪光焊在焊接过程中，由于焊接设备、工艺参数不稳定，钢轨几何尺寸超标，以 及钢轨母材材质等问题。焊接接头会产生各种缺陷，按类型分，主要有以下2种：

1、体积状或点状的缺陷，如疏松和夹渣等；

2、平面状的缺陷，如灰斑、未焊合等，其中平面状缺陷十分危险，它不仅 减小了钢轨的有效截面，而且还可造成应力集中，甚至导致焊缝拉开或钢轨断裂。

目前，闪光焊钢轨出厂前的焊缝接头探伤存在以下问题：

1、采用人工手持探头进行探伤，影响因素多，扫查范围不全面，人工识别、 判断，探伤结果不可靠，安全技术没有保障；

2、对于平面状缺陷，必须使用双探头K型和串列式探伤方法，操作复杂， 对探伤操作人员的技术等级和技能要求高，手动探伤难实现；

3、探伤效率低，探伤工序是制约焊轨流水线生产的一个瓶颈；

4、信息化水平低，不利于探伤数据的保存，以及不能通过数据统计分析改 善焊接工艺。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种焊轨基地钢轨焊接接头 焊缝的全断面探伤设备，用于对焊轨基地钢轨厂焊焊缝的全断面进行探伤，并且 有利于实现自动化探伤以提高探伤的效率和精度。

本发明通过下述技术方案实现：一种焊轨基地钢轨焊接接头焊缝的全断面探 伤设备，包括F底座、滑动设置在F底座上的下部探伤系统、两个设置在F底座 上的支撑支柱、设置在支撑支柱上的F顶座和滑动设置在F顶座上的上部探伤系 统，上部探伤系统滑动的方向与下部探伤系统滑动的方向平行，所述的下部探伤 系统包括轨底侧探伤结构和轨底上轮廓探伤结构，所述的上部探伤系统包括轨头 侧探伤结构和钢轨上部探伤结构。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的F底座内设置有两根平行的F底 座滑轨，F底座滑轨上滑动连接有探伤行走平台，所述的探伤行走平台传动连接 有底部驱动系统；所述的下部探伤系统设置在探伤行走平台上。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的轨底侧探伤结构包括位于钢轨下 方且设置在探伤行走平台上的轨底探伤底座、两个设置在轨底探伤底座上的A发 射结构和两个设置在轨底探伤底座上的A接收结构，A发射结构与A接收结构一 一对应且分别设置在钢轨两侧；

所述的A发射结构包括发出的A超声波倾斜于钢轨长度方向的A发射探头， 所述的A接收结构包括若干个接收A超声波的A接收探头，A接收探头接收A 超声波的方向垂直于A超声波的发射方向；

两个A发射探头发出超声波的方向不平行。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的轨底上轮廓探伤结构包括设置在 探伤行走平台上的B立柱、设置在B立柱两侧的B安装座、设置在B安装座上 的B探头安装座和若干个设置在B探头安装座上的B探头安装槽，两个B探头 安装座上的B探头安装槽对称设置于B立柱的两侧。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的探伤行走平台上设置有轨底托辊， 所述的轨底托辊设置在包括探伤行走平台上的C安装底座、两个设置在C安装底 座上的C安装支座、转动安装在两个C安装底座之间的C底板、设置在C底板 上的辊轮安装座和与辊轮安装座铰接的C辊轮，C辊轮与C底板的转轴平行。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的F顶座上设置有与F底座滑轨平 行的F顶座滑轨，F顶座滑轨上滑动连接有F顶座支撑座，所述的上部探伤系统 设置在F顶座支撑座上。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的轨头侧探伤结构包括设置在F顶 座支撑座上的D安装支架、设置在D安装支架上且活塞杆朝下的D气缸、与D 气缸的活塞杆传动连接的D活动支架、三组设置在D活动支架上的D探测结构， 每一组D探测结构包括两个位于钢轨两侧且等高的D探头安装支架，三组D探 测结构内的高度不同D探头安装支架。三组D探测结构在高度方向有重叠，保 证了声束的重叠覆盖。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的钢轨上部探伤结构包括设置在F 顶座支撑座上的E安装支架、设置在E安装支架上且活塞杆朝下的E气缸、与E 气缸的活塞杆传动连接的E活动支架、设置在E活动支架下方的E探头安装支架 和设置在E探头安装支架内的E探头安装座；

所述的E探头安装座包括轨腰探头安装座和下颚探头安装座，轨腰探头安装 座内安装有若干个用于向下发出超声波的轨腰探头，轨腰探头沿着同一直线分布， 下颚探头安装座内安装有若干个用于向下发出超声波的下颚探头，下颚探头与钢 轨的长度方向倾斜设置且每个下颚探头倾斜的角度不同。轨腰探头盒前方安装若 个向下且向后方一定角度倾斜的超声波探头，后方安装有若干个向前方倾斜的接 收超声波探头，用于接收发射探头发射的超声波。

所述的E安装支架的同一侧设置有两个E气缸，每个E气缸单独传动连接有 E活动支架，其中一个E探头安装支架内设置腰探头安装座，另一个E探头安装 支架内设置下颚探头安装座。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的F顶座支撑座设置有两根，其中 一根设置在F顶座的上表面，另外一根设置在F顶座的侧面。

一种焊轨基地钢轨焊接接头焊缝的全断面探伤方法，利用全断面探伤设备对 钢轨进行探伤，利用轨底侧探伤结构对钢轨轨底侧探伤，利用轨底上轮廓探伤结 构对钢轨轨底上轮廓探伤，利用轨头侧探伤结构对钢轨轨头侧探伤，利用钢轨上 部探伤结构对钢轨的轨腰和轨头上颚探伤；其中轨底侧探伤结构和轨底上轮廓探 伤结构为双向结构，超声波声束沿探伤运动的前后两个方向传播，一次扫查完成 探伤，轨头侧探伤结构和上部探伤结构为单向结构，超声波声束沿探伤运动的前 进方向传播，正向探伤完成后，轨头侧探伤结构和上部探伤结构旋转180°，反 向探伤。

本方案所取得的有益效果是：

本方案能够从多个方向针对钢轨的轨底侧、轨底轮廓、轨头侧、轨腰、轨头 下颚进行探伤。下部探伤系统为双向结构，一次完成正反两个方向探伤。上部探 伤架为单向结构，正向探伤后，上部探伤系统自动旋转180°，反向探伤。两个 方向探伤保证了对不同取向缺陷的扫查，实现钢轨全断面正反向探伤，并且能够 实现自动化，以提高探伤的效率和精度。

