CN2842419Y - 空心车轴内置式超声波探伤组合探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的是一种空心车轴内置式超声波探伤组合探头，它包括由探头外壳(1－4)、楔块(1－5)、与楔块(1－5)贴合的压电晶片(1－1)、吸声背材(1－6)、接线柱(1－2)和信号线(1－7)组成的探头(1)和探头架(2)，以其由若干个探头(1)沿探头架(2)圆周方向均匀布置所组成；所说由探头(1)和探头架(2)组合的组合探头(I)与空心车轴的内孔相适合配置为主要特征。具有结构合理、调试和维修方便、探伤检测精度高等特点和功效。

Description

空心车轴内置式超声波探伤组合探头

技术领域

本实用新型涉及一种空心车轴内置式超声波探伤组合探头，属于无损探伤检测技术领域。

背景技术

本实用新型所涉及的空心车轴内置式超声波探伤组合探头，是一种用于铁道车辆空心车轴运行疲劳裂纹通过车轴内孔检测的超声波探伤组合探头。

空心车轴是一种新型车轴结构，主要用于时速200km的高速列车。在列车运行过程中，空心车轴不可避免地会产生疲劳裂纹，而直接影响到行车安全。避免发生这种严重问题的一个重要手段，就是对空心车轴作定期的在役探伤。目前国际上已采用超声波探伤方法对列车空心车轴进行探伤检测。诸如日本专利JP2002082099公开了一种空心车轴裂纹超声波自动探伤装置。这种自动探伤装置，采用2个分别由16个超声波振动子组成的组合探头，其中一个组合探头的超声波振动子向着轴向移动的前方，另一个组合探头的超声波振动子向着轴向移动的后方；所说超声波振动子是按设计要求埋设在轴向移动探测轴的圆环状凹槽内的。无疑，日本专利JP2002082099的结构不合理。它在结构上至少存在着超声波振动子损坏或失灵后很难更换，组合探头的制备工艺比较麻烦，超声波振动子的位置无法调试等缺憾；它在实施探伤检测中，由于其采取超声波振动子一组向前，另一组向后的布置形式，而至少存在着超声波声束不集中、声强低，直接影响探伤检测精度等不足。因而理所当然应当对其进行改进。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种采用本申请人申请的如附图1、2、3、4所示的“空心车轴超声波探伤探头”，通过与探头架组合的空心车轴内置式超声波探伤组合探头，以克服已有技术的不足。

本实用新型实现其目的所采取的技术方案是，一种空心车轴内置式超声波探伤组合探头，包括由探头外壳、楔块、与楔块贴合的压电晶片、吸声背材、接线柱和信号线组成的探头和探头架，其改进点在于：由若干个探头沿探头架圆周方向均匀布置所组成；所说由探头和探头架组合的组合探头与空心车轴的内孔相适合配置。

由以上所给出的技术方案可以明白，本实用新型由于采取了若干个所说探头通过探头架组合的技术方案，而使所说的探头更换、探头位置的调整，简便探头制备工艺等都成为可能，而且操作也很方便，从而实现了本实用新型的目的。而所说的组合探头与空心车轴的内孔相适合配置，是相互呈滑动配置。

本实用新型的进一步改进点在于：

组合成每一个组合探头的探头量在6～20个范围内。所说探头量的多少，可以根据空心车轴内孔直径而定。

所说探头架由中空外套架和中空内套架组成；外套架通过其内孔与内套架的外圆台阶段紧配合连接；外套架的凸台设有与探头数量相等的用来配置探头接线柱的通孔，若干个探头嵌装在外套架的凸台与内套架的凸台之间的探头安装槽内。这是本实用新型优选的一种探头架的结构形式，本实用新型并不排除其它探头架的结构形式。

所说探头架的中空内套架具有2个相隔一定间距的凸台或者具有一个沿轴向有一定宽度的凸台，中空外套架有2个，2个外套架分别套装在内套架两端的外圆台阶段上互呈紧配合连接而构成2个隔开的探头安装槽；所说的若干个探头分别嵌装在2个所说探头安装槽内而构成2个组合探头；所说组合探头的工作面相对布置。也就是说，2个组合探头的探头，其中在前的一个组合探头的探头的压电晶片(即超声波振动子)向后，另一个在后的组合探头的探头的压电晶片向前，使2个组合探头的探头的压电晶片工作面所发射的超声波声束，基本集中在空心车轴内壁的同一圆环形部位，从而有效地增强了声强，提高了探伤检测的精度。至于是否要采用2个相对布置的组合探头，这可以根据实际需要而定。因为在一般情况下，有1个组合探头也就可以了。就是采用了2个组合探头，也可以根据实际需要，在实际探伤检测的操作过程中，使用其中1个组合探头或2个组合探头同时一起使用。

