UA114874C2 - Вісь колісних пар і відповідний спосіб ультразвукового контролю - Google Patents
Вісь колісних пар і відповідний спосіб ультразвукового контролю Download PDFInfo
- Publication number
- UA114874C2 UA114874C2 UAA201610552A UAA201610552A UA114874C2 UA 114874 C2 UA114874 C2 UA 114874C2 UA A201610552 A UAA201610552 A UA A201610552A UA A201610552 A UAA201610552 A UA A201610552A UA 114874 C2 UA114874 C2 UA 114874C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- axis
- sensor
- ultrasonic
- holes
- main
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 title abstract 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 abstract description 4
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 abstract 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000036461 convulsion Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000004141 dimensional analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B17/00—Wheels characterised by rail-engaging elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
- B61F15/00—Axle-boxes
- B61F15/20—Details
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B35/00—Axle units; Parts thereof ; Arrangements for lubrication of axles
- B60B35/02—Dead axles, i.e. not transmitting torque
- B60B35/025—Dead axles, i.e. not transmitting torque the wheels being removable
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B35/00—Axle units; Parts thereof ; Arrangements for lubrication of axles
- B60B35/02—Dead axles, i.e. not transmitting torque
- B60B35/04—Dead axles, i.e. not transmitting torque straight
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M17/00—Testing of vehicles
- G01M17/08—Railway vehicles
- G01M17/10—Suspensions, axles or wheels
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B2900/00—Purpose of invention
- B60B2900/30—Increase in
- B60B2900/331—Safety or security
- B60B2900/3316—Safety or security by indicating wear, failure or loss
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B2900/00—Purpose of invention
- B60B2900/50—Improvement of
- B60B2900/541—Servicing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/30—Railway vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
Landscapes
- Mechanical Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
Даний винахід стосується осі колісних пар і відповідного способу ультразвукового контролю. У кожному з кінців згаданої осі виконано глухий отвір, що виконаний співвісно зі згаданої віссю і має розміри, що забезпечують можливість вміщення ультразвукового датчика. Основні отвори виконані з можливістю вміщення тримача ультразвукового датчика, що містить множину ультразвукових перетворювачів для контролю згаданої осі зсередини згаданого отвору. Основна перевага даного винаходу - спрощення поширення ультразвукових коливань без перешкод, що викликані геометричними несуцільностями, звичайно присутніми на кінцях осі, і тим самим зведення до мінімуму числа помилкових розпізнавань в зчитуванні відбитих сигналів.
Description
Галузь техніки, до якої належить винахід
Даний винахід відноситься до галузі залізничних транспортних засобів і, зокрема, до осі колісних пар, конструкція якої полегшує її ультразвуковий контроль.
Відомості про попередній рівень техніки
У залізничній техніці під виразом "колісна пара" розуміється група елементів, що містить два колеса і відповідну з'єднувальну вісь або вал.
Залізничні колісні пари підтримують залізничний транспортний засіб на рейках. Таким чином, до коліс і до відповідних осей колісних пар безперервно прикладається механічне і теплове навантаження від поїздів.
Механічні навантаження викликані навантаженнями від транспортного засобу, умовами транспортування, невеликими несуцільностями в залізничних коліях, що здатні викликати ривки вагона, а також зіткненнями з баластом (або іншим матеріалом) і іншим. Температурні навантаження викликані постійними змінами зовнішньої температури і вологістю повітря, що відбуваються на шляху прямування поїздів і зі зміною дня і ночі.
Механічні і температурні навантаження можуть викликати зростання тріщин в осі. Для запобігання утворенню і росту тріщин в осі до руйнування її конструкції (що може призвести до серйозних аварій) у багатьох країнах законом передбачені періодичні перевірки суцільності осі.
Неруйнівний контроль здійснюється за допомогою контролю колісної пари за допомогою ультразвукових коливань що генеруються спеціальним приладом, відомим як "обертовий датчик" і містить множину поздовжньохвильових ультразвукових перетворювачів і відповідний корпус, який називається тримачем датчика. Ультразвукові коливання, як правило, генеруються п'єзоелектричними і/або електрострикційними і/або магнітострикційними кристалами.