附图说明

图1为本方案的结构示意图；

图2为本方案的立体示意图；

图3为图2的B处放大图；

图4为F顶座滑轨结构示意图；

图5为图2的A处放大图；

图6为F底座滑轨的结构示意图；

图7为轨底侧探伤结构的结构示意图；

图8为轨底探伤底座上部结构的结构示意图；

图9为A发射结构的结构示意图；

图10为A接收结构的结构示意图；

图11为探伤底座升降机构的结构示意图；

图12为轨底上轮廓探伤结构的立体示意图；

图13为轨底上轮廓探伤结构的主视示意图；

图14为轨底上轮廓探伤结构的俯视示意图；

图15为图12的A处放大图；

图16为轨底托辊的立体示意图；

图17为轨底托辊的主视图；

图18为轨头侧探伤结构的立体示意图；

图19为图18的主视图；

图20为图18的右视图；

图21为D探头安装支架的结构示意图；

图22为本方案的立体示意图；

图23为图22的主视图；

图24为图22的E处放大图；

图25a为轨底侧人工伤损示意图；

图25b为轨底侧探伤的探头布置示意图a；

图25c为轨底侧探伤的探头布置示意图b；

图25d为轨底侧探伤的声束传播示意图；

图26a为轨腰人工伤损示意图；

图26b为轨腰探伤的探头布置示意图；

图26c为轨腰探伤的声束传播示意图；

图27a为轨头侧人工伤损示意图；

图27b为轨头侧探伤的探头布置示意图a；

图27c为轨头侧探伤的探头布置示意图b；

图27d为轨头侧探伤的声束传播示意图；

图28a为轨底上轮廓人工伤损示意图；

图28b为轨底上轮廓探伤的探头布置示意图；

图28c为轨底上轮廓探伤的声束传播示意图；

图29a为轨头下颚人工伤损示意图；

图29b为轨头下颚探伤的探头布置示意图；

图29c为轨头下颚探伤的声束传播示意图；

其中1-F底座，3-F顶座支撑座，4-轨头侧探伤结构，41-D安装支架，42-D 气缸安装座，43-D气缸，44-D活动支架，45-D滑轨，46-D安装板，47-D探头 安装支架，471-D探头安装底板，472-D探头安装座，473-D探头安装竖版，474-D 探头安装槽，48-D滚轮安装支座，49-滚轮，410-D调节气缸，411-D限位结构， 412-D安装支架连接结构，5-钢轨上部探伤结构，51-E安装支架，52-E气缸，53-E 气缸安装座，54-E活动支架，55-E调节气缸，56-E探头安装支架，561-轨腰探头 安装座，562-下颚探头安装座，57-E限位结构，58-E滑轨，59-E导向轮，591- 导向轮限位板，592-开口槽，593-导向轮限位块，594-调节板，510-E连接结构， 6-F顶座，61-F顶座滑轨，62-F限位结构，7-轨底侧探伤结构，71-轨底探伤底座， 72-探伤底座升降机构，73-探伤底座安装座，74-探伤底座驱动结构，75-轨底探伤 结构驱动装置，751-A气缸，752-A底板滑轨，753-A安装底板，754-A安装底板 限位结构，755-A气缸安装座，76-A发射结构，761-A发射立板，762-A发射探 头安装座，763-A发射探头安装槽，764-A发射探头耐磨板，765-A发射探头限位 板，77-滚轮，78-A接收结构，781-A接收立板，782-A接收探头安装座，783-A 接收探头安装槽，785-A接收探头限位板，784-A接收探头耐磨板，8-轨底上轮廓探伤结构，81-B立柱，82-B安装板，83-B滑杆，84-B滑块，85-B从动连杆， 86-B主动连杆，87-B安装座，88-B探头安装座，881-B支架，882B支架限位板， 89-B探头安装槽，810-B导向轮，811-B限位挡板，812-B限位板，813-B连接板， 9-轨底托辊，91-C安装底，92-C安装支座，93-C底板，931-C顶部限位块，932-C 底部限位块，933-C加强板，94-辊轮安装座，95-C辊轮，96-C滚轮电机，97-C 驱动结构，98-C限位底板，99-C底部限位挡块，910-C限位连接板，911-C限位 顶板，912-C顶部限位挡块，10-探伤行走平台，11-支撑支柱，12-钢轨，13-F底 座滑轨。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于 此。

如图1所示，本实施例中，一种焊轨基地钢轨焊接接头焊缝的全断面探伤设 备，包括F底座1、滑动设置在F底座1上的下部探伤系统、两个设置在F底座 1上的支撑支柱11、设置在支撑支柱11上的F顶座6和滑动设置在F顶座6上 的上部探伤系统，上部探伤系统滑动的方向与下部探伤系统滑动的方向平行，所 述的下部探伤系统包括轨底侧探伤结构7和轨底上轮廓探伤结构8，所述的上部 探伤系统包括轨头侧探伤结构4和钢轨上部探伤结构5。

需要对钢轨12探伤时，将钢轨12定位在下部探伤系统与上部探伤系统之间， 轨底侧探伤结构7内设置有用于对轨底侧进行探伤的超声波探头，轨底上轮廓探 伤结构8设置有用于对轨底上轮廓进行探伤的超声波探头，轨头侧探伤结构4设 置有用于对轨头侧进行探伤的超声波探头，钢轨上部探伤结构5设置有用于对轨 腰和轨头下颚进行探伤的超声波探头。通过下部探伤系统、上部探伤系统与钢轨 12相对滑动，能够利用下部探伤系统与上部探伤系统内的探头对钢轨12进行探 伤，并能够实现钢轨全断面探伤。采用机械结构带动探头移动，能够实现自动化 控制，并且能够保证探头与钢轨12之间的相对位置精度，从而保证探伤的精度。

如图2、图5所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的F底座1 内设置有两根平行的F底座滑轨13，F底座滑轨13上滑动连接有探伤行走平台 10，所述的探伤行走平台10传动连接有底部驱动系统；所述的下部探伤系统设 置在探伤行走平台10上。本实施例中，所述的F底座1上能够设置若干个用于 支撑F底座滑轨13的支撑座，所述的支撑座上能够设置调节F底座滑轨13位置 与角度的调节机构，利用调节机构的调节消除加工误差、安装误差、安装地形等 因素对F底座滑轨13位置精度的影响，使F底座滑轨13保持水平，或使F底座 滑轨13与钢轨12的长度方向保持一致，有利于提高探伤的精度。

使探伤行走平台10与F底座滑轨13相对滑动，能够带动下部探伤系统整体 移动，对钢轨12探伤时，使钢轨12的长度方向与F底座滑轨13平行，有利于 保证探伤的精度。

如图6所示，本实施例中，所述的F底座滑轨13采用现有的钢轨。所述的 底部驱动系统采用电机和同步皮带传动链，同步皮带传动链由电机驱动，探伤行 走平台10与同步皮带传动链传动连接，同步皮带传动链中具备自动张紧机构， 当电机带动同步皮带传动链内的皮带转动时，皮带能够带动探伤行走平台10沿 着F底座滑轨13移动，采用同步皮带传动链能够起到缓冲吸振的作用，减小电 机传递至探伤行走平台10的振动，避免探伤的精度受影响。

同步皮带传动链的主动轮与从动轮之间能够设置多个与皮带转动连接的张 紧轮以调节同步皮带的预紧力，避免皮带松弛。

如图7所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的轨底侧探伤结构 7包括位于钢轨12下方且设置在探伤行走平台10上的轨底探伤底座71、两个设 置在轨底探伤底座71上的A发射结构76和两个设置在轨底探伤底座71上的A 接收结构78，A发射结构76与A接收结构78一一对应且分别设置在钢轨12两 侧；所述的A发射结构76包括发出的A超声波倾斜于钢轨12长度方向的A发 射探头，所述的A接收结构78包括若干个接收不同位置缺陷反射超声波的A接 收探头，按验证值布置A发射探头的间距和接收探头的间距，机械结构保证左右 两侧的发射探头A与接收探头A在钢轨12两侧的中心偏移，接收探头A可接收 整个轨底断面缺陷反射的探头A发射的超声波；因实际缺陷的取向的不确定性， 在钢轨两侧各布置一个发射装置A和接收装置A，且声束方向分别向前和向后， 确保任意方向的超过设定当量的缺陷均能被检出。需要对钢轨12轨底侧进行探 伤时，将钢轨12放置在轨底探伤底座71上方以及A发射结构76与A接收结构 78之间。A发射探头与A接收探头分别与超声波评估单元连接，利用A发射探 头沿着倾斜于钢轨12的方向发出超声波，超声波穿透钢轨12，A接收探头用于 接收缺陷反射超声波，A接收探头接收到的信号传送给超声波评估单元进行处理， 以便于分析钢轨12内部是否有超过设定当量的缺陷。

使轨底探伤底座71带动A发射结构76与A接收结构78沿着钢轨12的长 度方向移动，以此能够在移动的范围内对钢轨12的轨底侧进行探伤。

如果钢轨12内部的伤痕走向与超声波的方向平行，则难以利用超声波检测 出该伤痕而导致出现漏检的情况，利用两个左右两侧都安装有发射和接收超声波 的装置，且声束的方向相反，就能检出整个轨底断面任意方向超过设定当量的缺 陷，从根本上避免出现漏检的情况，从而有利于提高检测的精度。并且能够在一 次探伤行程范围内完成检测，有利于提高检测的效率。

本实施例中，使两个A发射探头发出超声波的方向以垂直于钢轨12长度方 向的平面两侧分布，两个A发射中的探头晶片发射的超声波以特定的角度倾斜， 左侧发射装置向前，右侧发射装置向后形式，沿钢轨长度方向成一正一反有角度 发射超声波。

如图25a所示，钢轨轨底人工在钢轨12端面制作多个横平底孔和在钢轨底 面制作多个竖孔，两种类型的孔交错布置，分布于整个轨底断面，代表不同位置 和类型的缺陷。

如图25b、25c所示，A发射结构76内的A发射探头包括用于发射超声波的 T1、T2、T3、T4探头，A接收探头包括用于接收超声波的R5、R6、R7、R8探 头。

