RU2313784C1 - Mode of ultra sound control of the axles of wheel pairs - Google Patents
Mode of ultra sound control of the axles of wheel pairs Download PDFInfo
- Publication number
- RU2313784C1 RU2313784C1 RU2006116134/28A RU2006116134A RU2313784C1 RU 2313784 C1 RU2313784 C1 RU 2313784C1 RU 2006116134/28 A RU2006116134/28 A RU 2006116134/28A RU 2006116134 A RU2006116134 A RU 2006116134A RU 2313784 C1 RU2313784 C1 RU 2313784C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- radiation
- zone
- converters
- axles
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым (УЗ) методом и может быть использовано для обнаружения дефектов в осях колесных пар железнодорожного подвижного состава.The invention relates to non-destructive testing by ultrasonic (US) method and can be used to detect defects in the axles of wheel sets of railway rolling stock.
Известен способ контроля осей колесных пар, заключающийся в том, что излучают в контролируемое изделие с поверхности торца продольные колебания, принимают в той же точке отраженные продольные УЗ колебания и по их амплитуде определяют качество изделия (Руководство по испытанию на растяжение и дефектоскопии вагонных деталей, ЦВТ-6, МПС СССР, М.: Транспорт, 1982, 64 с.).A known method of monitoring the axles of wheelsets is that longitudinal vibrations are emitted into the controlled product from the end surface, the reflected longitudinal ultrasonic vibrations are received at the same point, and the product quality is determined by their amplitude (Guide to tensile testing and inspection of car parts, CVT -6, Ministry of Railways of the USSR, Moscow: Transport, 1982, 64 p.).
Недостатком указанного выше способа являются большие помехи, возникающие из-за конструктивных особенностей оси, которые маскируют отраженные от дефектов сигналы, а также недостаточная чувствительность, обусловленная необходимостью выявлять сигналы от дефектов малого размера, удаленных от точки ввода ультразвуковых колебаний на расстоянии более 1700 мм.The disadvantage of the above method is the large interference arising from the design features of the axis, which mask the signals reflected from defects, as well as insufficient sensitivity due to the need to detect signals from small defects that are distant from the point of entry of ultrasonic vibrations at a distance of more than 1700 mm.
Известен способ УЗ контроля осей (Справочник. Й.Крауткрамер, Е.Крауткрамер. Ультразвуковой контроль материалов. М.: Металлургия, 1991, с.439), заключающийся в том, что излучают в проверяемое изделие УЗ колебания с конической поверхности центрового отверстия оси, принимают в той же точке отраженные от дефектов сигналы и по параметрам отраженных сигналов определяют качество изделия.There is a method of ultrasonic control of axes (Reference. J. Krautkramer, E. Krautkramer. Ultrasonic control of materials. M .: Metallurgy, 1991, p.439), which consists in the fact that they emit into the tested product ultrasonic vibrations from the conical surface of the center hole of the axis, receive signals reflected from defects at the same point and determine the product quality by the parameters of the reflected signals.
Недостатком этого способа является невозможность сплошного контроля изделия из-за ограниченности контролируемой зоны, так как УЗ колебания не охватывают всего объема контролируемого изделия.The disadvantage of this method is the impossibility of complete control of the product due to the limited control area, since ultrasonic vibrations do not cover the entire volume of the controlled product.
Зона контроля расширена в способе УЗ контроля оси колесной пары, совокупность существенных признаков которого наиболее близка к совокупности существенных признаков предлагаемого изобретения.The control zone is expanded in the method of ultrasonic inspection of the axis of the wheelset, the set of essential features of which is closest to the set of essential features of the present invention.
Известный способ заключается в следующем. УЗ импульсы вводят через коническую поверхность центрового отверстия оси последовательно под разными углами в диапазоне 37-70° относительно ее образующей, вращают ось, подавая при этом контактную жидкость, принимают в процессе вращения отраженные дефектами эхо-сигналы и по их параметрам определяют качество изделия.A known method is as follows. Ultrasound pulses are introduced through the conical surface of the center hole of the axis sequentially at different angles in the range of 37-70 ° relative to its generatrix, the axis is rotated while supplying contact liquid, the echoes reflected by defects are received during rotation, and the quality of the product is determined by their parameters.