所说探头架具有探头径向伸缩机构；所说探头径向伸缩机构，是由设在内套架的凸台内侧的与探头数量相等的呈径向布置的凸键/凹槽，所说凸键/凹槽可与设在探头一侧的凹槽/凸键滑动配置；外套架的凸台所设的通孔系呈径向布置的长孔，所说的长孔可与探头接线柱滑动配置；在内套架的第二台阶段上，设有数量与探头相等的盲孔，所说盲孔与探头相应对布置；在所说盲孔内设有弹簧，所说弹簧抵制在探头的底部所构成；探头通过所说接线柱与长孔配合副和凸键/凹槽与凹槽/凸键配合副的配合，嵌装在外套架的凸台与内套架的凸台之间的探头安装槽内且可沿径向伸缩位移。这是一种具有探头径向伸缩机构的本实用新型，其目的显然在于，在空心车轴内孔不可避免所存在的圆度误差及孔径直径误差等情况下，通过所说伸缩机构而使探头与空心车轴内孔孔壁相适合配置。这样既可以方便组合探头沿空心车轴内孔的轴向移动，完成对空心车轴的全程探伤检测，也可以进一步提高探伤检测的精度。

上述技术方案得以实施后，本实用新型所具有的结构合理，制备简易，调试简便，维修方便和探伤检测准确性和精度高等特点和功效，是显而易见的。

附图说明

图1是本实用新型所包括的探头的主视图；

图2是图1的C-C剖视图；

图3是图1的左视图；

图4是图1的右视图；

图5是本实用新型一种具体实施方式的探头架组装状态图；

图6是图5的A-A剖视图；

图7是图5的B-B剖视图；

图8是如同图1所示的探头与图5所示的探头架组装状态的如附图5的A-A剖视图(图中探头的接线柱已删掉)；

图9是本实用新型设在空心车轴内的状态示意图。

具体实施方式

通过读解上述附图，已经可以明了本实用新型实现其目的的技术方案。以下对照附图通过具体实施方式的描述，对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式之一，如附图1至9所示。

一种空心车轴内置式超声波探伤组合探头，包括由探头外壳1-4、楔块1-5、与楔块1-5贴合的压电晶片1-1、吸声背材1-6、接线柱1-2和信号线1-7组成的探头1(如附图1、2、3、4所示)和探头架2(如附图5、6、7所示)，由8个探头1沿探头架2圆周方向均匀布置所组成；所说组合探头I的外圆与空心车轴的内孔互呈滑动配置。组合成每一个组合探头I的探头1量为8个。所说探头架2由中空外套架2-1和中空内套架2-2组成；外套架2-1通过其内孔2-1-1与内套架2-2的外圆台阶段2-2-1紧配合连接；外套架2-1的凸台2-1-2设有与探头1数量相等的用来配置探头接线柱1-2的通孔2-1-3，8个探头1嵌装在外套架2-1的凸台2-1-2与内套架2-2的凸台2-2-2之间的探头安装槽3内。所说探头架2具有探头径向伸缩机构4；所说探头径向伸缩机构4，是由设在内套架2-2的凸台2-2-2内侧的与探头1数量相等的呈径向布置的凸键2-2-3，所说凸键2-2-3可与设在探头1一侧的凹槽1-3滑动配置；外套架2-1的凸台2-1-2所设的通孔2-1-3系呈径向布置的长孔，所说的长孔2-1-3可与探头接线柱1-2滑动配置；在内套架2-2的第二台阶段2-2-4上，设有数量与探头1相等的盲孔2-2-5，所说盲孔2-2-5与探头1相应对布置；在所说盲孔2-2-5内设有弹簧4-1，所说弹簧4-1抵制在探头1的底部所构成；探头1通过所说接线柱1-2与长孔2-1-3配合副和凸键2-2-3与凹槽1-3配合副的配合，嵌装在外套架2-1的凸台2-1-2与内套架2-2的凸台2-2-2之间的安装槽3内且可沿径向伸缩位移。