如图25d所示，T1探头沿着倾斜于钢轨12长度方向的方向发出超声波，T1 探头发出的超声波被不同位置的缺陷反射后，能够分别由T1、R5、R6、R7、R8 探头接收。

T2探头沿着倾斜于钢轨12长度方向的方向发出超声波，T1探头发出的超声 波被不同位置的缺陷反射后，能够分别由T2、R5、R6、R7、R8探头接收。

T3探头沿着倾斜于钢轨12长度方向的方向发出超声波，T1探头发出的超声 波被不同位置的缺陷反射后，能够分别由T3、R5、R6、R7、R8探头接收。

T4探头沿着倾斜于钢轨12长度方向的方向发出超声波，T1探头发出的超声 波被不同位置的缺陷反射后，能够分别由T4、R5、R6、R7、R8探头接收。

同理声束相反方向的T9、T10、T11、T12与R12、R13、R14、R15发射接 收关系与上述探头相同。

A发射探头与A接收探头能够利用超声波评估单元进行控制，轨底探伤底座 71的移动也能够实现自动化控制，从而有利于使整个探伤的过程实现自动化，以 便于提高检测的效率以及精度。如图1、图2所示，本实施例中，所述的轨底探 伤底座71上能够设置两个用于支撑钢轨12的滚轮77，滚轮77的轴线垂直于钢 轨12的长度方向，利用滚轮77对钢轨12进行支撑，保持了探头与钢轨12的相 对位置恒定，能够避免钢轨悬空而导致自身在重力作用下弯曲变形，还能够利用 滚动来减小摩擦，避免轨底探伤底座71与轨道12相互磨损。

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的轨底探伤底座71上设置有两 个能够分别驱动A发射结构76与A接收结构78远离或靠近钢轨12的轨底探伤 结构驱动装置75。利用轨底探伤结构驱动装置75能够调节A发射结构76或A 接收结构78与钢轨12的距离，在放置钢轨12的时候，控制A发射结构76与A 接收结构78向外远离钢轨12，便于安装、放置钢轨12，避免发生碰撞而导致结 构损坏。钢轨放置好之后，使A发射结构76或A接收结构向内移动而靠近钢轨 12，以减小外界干扰、避免检测精度受到影响。

如图8所示，所述的轨底探伤结构驱动装置75包括A安装底板753、与A 安装底板753传动连接的A气缸751、设置在A安装底板753下方且与A安装底 板753滑动连接的A底板滑轨752。

所述的A接收结构78与A发射结构76分别设置在A安装底板753上，A 接收结构78与A接收结构78呈对角分布或位于钢轨12的同一侧。

由于A接收结构78与A发射结构76可能会有不同的宽度尺寸，使A接收 结构78与A接收结构78呈对角分布能够在钢轨12的两侧使用具有相同长度的 A安装底板753，从而有利于合理布局空间，也能够避免两个A接收结构78发 出的超声波互相干扰。

利用A安装底板753作为A接收结构78或A发射结构76的安装基础，利 用A底板滑轨752对A安装底板753进行支撑以保持A安装底板753的平衡、 稳定。

利用A气缸751推动A安装底板753沿着A底板滑轨752往复移动，以便 于控制A接收探头靠近或远离钢轨12，本实施例中，使A气缸751的活塞杆与 A安装底板753铰接，使A安装底板753所承受推力的方向能够自适应调节，避 免安装误差影响A安装底板753的移动精度，从而避免A接收探头的移动精度、 位置精度受到安装误差的影响。

所述的轨底探伤底座71上设置有两个分别位于A气缸751两侧且与A安装 底板753连接的同规格弹簧，使两个弹簧平行并处于同等压缩或拉伸的状态，利 用弹簧有助于使轨底探伤底座71保持稳定、平衡，减小安装时的误差对轨底探 伤底座71移动精度的影响，避免检测精度受到影响。

轨底探伤底座71上设置有两个分别位于A气缸751两侧的A气缸安装座755， 所述的A气缸751与A气缸安装座755铰接，配合活塞杆与A安装底板753的 铰接作用，能够增加A安装底板753可调节的范围与灵活性，避免A气缸751 与A安装底板753之间发生干涉而影响检测工作的进行。

本实施例中，所述的轨底探伤底座71上设置有A安装底板限位结构754， 所述的A安装底板限位结构754与A气缸751位于A安装底板753的同一侧， 利用A安装底板限位结构754限制A安装底板753能够移动的最大距离。

如图10所示，所述的A接收结构78包括两个设置在A安装底板753上的A 接收立板781和设置在两个A接收立板781之间的A接收探头安装座782，所述 的A接收探头安装座782上设置有若干个用于安装A接收探头的A接收探头安 装槽783。

利用A接收探头安装座782作为A接收探头的安装基础，将A接收探头装 入A接收探头安装槽783内，便于控制A接收探头的高度、到钢轨12的距离等 位置精度，从而有利于提高检测的精度。

A接收探头安装槽783的高度能够大于A接收探头的高度，A接收探头安装 槽783的宽度能够大于A接收探头的宽度，以此能够在适当的范围内调节A接 收探头的安装角度以便于控制A接收探头接收超声波的方向。此时需要使用相应 的固定结构使A接收探头的位置保持固定，例如采用楔紧块、垫块、螺钉等结构 将A接收探头锁紧。本实施例中，采用在A接收探头安装座782上开设与A接 收探头安装槽783连通的螺纹孔，利用螺钉锁紧A接收探头。A接收探头与螺钉 之间也能够设置垫片，避免A接收探头被螺钉压坏。

所述的A接收探头安装座782靠近钢轨12的一侧设置有A接收探头耐磨板 784，A接收立板781靠近钢轨12的一侧设置有A接收探头限位板785；A接收 探头安装座782与A接收立板781活动连接。

在A接收探头安装座782靠近钢轨12的一侧设置A接收探头耐磨板784， 在检测的过程中利用A接收探头耐磨板784替代A接收探头安装座782与钢轨 12接触，从而减小磨损、变形，避免A接收探头安装座782的形状精度改变而 影响检测精度。

受到安装精度、加工精度等因素的影响，钢轨12与A接收探头的相对位置 可能会难以保证在最佳的检测位置。本实施例中，使A接收探头安装座782与A 接收立板781活动连接，有利于使A接收探头安装座782实现自适应调节，以便 于使A接收探头耐磨板784能够贴合在钢轨12外侧，避免钢轨12与A接收探 头耐磨板784之间存在较大的间隙而影响检测精度。

本实施例中，所述的活动连接指的是A接收探头安装座782能够沿着靠近钢 轨12或远离钢轨12的方向相对于A接收立板781移动，或A接收探头安装座 782能够相对于A接收立板781转动。

利用两块A接收探头限位板785与钢轨12接触能够限制A接收探头安装座 782可调节范围，避免A接收探头安装座782相对于A接收立板781的移动范围 超出限制而导致损坏。

本实施例中，所述的A接收立板781上能够设置沿着靠近钢轨12或远离钢 轨12的方向进行滑动的滑块，使A接收探头安装座782与滑块转动连接，以此 即可实现A接收探头安装座782与A接收立板781的活动连接，其具体结构和 工作原理不作为本方案的改进点，本领域技术人员根据本方案记载的内容能够实 现上述效果，此处不对A接收探头安装座782与A接收立板781活动连接的具 体方式和具体结构进行限定。

如图9所示，本实施例中，所述的A发射结构76设置在A安装底板753。 如图3所示，所述的A发射结构76包括包括两个设置在A安装底板753上的A 发射立板761和设置在两个A发射立板761之间的A发射探头安装座762，所述 的A发射探头安装座762上设置有若干个用于安装A发射探头的A发射探头安 装槽763。

所述的A发射探头安装座762靠近钢轨12的一侧设置有A发射探头耐磨板764，A发射立板761靠近钢轨12的一侧设置有A发射探头限位板765；A发射 探头安装座762与A发射立板761活动连接。

A发射结构76与A接收结构78结构类似，此处不再赘述A发射结构76的 具体结构。用于驱动A发射结构76与A接收结构78的A气缸751同轴且垂直 于钢轨12，以此有利于提高控制的精度，避免检测的精度受到影响。