Недостатком известного способа является низкая производительность контроля из-за необходимости дополнительной обработки поверхности центрового отверстия с помощью зенкера и защитной шайбы, очистки от металлической стружки, так как центровые отверстия предназначены для обработки поверхности оси в процессе ее изготовления и подвергаются сильным механическим воздействиям, приводящим к деформациям и отверстия, и цилиндрической поверхности.The disadvantage of this method is the low productivity of control due to the need for additional processing of the surface of the center hole with a countersink and a protective washer, cleaning from metal chips, since the center holes are designed to treat the surface of the axis during its manufacture and are subjected to strong mechanical stresses, leading to deformations and holes, and a cylindrical surface.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка способа контроля осей колесных пар, который, как и известный способ, позволяет производить контроль осей как с наличием напрессованных деталей, так и без них, но без проведения сложных подготовительных, обрабатывающих поверхность, операций.The problem to which the invention is directed is the development of a method for monitoring the axles of wheelsets, which, like the known method, allows axles to be controlled both with the presence of pressed parts and without them, but without complex preparatory, surface-treating operations.
Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемый способ, как и известный, предусматривает контроль колесных пар железнодорожного подвижного состава путем введения во вращающуюся ось с помощью преобразователей ультразвуковых колебаний под разными углами ввода относительно оси, приема эхо-сигналов, по параметрам которых определяют качество оси. Но в отличие от известного в предлагаемом способе преобразователи устанавливают на цилиндрической поверхности предподступичной части оси и разворачивают их относительно геометрической оси таким образом, что излучение первого преобразователя направляют в часть шейки оси, расположенную в зоне нахождения промежутка между двумя подшипниками, излучение второго преобразователя направляют в область галтели между предподступичной частью и шейкой оси, а отраженный сигнал принимают третьим преобразователем, излучение четвертого - в часть оси, расположенную в зоне расположения внешней кромки ступицы, излучение пятого - в часть оси, расположенную в зоне расположения внутренней кромки ступицы, излучение шестого направляют перпендикулярно геометрической оси, причем первый и четвертый - шестой преобразователи выполнены в виде приемоизлучающих преобразователей, углы ввода преобразователей изменяют в диапазоне 0-65°, а углы разворота изменяют в диапазоне 0-60°.The problem is solved due to the fact that the proposed method, as well as the known one, involves monitoring the wheelsets of railway rolling stock by introducing ultrasonic vibrations at different angles of input relative to the axis into the rotating axis using transducers, receiving echo signals, the parameters of which determine the quality of the axis . But in contrast to the known in the proposed method, the transducers are installed on the cylindrical surface of the pre-approach part of the axis and rotate them relative to the geometric axis so that the radiation of the first transducer is directed to the part of the neck of the axis located in the zone between the two bearings, the radiation of the second transducer is directed to the region fillets between the pre-approaching part and the neck of the axis, and the reflected signal is received by the third transducer, the radiation of the fourth - in part about and, located in the zone of location of the outer edge of the hub, the fifth radiation is directed to the part of the axis located in the zone of the location of the inner edge of the hub, the radiation of the sixth is directed perpendicular to the geometric axis, the first and fourth to sixth converters are made in the form of transceiving transducers, the input angles of the transducers are changed into the range 0-65 °, and the turning angles are changed in the range 0-60 °.
Совокупность изложенных признаков характеризует способ, в котором прозвучивание оси происходит во всех направлениях с поверхности, образующая которой параллельна геометрической оси. Обычно при контроле оси такой вид поверхностей использовался для ввода колебаний в направлении, перпендикулярном оси, и соответственно область контроля определялась углом раскрыва пучка преобразователя, т.е. была очень узкая, а контроль мог быть осуществлен только во время плановой проверки при освобождении оси от напрессованных деталей. В предлагаемом способе для установки преобразователей используется поверхность предподступичной части, которая всегда открыта для доступа. Контроль указанных в формуле изобретения участков оси возможен только при одновременном использовании определенных углов ввода преобразователей и их разворота. При этом контролируются все участки, в которых в процессе эксплуатации в материале возникают неравновесные напряжения, приводящие к возникновению дефектов.The combination of the above characteristics characterizes the method in which the sounding of the axis occurs in all directions from the surface, the generatrix of which is parallel to the geometric axis. Usually, when controlling the axis, this type of surface was used to introduce oscillations in the direction perpendicular to the axis, and accordingly, the control region was determined by the opening angle of the transducer beam, i.e. It was very narrow, and control could only be carried out during a scheduled inspection when the axle was released from the pressed parts. In the proposed method for installing the converters uses the surface of the pre-accession part, which is always open for access. Monitoring specified in the claims of the sections of the axis is possible only with the simultaneous use of certain input angles of the transducers and their turn. In this case, all areas in which nonequilibrium stresses arise in the material during operation and lead to defects are monitored.