Згадані перетворювачі розташовані в корпусі навколо поздовжньої осі і при цьому виконані збіжними або розбіжними; тобто ультразвуковий промінь в формі поздовжніх хвиль, що випущені кожним перетворювачем, поширюється в осі сталі, утворюючи відповідний кут з поздовжньою віссю.
Згаданий пристрій тимчасово прикріплюють до одного з кінців ("головної частини") осі за допомогою магнітів, при цьому вісь знаходиться в своїх експлуатаційних умовах: вона пофарбована, зібрана з усіма компонентами (колесами, гальмівними дисками і редуктором) і становить одне ціле з візком, що встановлений під залізничним вагоном. Зокрема, згаданий пристрій прикріплюють до головної частини осі так, що вісь обертання згаданої осі встановлена у ворота з поздовжньою віссю самого пристрою. При такому розташуванні ультразвуковий промінь, що випускається перетворювачами, поширюється в осі сталі; і якщо перетворювачі виконані збіжними, вони генерують ультразвуковий промінь, вісь якого перетинається з віссю обертання згаданої осі, і навпаки, якщо перетворювачі виконані розбіжними, вони генерують ультразвуковий промінь, що не перетинається з віссю обертання згаданої осі.
Кут поширення ультразвукового променя пов'язаний з кожним з перетворювачів - наприклад, якщо обертовий датчик містить три перетворювача, три відповідних ультразвукових променя поширюються в осі за трьома відповідним різним кутам.
Ультразвукова сполучна речовина, наприклад масло, заповнює проміжок між перетворювачами і зовнішньою поверхнею кінця осі для максимального збільшення ступеня пропускання ультразвукового променя.
Фахівець активує перетворювачі по одному за раз і обертає датчик (зокрема, обертає корпус і перетворювачі в ньому) так, що перетворювач при кожній активації здійснює повний оборот і тим самим покриває ультразвуковим променем відповідну кільцеву ділянку. Форма ділянки, що перетинається кожним ультразвуковим променем, залежить від ширини самого променя, а також глибини його проникнення в сталь осі.
Відбиті сигнали, згенеровані віссю під дією поширення ультразвукового променя відбирають і аналізують в кожному з перетворювачів і в декількох кутових положеннях датчика.
Проникнення ультразвукового променя відрізняється для матеріалів з різною звукопроникністю (в даному випадку це сталь залізничної осі і повітря в присутніх на її поверхні несуцільностями). Зокрема, якщо має місце несуцільність (наприклад, в таких дефектах осі, як тріщини, риски або розломи), ультразвукові хвилі відбиваються, переломлюються або розсіюються.
Таким чином, за допомогою аналізу відбитих сигналів, згенерованих ультразвуковим променем перетворювача, забезпечена можливість виявлення дефектів осі на ділянці, що перетинається ним. Повторне виконання аналізу для всіх згаданих перетворювачів і для обох кінців осі забезпечує можливість контролю осі уздовж майже всієї його довжини.
На практиці обертовий датчик суміщений зі зчитувальним пристроєм, що забезпечує 60 можливість прийняття відбитих сигналів і наочного подання відповідних діаграм. Дефекти осі відповідають пікам на даних діаграмах. Аналіз відбитих сигналів забезпечує можливість визначення місця розташування та розміру дефектів для виділення серед них потенційно небезпечних.
Вищеописана процедура також включає в себе застосування ультразвукових датчиків, які називаються "фазованою решіткою", що утворені групою впорядковано розташованих датчиків, що при відповідній установці може забезпечити миттєвий двомірний аналіз.
Наприклад, в статті Рене Сікарда, Жеральда Ландрі і Уссама Серана "Головка дефектоскопа типу фазованої решітки для контролю осі поїзда" ("Рназей Аттау Зсаппег Неадй ог
Тгаіп АхіІе Інзресіїоп"), яку представлено на "18-й Всесвітній Конференції з неруйнівного контролю", що проходила з 16 по 20 квітня 2012 року в м. Дурбан, Південна Африка, описаний спосіб ультразвукового контролю за допомогою обертання датчика типу "фазованої решітки".
Дефект, що знайдений при згаданому контролі, прив'язують до геометричних параметрів осі колісної пари.