所述的A发射探头安装座762上开设有贯穿A发射探头安装座762的出水 孔，出水孔的轴线指向钢轨12，相应的A发射探头耐磨板764上设置有与出水 孔连通的通孔，利用出水孔连通水管，可通过出水孔持续排水，在A发射探头耐 磨板764与钢轨12之间形成水流以便于作为超声破探伤所需的耦合剂。相应的A 接收探头安装座782上也能够设置出水孔。水管上能够设置电磁阀，利用电磁阀 有利于实现远程控制。

如图7、图11所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的轨底探伤 底座71下方设置有探伤底座升降机构72，所述的探伤底座升降机构72下方设置 有探伤底座安装座73，所述的探伤底座升降机构72传动连接有探伤底座驱动结 构74。利用探伤底座驱动结构74驱动探伤底座升降机构72，能够带动轨底探伤 底座71在竖向方向移动以便于控制轨底探伤底座71升降，使得需要探伤的钢轨 12安装好之后，再将轨底探伤底座71移动到位，避免轨底探伤底座71及其上方 的结构影响钢轨12的安装。

本实施例中，所述的探伤底座升降机构72包括两两分布在轨底探伤底座71 相对两侧的四个连杆，四个连杆互相平行，连杆的两端分别与轨底探伤底座71、 探伤底座安装座73铰接。以此能够通过控制连杆的转动来带动轨底探伤底座71 移动。利用四个连杆有利于使轨底探伤底座71在移动过程中保持稳定并实现平 行移动，避免轨底探伤底座71上部结构因为发生偏转而导致位置精度被破坏。

本实施例中，所述的探伤底座驱动结构74采用气缸，探伤底座驱动结构74 的缸体与探伤底座安装座73铰接，探伤底座驱动结构74的活塞杆与轨底探伤底 座71铰接，探伤底座驱动结构74与连杆呈X交叉分布。

如图12所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的轨底上轮廓探 伤结构8包括设置在探伤行走平台10上的B立柱81、设置在B立柱81两侧的B 安装座87、设置在B安装座87上的B探头安装座88和若干个设置在B探头安 装座88上的B探头安装槽89，两个B探头安装座88上的B探头安装槽89对称 设置于B立柱81的两侧。

需要对钢轨进行检测时，将钢轨放置在B探头安装座88的上方，B探头安 装座88用于安装超声波探头，使超声波探头对准钢轨的底部。检测过程中，使B 探头安装座88与钢轨接触，超声波探头发出超声波穿过钢轨的底部，并接受自 轨底上轮廓反射回来的超声波。超声波探头能够连接超声波评估单元，以便于将 检测到的信号发送给超声波评估单元处理。驱动本方案沿着钢轨的长度方向移动， 即可对钢轨需要检测的特定部分进行检测。

B探头安装座88上的B探头安装槽89开口朝向，但宽度方向不同。以此能 够使单独的超声波探头能够检测特点的部位，使用多个超声波探头能够有效覆盖 轨底上轮廓的全范围而避免漏检。

如图28a所示，在钢轨12两侧的轨底上平面及腰底结合部制作多个不同角 度的平底孔，布满整个轨底上平面，代表不同类型的缺陷。

如图28b、28c所示，超声波探头包括A组和B组，A组包括A1、A2、A3、 A4、A5、A6、A7、A8探头，B组包括B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8探 头。A组、B组探头对称设置。超声波探头采用单晶通道探头，各个探头自发自 收。

使两个B探头安装座88上的B探头安装槽89对称设置于B立柱81的两侧， 以此能够使B立柱81两侧的超声波探头发出超声波的方向也对称，A、B两组探 头发射的超声波成交错布置，从而能够避免漏检与超声波方向平行缺陷。

本实施例中，驱动B立柱81与B安装座87整体移动的结构能够实现自动化， 因而本方案有利于实现自动化检测，以提高检测的效率，检测的过程中，能够保 证超声波探头与钢轨的位置保持不变，以此有利于提高检测的精度。

B安装座87的上表面能够设置防磨层，以此增加B安装座87上表面的强度， 避免B安装座87与钢轨相对移动而导致B安装座87磨损，从而有利于保证B 安装座87的形状精度，防止B安装座87的形状精度被破坏而导致超声波探头与 钢轨的相对位置精度变差。

所述的B安装座87上能够设置若干个出水孔，使出水孔连通水源，在检测 时，通过出水孔向钢轨处供水，利用水作为耦合剂以进行检测。以此能够简化结 构，避免使用额外的供水结构，并且通过出水孔供给的水能够分布在B安装座87 与钢轨之间以满足使用。

B安装座87的上表面能够设置多个凸起，使凸起与钢轨接触，在B安装座 87与钢轨之间形成小的间隙工水流通。

图12、图14所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的B安装座 87上转动安装有两个分别位于钢轨两侧的B导向轮810，所述的B导向轮810 的轴线平行于钢轨的高度方向，两个B导向轮810的最小间距等于钢轨的轨底宽 度。

利用B导向轮810能够夹持在钢轨的两侧，使得B安装座87与钢轨发生相 对移动时，超声波探头能够始终保持在设计的位置，从而避免检测的精度受到影 响。

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的B立柱81上设置有与B安装 座87传动连接的B驱动结构。利用驱动结构主要用于驱动B安装座87相对于钢 轨在竖向方向移动，避免待检测钢轨在前期的安装过程受到干扰。

如图12、图13、图14所示，所述的B驱动结构包括设置在B安装座87两 侧的B主动连杆86和B从动连杆85，B主动连杆86的两端分别与B立柱81、 B安装座87铰接，B从动连杆85的两端分别与B立柱81、B安装座87铰接，B 主动连杆86与B从动连杆85的铰接点为平行四边形的四个顶点，所述的B安装 座87的上表面水平。通过驱动B主动连杆86围绕B立柱81上的铰接点转动， 能够带动B安装座87移动，由于B主动连杆86与B从动连杆85的铰接点为平 行四边形的四个顶点，以此能够保证B安装座87的上表面始终保持水平，从而 便于后续的安装、使用。

本实施例中，所述的B立柱81上设置有B限位挡板811，所述的B从动连 杆85上设置有与B限位挡板811配合使用的B限位板812。利用B限位挡板811 能够阻碍B限位板812的移动，从而对B安装座87可移动的范围进行限定。避 免B安装座87在驱动力的作用下与钢轨发生碰撞而受损。

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的B立柱81的两侧分别设置有 两个B安装板82，两个B安装板82之间设置有B滑杆83，B滑杆83上滑动设 置有B滑块84，B主动连杆86与B从动连杆85分别与B滑块84铰接。以此能 够根据需要使B安装座87沿着B滑杆83移动以调节B安装座87与钢轨的相对 位置，从而使钢轨与B导向轮810能够对准、安装。

本实施例中，所述的B安装板82与B滑块84之间设置有套装在B滑杆83 上的弹簧。利用弹簧能够起到一定的限位作用，并对B安装座87与钢轨的相对 位置进行微调，在检测结构之后能够对B安装座87进行复位，避免B安装座87、 B滑块84与其他结构发生碰撞而损伤、变形。

本实施例中，所述的B导向轮810的顶部设置有直径从下往上逐渐减小的圆 台面。利用圆台面能够起到导向的作用，当B导向轮810与钢轨接触时，B导向 轮810的圆台面首先与钢轨接触处，钢轨对B导向轮810施加的力能够压缩弹簧 而自适应调节B安装座87与钢轨的相对位置，从而能够实现快速的自适应调节。

所述的B导向轮810能够与B安装座87铰接，在B导向轮810与B安装座 87之间设置扭簧，能够使B导向轮810自适应调节B导向轮810与B安装座87 的相对位置。

本实施例中，所述的B安装板82上设置有用于安装B滑杆83的通孔，所述 的B安装板82上设置有与通孔连通的开口槽，B安装板82上设置有贯穿开口槽 的锁紧螺钉。通过设置开口槽，能够使B安装板82开口槽两侧的部分相对挤压， 利用锁紧螺钉锁紧，能够增加B滑杆83与B安装板82的连接强度，防止B滑 杆83松脱。

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的B立柱81下方设置有B连接 板813。利用B连接板813便于与其他结构进行连接。

如图12、图15所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的B安装 座87上设置有两个B支架881，所述的B探头安装座88设置在两个B支架881 之间，使B探头安装座88与B支架881转动连接，在B探头安装座88与钢轨 接触之后，能够自适应调节B探头安装座88与钢轨的角度。