Ввиду того, что поверхность ввода не требует специальной металлообработки, время контроля одной оси сокращается. Сокращение времени контроля - достигаемый технический результат.Due to the fact that the input surface does not require special metalworking, the control time of one axis is reduced. Reducing control time - achieved technical result.
Совокупность признаков, изложенная в пункте 2 формулы изобретения, характеризует способ ультразвукового контроля колесных пар, в котором ультразвуковые колебания вводят во все части оси одновременно.The set of features set forth in paragraph 2 of the claims characterizes a method of ultrasonic inspection of wheelsets in which ultrasonic vibrations are introduced into all parts of the axle at the same time.
Такой прием позволяет произвести контроль всей оси за один ее оборот и увеличить достигаемый технический результат - сокращение времени контроля.This technique allows you to control the entire axis in one revolution and increase the technical result achieved - reducing control time.
Изобретение поясняется чертежом, на котором показана ось колесной пары с указанием зон контроля.The invention is illustrated in the drawing, which shows the axis of the wheelset with the indication of control zones.
В состав оси входит предподступичная часть 1, шейка 2 оси, галтель 3, расположенная между предподступичной частью 1 и шейкой оси 2, подступичная часть 4.The axis includes the pre-approach part 1, the neck 2 of the axis, the fillet 3, located between the pre-access part 1 and the neck of the axis 2, the access part 4.
Также вводим следующие обозначения: I - зона нахождения промежутка между подшипниками на шейке оси; II - зона галтели; III - зона расположения внешней кромки ступицы; IV - зона расположения внутренней кромки ступицы, V - зона предподступичной части.We also introduce the following notation: I - the zone of the gap between the bearings on the neck of the axis; II - the fillet zone; III - the location zone of the outer edge of the hub; IV - zone of location of the inner edge of the hub, V - zone of the pre-approach part.
На предподступичной части оси устанавливают шесть преобразователей с разными углами ввода ультразвуковых колебаний и углами разворота относительно оси симметрии оси (все преобразователи на чертеже обозначены цифрой 5).Six transducers with different angles of input of ultrasonic vibrations and rotation angles relative to the axis of symmetry of the axis are installed on the pre-approach part of the axis (all transducers in the drawing are indicated by the number 5).
Рассмотрим реализацию способа на примере ультразвукового контроля оси колесной пары ЦВМ, выпуска 1973 года.Consider the implementation of the method on the example of ultrasonic control of the axis of the wheelset of a digital computer, 1973 release.
Пучок ультразвуковых колебаний первого преобразователя направляют в зону I. Для этого его угол ввода равен 36°, угол разворота - 0°. Преобразователь выполнен по совмещенной схеме, поэтому эхо-сигнал принимается также первым преобразователем.A bunch of ultrasonic vibrations of the first transducer is sent to zone I. For this, its input angle is 36 °, the rotation angle is 0 °. The transducer is made according to a combined circuit, therefore, the echo signal is also received by the first transducer.
Углы ввода второго и третьего преобразователей равны 64°, а углы разворота - 60°. При этом пучок ультразвуковых колебаний направлен в зону II. Между собой преобразователи установлены таким образом, чтобы один из них мог принимать эхо-сигнал от дефекта, озвученного другим.The input angles of the second and third transducers are 64 °, and the rotation angles are 60 °. In this case, the beam of ultrasonic vibrations is directed to zone II. The transducers are installed between themselves so that one of them can receive an echo signal from a defect voiced by the other.
Излучение четвертого преобразователя направляют в III зону, в область расположения внешней кромки ступицы. Угол ввода преобразователя равен 16°, а угол разворота - 0°.The radiation of the fourth transducer is sent to the III zone, in the region of the outer edge of the hub. The input angle of the transducer is 16 °, and the rotation angle is 0 °.