На кінцях осі розташовані маючі різьбу глухі отвори, які паралельні осі обертання згаданої осі і виконані з можливістю вміщення кріпильних шпильок колісних підшипників. Дані отвори розглядаються як несуцільності, і, таким чином, несприятливо впливають на контроль із застосуванням обертового датчика.
До того ж, маючі різьблення отвори в головних частинах осі розташовані на одній прямій з траєкторіями проходження перетворювачів обертового датчика. При цьому неминуче несприятливий вплив на поширення ультразвукових променів в осі сталі.
Таким чином, технічне виконання контролю осі має забезпечувати можливість регулювання радіального положення перетворювачів щодо поздовжньої осі і відповідних кутів збіжності/розбіжності для запобігання перетинань ультразвукових променів з маючими різьбу отворами (що призводить до утворення відображень, заломлень і поглинань), а також до зчитування помилкових розпізнавань (невідповідних зчитувань). Дане є часозатратним і вимагає від фахівця, який здійснює контроль, деякого досвіду.
Суть винаходу
Таким чином, технічним завданням, на вирішення якого спрямовано даний винахід, є розкриття осі, конструкція якої полегшує контроль настільки, наскільки це можливо за допомогою ультразвукового датчика, і збільшення якості такого контролю до максимуму.
Також, технічним завданням, на вирішення якого спрямовано даний винахід, є розкриття способу контролю осі залізничних колісних пар за допомогою ультразвукових датчиків, і в якому неправдиві розпізнавання відсутні або зведені до мінімуму.
Таким чином, перший аспект даного винаходу стосується осі залізничної колісної пари відповідно до пункту 1 формули винаходу.
Зокрема, згадана вісь проходить уздовж поздовжньої осі між двома кінцями, кожен з яких забезпечує опору щонайменше одному залізничному колесу і відповідному підшипнику з утворенням колісної пари.
На відміну від відомих з рівня техніки рішень, в кожному з кінців є глухий отвір, що називається основним отвором, який співвісний зі згаданою віссю і має розміри, що забезпечують можливість вміщення ультразвукового датчика, забезпечуючи тим самим можливість ефективного контролю згаданої осі.
Не слід плутати основні отвори з зенкованими отворами, які іноді присутні на кінцях осей для забезпечення можливості центрування осі при виконанні деяких операцій, таких як обточування, і/або для здійснення розташування відомих з рівня техніки датчиків на одній лінії з віссю згаданої осі. Якщо дані зенковані отвори застосовуються для ультразвукових випробувань, вони забезпечують можливість вміщення тільки вирівнювальної шпильки відомої з рівня техніки датчиків, при цьому перетворювачі завжди знаходяться поза згаданою віссю.
Призначення і конструкція основних отворів повністю відрізняються від вищеописаних і забезпечують можливість вміщення щонайменше всього датчика з перетворювачами для контролю зсередини згаданого отвору.
Головна перевага представленого рішення полягає в забезпеченні можливості вставки датчика всередину кінця осі на певну довжину, що забезпечує можливість поширення ультразвукових коливань без перешкод через геометричні несуцільності, що зазвичай присутні на кінцях осі. Тобто, запропоноване рішення забезпечує сильне зниження числа помилкових розпізнавань.
Основні отвори переважно доступні зовні для забезпечення можливості вставки датчика фахівцем, і більш переважно є круглими для забезпечення можливості обертання ультразвукового датчика. Слід зауважити, що вищеописані невеликі зенковані отвори не 60 забезпечують можливість введення ультразвукового датчика.
На практиці, в кінцях осі виконані додаткові поздовжні отвори, що називаються другорядними отворами, які знаходяться в зачепленні з кріпильними гвинтами підшипника відповідного колеса. Найчастіше в згаданих осях утворено три другорядних отвори. В цьому випадку вторинні отвори виконані навколо відповідного основного отвору, тобто вони не співвісні зі згаданою віссю, а мають осі, що паралельні осі згаданої осі. Другорядні отвори мають діаметр, істотно менший, ніж діаметр основних отворів.