使B探头安装座88与B支架881滑动连接，滑动的方向垂直于钢轨底部， 在B探头安装座88与钢轨接触之后，能够自适应调节B探头安装座88与钢轨的 位置。

在B支架881靠近钢轨的面上设置B支架限位板882，当B支架限位板882 与钢轨接触之后，钢轨对B探头安装座88的作用力不再使B探头安装座88发生 位移，以此能够避免B探头安装座88受到挤压而损伤。

如图16所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的探伤行走平台 10上设置有轨底托辊9，所述的轨底托辊9设置在包括探伤行走平台10上的C 安装底座91、两个设置在C安装底座91上的C安装支座92、转动安装在两个C 安装底座91之间的C底板93、设置在C底板93上的辊轮安装座94和与辊轮安 装座94铰接的C辊轮95，C辊轮95与C底板93的转轴平行。

对钢轨进行探伤时，需要对钢轨两端进行支撑，使中部悬空以便于探伤，为 了避免钢轨在安装过程中产生晃动或发生撞击，利用C辊轮95对钢轨进行支撑 以保持钢轨的稳定，并随着钢轨的下降控制C底板93向下转动，从而在钢轨下 降的过程中使C辊轮95始终保持支撑钢轨直至钢轨的两端安装就位。

对钢轨探伤的过程中，能够控制C底板93向下转动，使C辊轮95脱离钢轨， 也能够使C辊轮95保持支撑钢轨的状态，使C辊轮95跟随检测装置同步移动， 从而能够在检测装置对钢轨探伤的过程中利用C辊轮95钢轨的中部进行支撑， 有利于增加钢轨的稳定性，避免钢轨晃动，也能够避免钢轨弯曲而影响探伤的精 度。

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的C底板93与C安装底座91 之间设置有C驱动结构97。利用C驱动结构97便于控制C底板93的转动。

本实施例中，所述的C驱动结构97采用气囊。通过控制气囊的充气来控制 C底板93向上转动，通过控制气囊放气来控制C底板93向下转动。以此使得C 底板93的转动角度灵活可调，并且由于气囊具有缓冲减振的功能，能够避免C 底板93在转动的过程中产生振动，防止C辊轮95与钢轨发生撞击。

如图16、图17所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的C安装 底座91上靠近C底板93自由端的一侧设置有限制C底板93转动角度的限位结 构。利用限位结构能够控制C底板93的转动角度，避免C底板93转动超出必要 的范围而影响探伤的过程。

本实施例中，所述的限位结构包括设置在C安装底座91上的C限位底板98、 设置在C限位底板98上的C限位连接板910、设置在C限位连接板910上的C 限位顶板911、设置在C限位底板98上的C底部限位挡块99和设置在C限位顶 板911下表面的C顶部限位挡块912。

分别利用C顶部限位挡块912与C底部限位挡块99对C底板93可转动的 角度范围进行限制。

所述的C底板93的上表面设置有与C顶部限位挡块912配合使用的C顶部 限位块931，C底板93的下表面设置有与C底部限位挡块99配合使用的C底部 限位块932。本实施例中，所述的C顶部限位块931与C底部限位块932能够采 用橡胶等软质材料，以此在C底板93运动到极限位置时，避免因为碰撞而产生 较大的振动或噪音。

所述的C顶部限位块931上设置有螺钉，利用螺钉与C限位顶板911螺纹连 接，能够需要调节C顶部限位块931的高度，以此来调节C底板93能够到达的 最大高度。

本实施例中，所述的C限位连接板910与C限位底板98之间、C限位连接 板910与C限位顶板911之间设置有加强肋板。利用加强肋板能够增加C限位连 接板910与C限位顶板911的强度以及刚性，避免C限位连接板910与C限位 顶板911的位置、形状发生变化而导致C顶部限位挡块912的位置改变。

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的C底板93上设置有若干个垂 直于C底板93下表面的C加强板933，所述的C加强板933与C安装支座92 铰接。利用C加强板933能够增加C底板93的强度、刚性以及承载能力，有利 于防止C底板93在外里的作用下发生变形而影响C辊轮95的位置精度，避免钢 轨的位置精度以及探伤的精度受到影响。

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的C辊轮95传动连接有辊轮驱 动结构。所述的辊轮驱动结构包括C滚轮电机96和传动连接在C滚轮电机96 与C辊轮95之间的减速器。

利用辊轮驱动结构驱动C辊轮95转动，利用C辊轮95与钢轨的摩擦，能够 使C辊轮95与钢轨发生相对移动，使C安装底座91与探伤结构等其他结构连接， 能够起到辅助牵引的作用。

如图2、图3所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的F顶座6 上设置有与F底座滑轨13平行的F顶座滑轨61，F顶座滑轨61上滑动连接有F 顶座支撑座3，所述的上部探伤系统设置在F顶座支撑座3上。

利用F顶座滑轨61能够对F顶座支撑座3起到导向、限位的作用，有利于 提高F顶座支撑座3移动时的位置精度，保证探头与钢轨12的相对位置精度。

所述的F顶座6上能够设置与F顶座支撑座3传动连接的上部驱动系统。利 用上部驱动系统驱动F顶座支撑座3沿着F顶座滑轨61移动，有利于实现远程 自动控制。本实施例中，所述的上部驱动系统包括电机和皮带传动链，利用电机 驱动皮带传动链，皮带传动链再带动F顶座支撑座3沿着F顶座滑轨61移动。

如图4所示，本实施例中，所述的F顶座滑轨61的顶部为圆心角大于180 度的圆柱面，圆柱面下方设置有宽度向下逐渐增加斜面。在圆柱面与斜面之间形 成内凹的凹槽，F顶座支撑座3上设置有与F顶座滑轨61廓形相同的滑槽，利用 滑槽与F顶座滑轨61配合使用，能够限制F顶座支撑座3相对于F顶座滑轨61 转动。

本实施例中，所述的F顶座滑轨61顶部的圆柱面对应的圆心角采用270°， 斜面相较于竖直方向倾斜45°。F顶座滑轨61顶部的圆柱面对应的圆心角也能 够采用300°，斜面相较于竖直方向倾斜30°。

本实施例中，所述的F顶座6上设置有两个位于F顶座滑轨61两端附近的F 限位结构62，利用F限位结构62对F顶座支撑座3进行限位，避免F顶座支撑 座3从F顶座滑轨61上脱落。

如图18、19所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的轨头侧探 伤结构4包括设置在F顶座支撑座3上的D安装支架41、设置在D安装支架41 上且活塞杆朝下的D气缸43、与D气缸43的活塞杆传动连接的D活动支架44、 三组设置在D活动支架44上的D探测结构，每一组D探测结构包括两个位于钢 轨两侧且等高的D探头安装支架47，三组D探测结构内的高度不同D探头安装 支架47。

需要对钢轨进行探伤时，将钢轨传送并定位在本方案下方，驱动本方案向下 移动，直至钢轨位于同一组D探头安装支架47之间，利用D探头安装支架47 内的探头进行探伤的工作。使钢轨与D探头安装支架47相对移动，能够在活动 范围内对某一段钢轨进行探伤。本方案有利于实现制动化探伤，并且能够保证探 头与钢轨的距离保持不变，从而有利于提高探伤的效率以及精度。

由于钢轨的轨头高度较大，单个超声波探头不能覆盖，本方案采用三组不同 高的D探测结构，能够使三组不同高度的探头对钢轨的轨头分三层分别进行探伤， 三组探头中有重复覆盖，以此能够提高探伤的效率。

如图27a所示，在钢轨12的轨头侧面不同高度位置制作多个横通孔孔和轨 头踏面不同宽度方向制作做多个竖孔，横通孔和竖孔代表不同类型的缺陷，且交 错布置于整体轨头部位。

如图27b、27c所示，A1、A2、A3、A4、A5、A6为一组。A1、A2、A3与 A4、A5、A6分别位于钢轨12两侧。A1、A2、A3在水平面内沿着倾斜于钢轨 12长度方向的方向斜向发出超声波，A1发出的超声波因缺陷反射分别由A1、A4、 A5、A6接收。A2发出的超声波因缺陷反射分别由A2、A4、A5、A6接收。A3 发出的超声波因缺陷反射分别由A3、A4、A5、A6接收。