一种典型的具体实施方式，如附图1、2、3、4、9所示，并参读附图5、6、7、8。

一种空心车轴内置式超声波探伤组合探头，除了所说探头架2的中空内套架2-2具有2个相隔一定间距的凸台2-2-2，中空外套架2-1有2个，2个外套架2-1分别套装在内套架2-2两端的外圆台阶段2-2-1上互呈紧配合连接而构成2个隔开的探头安装槽3；所说的若干个探头1分别嵌装在2个所说探头安装槽3内而构成2个组合探头I；所说组合探头I的工作面相对布置(参读附图9)之外，其它均如同具体实施方式之一。

本实用新型小试样品，对在役高速列车空心车轴作探伤检测的试验效果是很好的。

本实用新型同样适用于其它空心管诸如气体和液体物料高压输送空心管、汽轮发电机组耐高压空心管等的探伤检测。

Claims (5)

1、一种空心车轴内置式超声波探伤组合探头，包括由探头外壳(1-4)、楔块(1-5)、与楔块(1-5)贴合的压电晶片(1-1)、吸声背材(1-6)、接线柱(1-2)和信号线(1-7)组成的探头(1)和探头架(2)，其特征在于：由若干个探头(1)沿探头架(2)圆周方向均匀布置所组成；所说由探头(1)和探头架(2)组合的组合探头(I)与空心车轴的内孔相适合配置。

2、根据权利要求1所述的空心车轴内置式超声波探伤组合探头，其特征在于：组合成每一个组合探头(I)的探头(1)量在6～20个范围内。

3、根据权利要求1所述的空心车轴内置式超声波探伤组合探头，其特征在于：所说探头架(2)由中空外套架(2-1)和中空内套架(2-2)组成；外套架(2-1)通过其内孔(2-1-1)与内套架(2-2)的外圆台阶段(2-2-1)紧配合连接；外套架(2-1)的凸台(2-1-2)设有与探头(1)数量相等的用来配置探头接线柱(1-2)的通孔(2-1-3)，若干个探头(1)嵌装在外套架(2-1)的凸台(2-1-2)与内套架(2-2)的凸台(2-2-2)之间的探头安装槽(3)内。

4、根据权利要求3所述的空心车轴内置式超声波探伤组合探头，其特征在于：所说探头架(2)的中空内套架(2-2)具有2个相隔一定间距的凸台(2-2-2)或者具有1个沿轴向有一定宽度的凸台(2-2-2)，中空外套架(2-1)有2个，2个外套架(2-1)分别套装在内套架(2-2)两端的外圆台阶段(2-2-1)上互呈紧配合连接而构成2个隔开的探头安装槽(3)；所说的若干个探头(1)分别嵌装在2个所说探头安装槽(3)内而构成2个组合探头(I)；所说组合探头(I)的工作面相对布置。

5、根据权利要求3或4所述的空心车轴内置式超声波探伤组合探头，其特征在于：所说探头架(2)具有探头径向伸缩机构(4)；所说探头径向伸缩机构(4)，是由设在内套架(2-2)的凸台(2-2-2)内侧的与探头(1)数量相等的呈径向布置的凸键/凹槽(2-2-3)，所说凸键/凹槽(2-2-3)可与设在探头(1)一侧的凹槽/凸键(1-3)滑动配置；外套架(2-1)的凸台(2-1-2)所设的通孔(2-1-3)系呈径向布置的长孔，所说的长孔(2-1-3)可与探头接线柱(1-2)滑动配置；在内套架(2-2)的第二台阶段(2-2-4)上，设有数量与探头(1)相等的盲孔(2-2-5)，所说盲孔(2-2-5)与探头(1)相应对布置；在所说盲孔(2-2-5)内设有弹簧(4-1)，所说弹簧(4-1)抵制在探头(1)的底部所构成；探头(1)通过所说接线柱(1-2)与长孔(2-1-3)配合副和凸键/凹槽(2-2-3)与凹槽/凸键(1-3)配合副的配合，嵌装在外套架(2-1)的凸台(2-1-2)与内套架(2-2)的凸台(2-2-2)之间且可沿径向伸缩位移。

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