У переважному варіанті здійснення винаходу основні отвори входять в згадану вісь глибше, ніж другорядні отвори. Дана особливість забезпечує те, що наявність другорядних отворів не впливає на генеровані датчиком ультразвукові коливання, які фактично обминають згадані отвори, тому згадані отвори не генерують помилкових розпізнавань в відображених сигналах.
Щонайменше одна ділянка зовнішньої поверхні кожної з кінців, що називається шийкою, виконаний прямим для забезпечення можливості посадки підшипника колеса. Основні отвори переважно входять в згадану вісь на глибину, що становить від 50 95 до 120 95 протяжності шийки в поздовжньому напрямку. Таким чином, наявність підшипників не впливає на ультразвукові коливання, що генеруються датчиком, або впливає лише частково.
Таким чином, друга складова даного винаходу стосується способу контролю осей залізничних колісних пар відповідно до пункту 7 формули винаходу.
Зокрема, спосіб включає в себе етапи, на яких: а) забезпечують наявність колісної пари відповідно до даного винаходу, як описано вище, і ультразвукового датчика, що оснащений одним або більше перетворювачем; р) вставляють ультразвуковий датчик по черзі в основні отвори двох кінців згаданої осі; с) активують один перетворювач за раз і обертають датчик в основному отворі так, що датчик виконує один або більше повних обороти; а) приймають відбиті сигнали, що проходять в згаданій осі, і аналізую|ь їх для виявлення можливих дефектів або несуцільностей.
Техніка проведення ехо-аналізу відома з рівня техніки не описується детально в даному документі.
Слід зауважити, що описаний спосіб забезпечує можливість ефективного контролю згаданих осей і тим самим забезпечує відсутність помилкових розпізнавань, що зазвичай викликаються
Зо отворами для кріплення втулки підшипника.
Також переважно забезпечують наявність сполучної речовини, наприклад масла, між ультразвуковим датчиком і дном основного отвору.
Датчик переважно обертають зі швидкістю менше або дорівнює 30" в секунду так, щоб обраний перетворювач покривав відповідний конус проникнення в згаданій осі.
Датчик переважно оснащений однією або більше зовнішніми герметизуючими прокладками, наприклад з ущільнювальними кільцями. Дані прокладки виконані з можливістю примикати до бічної стінки основного отвору, що забезпечує герметизацію сполучної речовини. Сполучна камера, по суті, є об'ємом, що обмежений дном і бічними стінками основного отвору, а також ультразвуковим датчиком і відповідними прокладками. У сполучній камері забезпечена можливість циркуляції сполучної речовини, при цьому згадані прокладки запобігають його розтіканню.
Третій аспект даного винаходу стосується обертового датчика відповідно до пункту 10 формули винаходу, що виконаний для ультразвукового контролю вищезазначених осей.
Ультразвуковий датчик містить корпус, що виконаний з можливістю вміщення одного або більше ультразвукових перетворювачів, які можуть бути виконані збіжними або розбіжними (відповідно до термінології, яку визначено вище) або мають регульований кут. На корпусі розташовані одна або більше герметизуючі прокладки таким чином, що корпус датчика може бути введений в основний отвір згаданої осі з герметизацією сполучної речовини. Згідно з такою конструкцією, корпус датчика виконує функції поршня, що введений в один з основних отворів згаданої осі, з прокладками, що ковзають по внутрішній стінці отвору.
Перетворювачі переважно розташовані на передній поверхні корпусу датчика, що звернена до дна основного отвору згаданої осі. Датчик містить засоби для підведення зв'язуючої речовини до передньої поверхні. Дані підвідні засоби містять, наприклад, рециркуляційний насос (в тому числі зовнішній), подаючий канал, переважно відкритий в передній поверхні, і випускний канал для відведення сполучної речовини від передньої поверхні, що забезпечує можливість циркуляції сполучної речовини між перетворювачами і згаданої віссю в так званій сполучній камері, коли датчик введений в основний отвір.