B1、B2、B3、B4、B5、B6为一组。B1、B2、B3与B4、B5、B6分别位于 钢轨12两侧。B1、B2、B3在水平面内沿着倾斜于钢轨12长度方向的方向斜向 发出超声波，B1发出的超声波因缺陷反射分别由B1、B4、B5、B6接收。B2发 出的超声波因缺陷反射分别由B2、B4、B5、B6接收。B3发出的超声波因缺陷 反射分别由B3、B4、B5、B6接收。

C1、C2、C3、C4、C5、C6为一组。C1、C2、C3与C4、C5、C6分别位于 钢轨12两侧。C1、C2、C3在水平面内沿着倾斜于钢轨12长度方向的方向斜向 发出超声波，C1发出的超声波因缺陷反射分别由C1、C4、C5、C6接收。C2发 出的超声波因缺陷反射分别由C2、C4、C5、C6接收。C3发出的超声波因缺陷 反射分别由C3、C4、C5、C6接收。

本实施例中，所述的D安装支架41上能够设置两个分别位于D气缸43两 侧的D滑轨45，使D活动支架44与D滑轨45滑动连接，有利于提高D活动支 架44的移动精度以及稳定性。

如图19、图20所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的D活动 支架44的下方设置在D安装板46，D安装板46的一端与D活动支架44铰接， D安装板46的另一端与D活动支架44之间设置有D调节气缸410，D调节气缸 410的活塞杆与D安装板46铰接，D调节气缸410的缸体与D活动支架44铰接； 所述的D探测结构设置在D安装板46下表面。

由于加工误差、装配误差等因素，可能会导致钢轨与本方案有一些倾斜，使 D安装板46与D活动支架44铰接，再利用D调节气缸410能够改变D安装板 46的角度，从而调节探头与钢轨的角度，使探头与钢轨的位置关系满足探伤时的 需求。

如图18、图19、图20所示，本实施例中，所述的D安装板46的下表面设 置有位于同一组D探头安装支架47之间的D滚轮安装支座48，所述的D滚轮安 装支座48上转动安装有能够与钢轨滚动连接的D滚轮49。

探伤时，使D滚轮49与钢轨接触，能够起到定位的作用，保证探头与钢轨 的高度位置满足探伤的要求，在对钢轨持续探伤时，探头与钢轨发生相对位移， 利用D滚轮49能够起到导向限位的作用，使探头的位置保持稳定，并且摩擦为 滚动摩擦，有利于减小磨损，降低耐磨板与轨头踏面摩擦的噪音，保持探伤稳定。

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的D安装板46上设置有驱动D 探头安装支架47靠近或远离钢轨的D探头调节气缸。在探伤之前，为了避免发 生干涉，利用D探头调节气缸驱动D探头安装支架47沿着远离钢轨的方向移动， 使得同一组D探头安装支架47的距离增大，以此能够在D探头安装支架47向 下移动的过程中避免发生碰撞。当钢轨与D滚轮49接触之后，再利用D探头调 节气缸驱动D探头安装支架47沿着靠近钢轨的方向移动，以此来调节探头与钢 轨的间距，避免探头与钢轨的间距过大而影响探伤的精度。

如图19所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的D安装支架41 上设置有两个D气缸安装座42，所述的D气缸43转动安装在两个D气缸安装座 42之间，D气缸43的活塞杆与D活动支架44铰接。

当存在安装误差、加工误差等因素时，D气缸43的活塞杆轴线与D活动支 架44的移动方向可能会存在一定偏差。使D气缸43转动安装在两个D气缸安 装座42之间、D气缸43的活塞杆与D活动支架44铰接，能够在D气缸43活塞 杆伸出的时候自适应调节D气缸43的位置，从而使D气缸43的活塞杆轴线与D 活动支架44的移动方向保持一致，避免发生干涉。

本实施例中，所述的D安装支架41与D活动支架44之间连接有两个分别 位于D气缸43两侧的D调节弹簧。本实施例中，利用D调节弹簧能够在D活动 支架44移动的过程中使D活动支架44保持稳定，从而使D活动支架44下方的 探头等结构保持稳定，避免探伤精度受到影响。

如图20所示，本实施例中，所述的D安装支架41上设置有两个位于相对两 侧的D气缸43。利用两个D气缸43对D活动支架44同步驱动，有利于提高D 活动支架44的稳定性以及位置精度，避免探头相对与钢轨倾斜。

本实施例中，所述的D安装支架41上设置有用于对D滚轮安装支座48限 位的D限位结构411。利用D限位结构411有利于控制D活动支架44的移动范 围，避免结构受到撞击而受损。

如图21所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的D探头安装支 架47包括D探头安装底板471、两个设置在D探头安装底板471下表面的D探 头安装竖版473和安装在两个D探头安装竖版473之间的D探头安装座472，所 述的D探头安装座472内设置有D探头安装槽474。D探头安装槽474为通槽， 且开口指向钢轨。同一组D探伤结构内，其中一个D探头安装支架47内的D探 头安装槽474安装超声波发射探头，另一个D探头安装槽474安装超声波接受探 头。使超声波发射探头发出的超声波与钢轨的长度方向倾斜。

本实施例中，所述的D探头安装座472与D探头安装竖版473活动连接。 所述的活动连接包括转动连接、滑动连接中的一种或多种。使D探头安装座472 与D探头安装竖版473活动连接，在D探头安装座472与钢轨接触而受到钢轨 的反作用力之后，在反作用力的作用下自适应调节D探头安装座472与钢轨的相 对位置，从而保证D探头安装座472与钢轨能够贴合，以此有利于提高探伤的精 度。

D探头安装座472上能够设置出水孔，使出水孔连通水源，在探伤时，通过 出水孔向钢轨与D探头安装座472之间供水，利用水作为探伤所需的耦合剂。D 探头安装座472上能够设置与钢轨接触的凸起，利用凸起与钢轨接触，在D探头 安装座472与钢轨之间形成小的间隙，供水流通。

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的D安装支架41上设置有D安 装支架连接结构412，D安装支架连接结构412采用法兰，利用D安装支架连接 结构412便于与其他结构进行连接。本实施例中，使D安装支架连接结构412通 过传动链与电机连接，在电机的驱动下，能够带动D安装支架41转动，从而能 够改变探头的位置，当探头沿着一个方向完成钢轨的探伤工作后，通过转动D安 装支架41带动探头转动180°，在使用探头对钢轨反向探伤，以此能够提高探伤 的精度，避免漏检。

本实施例中，F顶座支撑座3上设置有电机，在电机与D安装支架连接结构 412之间设置有传动链，以此能够利用电机带动D安装支架连接结构412转动。

如图22、图23所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的钢轨上 部探伤结构5包括设置在F顶座支撑座3上的E安装支架51、设置在E安装支 架51上且活塞杆朝下的E气缸52、与E气缸52的活塞杆传动连接的E活动支 架54、设置在E活动支架54下方的E探头安装支架56和设置在E探头安装支 架56内的E探头安装座；所述的E探头安装座包括轨腰探头安装座561和/或下 颚探头安装座562，轨腰探头安装座561内安装有若干个用于向下发出超声波的 轨腰探头，轨腰探头沿着同一直线分布，下颚探头安装座562内安装有若干个用于向下发出超声波的下颚探头，下颚探头与钢轨的长度方向倾斜设置且每个下颚 探头倾斜的角度不同。

需要对钢轨进行探伤时，将钢轨安装在E探头安装座下方，使轨腰探头安装 座561对准钢轨的轨腰以便于对轨腰进行探伤，或使下颚探头安装座562对准钢 轨一侧的下颚以便于对下颚进行探伤。本实施例中，采用超声波探头发出超声波 进行探伤。

如图26a所示，在钢轨12垂直长度方向的侧面不同高度制作多个横通孔和 平行于钢轨长度方向断面上制作多个平底孔。两种类型的孔代表不同类型的缺陷， 在高度上交错布置，布满整个钢轨断面。

如图26b所示，轨腰探头安装座561内安装有T1、T2、T3、R4、R5、R6、 R7、R8、T9九个探头。九个探头沿着钢轨12的长度方向设置，并与轨腰对准。 T1、T2、T3沿着倾斜于竖直方向的方向在轨腰范围内发出超声波。