Излучение пятого преобразователя направляют в IV зону. Угол ввода равен 52°, а угол разворота 0°.The radiation of the fifth transducer is sent to the IV zone. The input angle is 52 °, and the rotation angle is 0 °.
Излучение шестого преобразователя направляют перпендикулярно геометрической оси. Угол ввода равен 0°, угол разворота 0°. Преобразователь прозвучивает предподступичную часть, но основное его назначение - служить индикатором работоспособности устройства при контроле.The radiation of the sixth transducer is directed perpendicular to the geometric axis. The input angle is 0 °, the rotation angle is 0 °. The converter sounds the pre-accession part, but its main purpose is to serve as an indicator of the device’s operability during monitoring.
Четвертый - шестой, а также первый преобразователи выполнены по совмещенной схеме, а в паре, состоящей из второго и третьего преобразователей, один из них может быть излучающим, а другой - приемным.The fourth - the sixth, as well as the first converters are made according to a combined scheme, and in a pair consisting of the second and third converters, one of them can be emitting, and the other can be receiving.
Приведенные выше углы ввода и углы разворота на других типах осей могут быть иными из-за изменения их геометрических параметров, но они не выходят за пределы указанного в формуле диапазона, например, для оси РУ1 максимальный угол ввода равен 65°, а максимальный угол разворота, равный 60°, необходим только при прозвучивании оси, рассмотренной в примере.The above input angles and pivot angles on other types of axes may be different due to changes in their geometric parameters, but they do not go beyond the range specified in the formula, for example, for the RU1 axis, the maximum input angle is 65 °, and the maximum angle of rotation, equal to 60 °, is necessary only when sounding the axis considered in the example.
Преобразователи подключены к многоканальному ультразвуковому дефектоскопу, который имеет необходимое количество независимых каналов излучения и приема ультразвуковых колебаний с независимыми элементами усиления, селекции и регистрации результатов контроля по каждому каналу. Контроль осуществляют при вращении оси и одновременной работе всех преобразователей, что позволяет проконтролировать ось за один ее оборот.The transducers are connected to a multichannel ultrasonic flaw detector, which has the required number of independent channels of radiation and reception of ultrasonic vibrations with independent elements of amplification, selection and recording of control results for each channel. The control is carried out during the rotation of the axis and the simultaneous operation of all converters, which allows you to control the axis in one revolution.
Описание способа контроля показывает, что прозвучивание проблемных зон осуществляют с части оси, которая имеет обработанную поверхность и которая в процессе эксплуатации не подвергается механическим повреждениям, т.е. для осуществления контроля не требуется подготовительной механической обработки поверхности, кроме введения контактной жидкости. Отсутствие этих операций сокращает время, которое необходимо для диагностики оси. Это является техническим результатом изобретения. Также техническим результатом является повышение чувствительности контроля, т.к. проблемные зоны прозвучивают с минимально возможного расстояния. По этой же причине уменьшается количество помех, что приводит к увеличению достоверности контроля.The description of the control method shows that the sounding of problem areas is carried out from a part of the axis that has a machined surface and which during operation is not subjected to mechanical damage, i.e. for the implementation of control does not require preparatory machining of the surface, except for the introduction of contact fluid. The absence of these operations reduces the time required to diagnose the axis. This is a technical result of the invention. Also the technical result is to increase the sensitivity of control, tk. problem areas sound from the shortest possible distance. For the same reason, the amount of interference is reduced, which leads to an increase in the reliability of control.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006116134/28A RU2313784C1 (en) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Mode of ultra sound control of the axles of wheel pairs |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006116134/28A RU2313784C1 (en) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Mode of ultra sound control of the axles of wheel pairs |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2313784C1 true RU2313784C1 (en) | 2007-12-27 |
Family