如图26c所示，其中T1探头发射超声波因缺陷反射，分别由T1、R4、R5、 R6、R7、R8探头接收。

T2探头发射超声波因缺陷反射，分别由T2、R4、R5、R6、R7、R8探头接 收。

T3探头发射超声波因缺陷反射，分别由T3、R4、R5、R6、R7、R8探头接收。

T9采用双晶聚焦0°探头，沿着竖直方向在轨腰范围内发出并接收超声波。

如图29a所示，在钢轨12轨头下颚两侧制作多个垂直于下颚平面的平底孔， 多个平底孔与钢轨轴线成不同的角度倾斜。多个不同位置的缺陷布满了整个下颚 部位。

如图29b、29c所示，下颚探头包括A组和B组，A组包括A1、A2、A3三 个超声波单晶通道探头，B组包括B1、B2、B3三个超声波单晶通道探头。下颚 探头自发自收。

使本方案与平行与钢轨的轨道滑动连接，有利于实现自动化控制，能够实现 自动控制E探头安装座沿着钢轨的长度方向移动而在需要的范围内进行探伤，并 且有利于使探头与钢轨的相对位置保持稳定，以提高探伤的效率和精度。

利用E气缸52能够驱动E活动支架54上下移动而调节探头与钢轨的距离， 能够在钢轨安装的过程中，避免E探头安装支架56等结构对钢轨的安装造成干 扰。也能够实现远程控制E探头安装支架56的上下移动而方便操作。

本实施例中，所述的E安装支架51的顶部设置有能够与其它结构连接的E 连接结构510，利用E连接结构510能够连接转轴，通过转轴带动E安装支架51 整体转动180°。当E安装支架51带动探头沿着钢轨的长度方向检测完之后，转 动E安装支架51，在驱动E安装支架51带动探头方向移动再次检测钢轨，有利 于避免漏检。

本实施例中，所述的E连接结构510采用法兰，F顶座支撑座3上设置有电 机，在电机与E连接结构510之间设置有传动链，以此能够利用电机带动E安装 支架51转动。

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的E安装支架51的同一侧设置 有两个E气缸52，每个E气缸52单独传动连接有E活动支架54，其中一个E 探头安装支架56内设置腰探头安装座561，另一个E探头安装支架56内设置下 颚探头安装座562。

以此能够在同一E安装支架51上安装两套检测设备，使得对轨腰的探伤以 及下颚的探伤能够同步进行，有利于减小结构占据的空间、降低设备的生产成本、 提高探伤的效率。

本实施例中，E安装支架51相对两侧能够对称设置两个E气缸52同时与一 个E活动支架54连接，以此能够使E活动支架54的相对两侧均能够得到支撑， 有利于提高E活动支架54的稳定性以及位置精度。

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的E探头安装座与E探头安装支 架56活动连接。对钢轨进行探伤时，需要使E探头安装座与钢轨接触，但由于 加工误差、装配误差等因素，使得E探头安装座难以完全贴合钢轨而存在一定的 偏差，导致探伤精度降低。使E探头安装座与E探头安装支架56活动连接，能 够利用E探头安装座的活动自适应调节以消除E探头安装座与钢轨之间不必要的 偏差，从而保证探头与钢轨的相对位置精度，避免探伤精度受到影响。

本实施例中，所述的活动连接包括转动连接和/或沿竖直方向的滑动连接。

使E探头安装座与E探头安装支架56转动连接，在E探头安装座与钢轨接 触而受到钢轨的反作用力之后自行调节E探头安装座与钢轨的角度。

使E探头安装座与E探头安装支架56滑动连接，在E探头安装座与钢轨接 触而受到钢轨的反作用力之后自行调节E探头安装座与钢轨的位置。

本实施例中，所述的轨腰探头安装座561两端均通过直线轴承与E探头安装 支架56活动连接，下颚探头安装座562的前后两端通过直线轴承与E探头安装 支架56活动连接。

以此能够满足轨腰探头安装座561、下颚探头安装座562前后移动以及转动 的需求。

轨腰探头盒561与轨头下颚562前后设置直线轴承，探头盒可在直线轴承轴 线平行的方向移动。

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的E探头安装座上设置有出水孔， 使出水孔连通水源，在探伤的过程中能够从出水孔向外供水以作为探伤所需的耦 合剂。E探头安装座与钢轨接触的表面上能够设置小的凸起以便于在E探头安装 座与钢轨之间留出所需的间隙以便于水的流通。

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的E安装支架51上设置有与E 气缸52活塞杆平行的E滑轨58，所述的E活动支架54与E滑轨58滑动连接。

利用E滑轨58能够对E活动支架54的移动起到导向、限位的作用，有利于 提高E活动支架54的稳定性，避免其在移动的过程中产生晃动，防止探头与钢 轨的相对位置精度受到影响。

本实施例中，所述的E安装支架51上设置有位于E气缸52两侧的E气缸安 装座53，所述的E气缸52与E气缸安装座53铰接，E气缸52的活塞杆与E活 动支架54铰接。

由于加工误差、装配误差、磨损等因素，E气缸52的活塞杆移动的方向与E 滑轨58的长度方向可能存在一定偏差，从而出现干涉的现象。使E气缸52与E 气缸安装座53铰接，E气缸52的活塞杆与E活动支架54铰接，能够在E气缸 52的活塞杆移动的过程中使E气缸52的位置和角度自适应调节，以便于保证E 气缸52活塞杆的移动方向与E滑轨58的长度方向始终保持一致，从而避免产生 不必要的振动、磨损。

本实施例中，所述的E气缸52的两侧设置有连接于E活动支架54与E安装 支架51之间的E弹簧。利用E弹簧能够提高E活动支架54的稳定性，有利于使 E活动支架54保持其位置精度。

所述的E安装支架51上设置有用于限制E活动支架54最低位置的E限位结 构57，所述的E限位结构57包括L型的支撑板和设置在支撑板上的限位块，限 位块位于E活动支架54的正下方，当E活动支架54下降至与限位块接触，则E 活动支架54无法再向下移动，以此有利于保护下方的E探头安装座等结构，避 免其受压损坏。

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的E探头安装座上设置两个分别 位于E探头安装座两侧且能够与钢轨滚动连接的E导向轮59，E导向轮59的旋 转中心竖向设置。

利用E导向轮59能够对钢轨起到夹持的作用，能够限制E探头安装座与钢 轨的相对位置保持不变，从而有利于使探头与钢轨的相对位置保持不变。

使E导向轮59位于E探头安装座靠外的一端，当E安装支架51上安装两个 E探头安装支架56时，在E探头安装座下方形成四个E导向轮59，探头位于四 个E导向轮59围绕的范围之内，有利于使所有探头与钢轨保持相对稳定的位置， 避免探伤的精度受到影响。

本实施例中，所述的E导向轮59的下端为直径向下逐渐减小的圆台面。

如图24所示，所述的E探头安装支架56靠近E导向轮59的一端设置有两 个导向轮限位板591，导向轮限位板591上开设有开口朝外且水平的开口槽592， 两个开口槽592开口朝向相反。导向轮限位板591与E探头安装支架56的端部 形成U字型结构，E探头安装座靠近导向轮限位板591的一端设置有位于导向轮 限位板591与E探头安装支架56之间的调节板594，调节板594上分别设置有能 够在开口槽592内滑动的导向轮限位块593。如果钢轨与E探头安装座没有对准， 当E探头安装支架56向下移动直至E导向轮59与钢轨接触之后，E导向轮59 上的圆台面首先与钢轨接触而受到钢轨的反作用力，在反作用力的作用下，E探 头安装座沿着开口槽592的长度方向移动以进行自适应调节，直至钢轨能够进入 两个E导向轮59之间的位置。使两个开口槽592的开口方向相反，能够利用导 向轮限位块593与开口槽592的配合进行互相限位，以防止导向轮限位块593脱 离开口槽592，从而避免E探头安装座脱落。本实施例中，所述的E探头安装座 的两侧设置有安装轴，所述的E导向轮59滑动设置在安装轴上，在E导向轮59 与E探头安装座之间设置套装在安装轴上的弹簧，在安装轴的端部设置用于对E 导向轮59进行限位的限位结构。以此能够使E导向轮59与E探头安装座的距离 能够进行调节，有利于使E探头安装座与钢轨的中心保持一致，从而保证探伤的 精度。