ID=39019031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006116134/28A RU2313784C1 (en) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Mode of ultra sound control of the axles of wheel pairs |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2313784C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2453836C2 (en) * | 2007-06-21 | 2012-06-20 | В Э М Франс | Method and device for automatic ndt of tubular wheel axles with variable inner and outer radii |
| RU2453837C2 (en) * | 2007-06-21 | 2012-06-20 | В Э М Франс | Method and device of ndt for axle hollow variable-section pivots with variable inner and outer radii |
| CN106442724A (en) * | 2016-08-31 | 2017-02-22 | 成都铁安科技有限责任公司 | Ultrasonic flaw detection scanner for axle |
| RU2703496C1 (en) * | 2016-07-01 | 2019-10-17 | Иллинойс Тул Воркс Инк. | Integrated system and method for three-axis scanning in situ and detection of defects in object during static and cyclic test |
-
2006
- 2006-05-10 RU RU2006116134/28A patent/RU2313784C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Крауткрамер Й., Крауткрамер Е. Ультразвуковой контроль материалов, Справочник, М.: Металлургия, 1991, с.439. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2453836C2 (en) * | 2007-06-21 | 2012-06-20 | В Э М Франс | Method and device for automatic ndt of tubular wheel axles with variable inner and outer radii |
| RU2453837C2 (en) * | 2007-06-21 | 2012-06-20 | В Э М Франс | Method and device of ndt for axle hollow variable-section pivots with variable inner and outer radii |
| US8336383B2 (en) | 2007-06-21 | 2012-12-25 | V & M France | Method and apparatus for automatic non-destructive testing of tubular axle shafts with variable internal and external radius profiles |
| US8966984B2 (en) | 2007-06-21 | 2015-03-03 | Vallourec Tubes France | Method and apparatus for the manual non-destructive testing of tubular axle shafts with variable internal and external radius profiles |
| RU2703496C1 (en) * | 2016-07-01 | 2019-10-17 | Иллинойс Тул Воркс Инк. | Integrated system and method for three-axis scanning in situ and detection of defects in object during static and cyclic test |
| CN106442724A (en) * | 2016-08-31 | 2017-02-22 | 成都铁安科技有限责任公司 | Ultrasonic flaw detection scanner for axle |
| CN106442724B (en) * | 2016-08-31 | 2019-05-17 | 成都铁安科技有限责任公司 | Ultrasonic examination scanner for axle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20060201253A1 (en) | System for non-contact interrogation of railroad axles using laser-based ultrasonic inspection | |
| KR100907052B1 (en) | Nondestructive inspection system of electron beam welding using laser ultrasonic type and inspection method therewith | |
| JPH0332021B2 (en) | ||
| Römmeler et al. | Air coupled ultrasonic defect detection in polymer pipes | |
| CN111751448B (en) | Surface leakage wave ultrasonic synthetic aperture focusing imaging method | |
| RU2313784C1 (en) | Mode of ultra sound control of the axles of wheel pairs | |
| JP6542254B2 (en) | Wheelset axle and corresponding ultrasonic inspection method | |
| US7762137B2 (en) | Method for checking a weld between two metal pipelines | |
| US20020194916A1 (en) | Method for inspecting clad pipe | |
| CN105784847A (en) | Workpiece manufacturing method for eliminating defects of side wall blind zone of cylindrical workpiece | |
| JPH10206397A (en) | Ultrasonic flaw detecting device | |
| Kenderian et al. | Laser-air hybrid ultrasonic technique for dynamic railroad inspection applications | |
| Ryzhova et al. | Patterns of acoustic wave propagation in the contact layer of press joints | |
| RU2137120C1 (en) | Method of ultrasonic inspection and gear for its realization | |
| US8375795B2 (en) | Non-destructive inspection of high-pressure lines | |
| WÜRSCHIG et al. | Smart inspection of rail wheels with matrix arrays | |
| JP2018205055A (en) | Defect evaluation method | |
| RU2084889C1 (en) | Method of ultrasonic test of articles having complex shape of bodies of revolution carrying pressed-on parts | |
| JP6953953B2 (en) | A method for evaluating the soundness of oblique ultrasonic flaw detection, and a method for oblique ultrasonic flaw detection using this method. | |
| CN108562643B (en) | Ultrasonic detection method for circumferential cracks of hydraulic conduit joint | |
| Kwak et al. | Detection of small-flaw in carbon brake disc (CC) using air-coupled ultrasonic C-scan technique | |
| PENG et al. | 2C24 Railway wheel and axle inspection by phased array ultrasonic technology (Safety-Vehicle) | |
| JP2018136267A (en) | Method for inspecting laminated elastic body | |
| OA18011A (en) | Axle of wheel sets and respective method for the ultrasound inspection. | |
| JPS60140154A (en) | Ultrasonic inspection apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 36-2007 FOR TAG: (72) |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080511 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100427 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110511 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130920 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180511 |