E探头安装支架56上与导向轮限位板591相对的一端设置有贯穿E探头安 装座的调节轴，E探头安装座与调节轴滑动连接，E探头安装座与E探头安装支 架56之间设置有套装在调节轴上的弹簧。利用弹簧与E导向轮59配合使用以便 于辅助调节E探头安装座的位置，使E探头安装座的两端能够同步调节，以保证 探头与钢轨的相对位置精度。

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的E活动支架54沿着钢轨长度 方向的一端与E探头安装支架56铰接，E活动支架54的另一端设置有与E探头 安装支架56滑动连接的E导向轴55，所述的E活动支架54与E探头安装支架 56之间设置有套装在E导向轴55上的压缩弹簧。

由于加工误差、装配误差、磨损等因素，E探头安装座与钢轨的上表面存在 一定角度偏差，从而导致E探头安装座无法与钢轨贴合，使E活动支架54的一 端与E探头安装支架56铰接，E活动支架54的另一端与E探头安装支架56滑 动连接，在E探头安装支架56与钢轨接触之后，能够自适应调节E探头安装支 架56的位置，从而使E探头安装支架56与钢轨能够贴合，以便于使E探头安装 座与钢轨贴合，从而有利于保证探伤的精度，利用压缩弹簧能够对E探头安装支 架56施加压紧力，从而在E探头安装支架56与钢轨相对移动的过程中，使E探 头安装支架56与钢轨始终保持接触，保证E探头安装座与钢轨的相对位置精度 不被破坏。

如图3所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的F顶座滑轨61 设置有两根，其中一根设置在F顶座6的上表面，另外一根设置在F顶座6的侧 面。利用两根F顶座滑轨61能够增强F顶座滑轨61的承载能力。

本实施例中，由于上部检测系统位于F顶座支撑座3的一侧，导致F顶座支 撑座3的重心没有落在F顶座6上，使得安装有上部检测系统的F顶座支撑座3 存在转动的趋势，位于F顶座6的上表面的F顶座滑轨61还能够限制F顶座支 撑座3的转动趋势，能够增强F顶座支撑座3的稳定性。

本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制， 凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落 入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种焊轨基地钢轨焊接接头焊缝的全断面探伤设备，其特征在于：包括F底座(1)、滑动设置在F底座(1)上的下部探伤系统、两个设置在F底座(1)上的支撑支柱(11)、设置在支撑支柱(11)上的F顶座(6)和滑动设置在F顶座(6)上的上部探伤系统，上部探伤系统滑动的方向与下部探伤系统滑动的方向平行，所述的下部探伤系统包括轨底侧探伤结构(7)和轨底上轮廓探伤结构(8)，所述的上部探伤系统包括轨头侧探伤结构(4)和钢轨上部探伤结构(5)。

2.根据权利要求1所述的一种焊轨基地钢轨焊接接头焊缝的全断面探伤设备，其特征在于：所述的F底座(1)内设置有两根平行的F底座滑轨(13)，F底座滑轨(13)上滑动连接有探伤行走平台(10)，所述的探伤行走平台(10)传动连接有底部驱动系统；所述的下部探伤系统设置在探伤行走平台(10)上。

3.根据权利要求2所述的一种焊轨基地钢轨焊接接头焊缝的全断面探伤设备，其特征在于：所述的轨底侧探伤结构(7)包括位于钢轨(12)下方且设置在探伤行走平台(10)上的轨底探伤底座(71)、两个设置在轨底探伤底座(71)上的A发射结构(76)和两个设置在轨底探伤底座(71)上的A接收结构(78)，A发射结构(76)与A接收结构(78)一一对应且分别设置在钢轨(12)两侧；

所述的A发射结构(76)包括发出的A超声波倾斜于钢轨(12)长度方向的A发射探头，所述的A接收结构(78)包括若干个接收A超声波的A接收探头，A接收探头接收A超声波的方向垂直于A超声波的发射方向；

两个A发射探头发出超声波的方向不平行。

4.根据权利要求2所述的一种焊轨基地钢轨焊接接头焊缝的全断面探伤设备，其特征在于：所述的轨底上轮廓探伤结构(8)包括设置在探伤行走平台(10)上的B立柱(81)、设置在B立柱(81)两侧的B安装座(87)、设置在B安装座(87)上的B探头安装座(88)和若干个设置在B探头安装座(88)上的B探头安装槽(89)，两个B探头安装座(88)上的B探头安装槽(89)对称设置于B立柱(81)的两侧。

5.根据权利要求2、3、4中任一项所述的一种焊轨基地钢轨焊接接头焊缝的全断面探伤设备，其特征在于：所述的探伤行走平台(10)上设置有轨底托辊(9)，所述的轨底托辊(9)设置在包括探伤行走平台(10)上的C安装底座(91)、两个设置在C安装底座(91)上的C安装支座(92)、转动安装在两个C安装底座(91)之间的C底板(93)、设置在C底板(93)上的辊轮安装座(94)和与辊轮安装座(94)铰接的C辊轮(95)，C辊轮(95)与C底板(93)的转轴平行。

6.根据权利要求1所述的一种焊轨基地钢轨焊接接头焊缝的全断面探伤设备，其特征在于：所述的F顶座(6)上设置有与F底座滑轨(13)平行的F顶座滑轨(61)，F顶座滑轨(61)上滑动连接有F顶座支撑座(3)，所述的上部探伤系统设置在F顶座支撑座(3)上。

7.根据权利要求6所述的一种焊轨基地钢轨焊接接头焊缝的全断面探伤设备，其特征在于：所述的轨头侧探伤结构(4)包括设置在F顶座支撑座(3)上的D安装支架(41)、设置在D安装支架(41)上且活塞杆朝下的D气缸(43)、与D气缸(43)的活塞杆传动连接的D活动支架(44)、三组设置在D活动支架(44)上的D探测结构，每一组D探测结构包括两个位于钢轨两侧且等高的D探头安装支架(47)，三组D探测结构内的高度不同D探头安装支架(47)。

8.根据权利要求6所述的一种焊轨基地钢轨焊接接头焊缝的全断面探伤设备，其特征在于：所述的钢轨上部探伤结构(5)包括设置在F顶座支撑座(3)上的E安装支架(51)、设置在E安装支架(51)上且活塞杆朝下的E气缸(52)、与E气缸(52)的活塞杆传动连接的E活动支架(54)、设置在E活动支架(54)下方的E探头安装支架(56)和设置在E探头安装支架(56)内的E探头安装座；

所述的E探头安装座包括轨腰探头安装座(561)和/或下颚探头安装座(562)，轨腰探头安装座(561)内安装有若干个用于向下发出超声波的轨腰探头，轨腰探头沿着同一直线分布，下颚探头安装座(562)内安装有若干个用于向下发出超声波的下颚探头，下颚探头与钢轨的长度方向倾斜设置且每个下颚探头倾斜的角度不同；

所述的E安装支架(51)的同一侧设置有两个E气缸(52)，每个E气缸(52)单独传动连接有E活动支架(54)，其中一个E探头安装支架(56)内设置腰探头安装座(561)，另一个E探头安装支架(56)内设置下颚探头安装座(562)。

9.根据权利要求6、7、8中任一项所述的一种焊轨基地钢轨焊接接头焊缝的全断面探伤设备，其特征在于：所述的F顶座支撑座(3)设置有两根，其中一根设置在F顶座(6)的上表面，另外一根设置在F顶座(6)的侧面。

10.一种焊轨基地钢轨焊接接头焊缝的全断面探伤方法，其特征在于：利用权利要求1-9中任一项所述的全断面探伤设备对钢轨(12)进行探伤，利用轨底侧探伤结构(7)对钢轨(12)轨底侧探伤，利用轨底上轮廓探伤结构(8)对钢轨(12)轨底上轮廓探伤，利用轨头侧探伤结构(4)对钢轨(12)轨头侧探伤，利用钢轨上部探伤结构(5)对钢轨(12)的轨腰和轨头下颚探伤；其中轨底侧探伤结构(7)和轨底上轮廓探伤结构(8)为双向结构，超声波声束沿探伤运动的前后两个方向传播，一次扫查完成探伤，轨头侧探伤结构(4)和上部探伤结构(5)为单向结构，超声波声束沿探伤运动的前进方向传播，正向探伤完成后，轨头侧探伤结构(4)和上部探伤结构(5)旋转180°，反向探伤。

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