Короткий опис креслень
Додаткові ознаки і переваги даного винаходу стануть більш очевидними після вивчення 60 нижченаведених характеристик переважного, але не єдиного, варіанта його здійснення, що описується виключно в ілюстративних, а не з обмежуючою метою з посиланнями на прикладені креслення, на яких: - на фіг. 1 на вигляді в аксонометрії показаний обертовий ультразвуковий датчик відомого з рівня техніки типу; - на фіг. 2 на вигляді в аксонометрії показана колісна пара, контроль якої виконується відомим з рівня техніки способом за допомогою датчика, що показаний на фіг. 1; - на фіг. З на вигляді в аксонометрії показана вісь залізничної колісної пари відповідно до даного винаходу; - на фіг. 4 на вигляді в аксонометрії показані вісь і застосовуваний датчик відповідно до даного винаходу; - на фіг. 5 на вигляді в поперечному перерізі схематично показана вісь відповідно до даного винаходу під час здійснення контролю; - на фіг. 6 на вигляді збоку схематично показана вісь, що показана на фіг. 5; - на фіг. 7 показана діаграма відбитих сигналів, що прийняті під час здійснення контролю осі, що показана на фіг. 5.
Здійснення винаходу
На фіг. 1 показаний обертовий ультразвуковий датчик 1 відомого з рівня техніки типу, що містить корпус 2, який в свою чергу забезпечений захватною ручкою З і обертовою ручкою 4, причому останній виконаний з можливістю керування вручну фахівцем для обертання датчика 1 під час контролю осі. Ультразвукові перетворювачі 7 встановлені в головній частині датчика 1 на передній поверхні 5. У наведеному прикладі показані чотири перетворювача 7, хоча вони можуть бути присутніми і в іншій кількості.
З передньої поверхні 5 виступає вирівнювальна шпилька б, що забезпечує можливість її введення у відповідний зенкований отвір, що утворений в передній частині кінців осі, що відома з рівня техніки. Шпилька 6 забезпечує можливість легкого вирівнювання фахівцем датчика 1 по поздовжній осі контрольованої осі.
Як згадано вище, перетворювачі 7 можуть бути виконані збіжними і розбіжними, або ж вони можуть бути встановлені на корпусі 2 датчика 1 так, що фахівець може регулювати їх кут, як це необхідно.
Зо На фіг. 2 показана частина відомої з рівня техніки залізничної колісної пари 8, що містить колеса 9 і вісь 10. Фахівець поміщає датчик 1 в упор з кінцем 11 осі 10 так, що забезпечується функціональне з'єднання його з віссю 10. Для обертання датчика 1 щонайменше на 360", і отже, обертання ультразвукового променя, що генерується активованим перетворювачем 7, фахівець обертає ручку 4.
За допомогою приймаючого і аналізуючого пристрою 12 фахівець аналізує відбиті сигнали, які генеруються віссю 10 внаслідок поширення в її матеріалі ультразвукових коливань, і піки відповідають виявленим несуцільностям. Також, з досвідом фахівець стає здатний відрізнити помилкові розпізнавання від потенційних справжніх дефектів осі 10.
На фіг. З показана вісь 100 відповідно до даного винаходу, яка відрізняється від рішень рівня техніки тим, що має два глухих отвори 103, кожен з яких утворено в одному з кінців 101, 102. Зовнішня поверхня кінців 101, 102 щонайменше частково виконана прямою для забезпечення можливості посадки підшипників 105 коліс. Дана виконана прямою поверхня 107 називається шийкою.
На фіг. 4 продемонстровані переваги, що забезпечені наявністю глухих отворів 103, що називаються нижче основними отворами.
На кожному кінці 101, 102 основні отвори 103 співвісні зі згаданою віссю 100 і спрямовані радіально всередину щодо другорядних отворів 104 для кріплення втулки підшипника 105 колеса (не показано).
Ультразвуковий датчик 200 відповідно до даного винаходу виконаний з можливістю введення в основні отвори 103 для контролю осі. Як показано на фіг. 4, датчик 200 не просто впирається в кінець 101 або 102, як в рішеннях рівня техніки, а вставлений всередину осі 100 впритул до дна основного отвору 103, в якому його обертає фахівець.
Дане рішення має перевагу, що полягає в тому, що ультразвукові коливання, що генеруються датчиком 200 не перетинаються ні з другорядними отворами 104, ні з підшипником 105 (головним чином з останнім, але лише частково).
Заявником були проведені випробування, які показали, що в порівнянні з відомою з рівня техніки віссю, запропоноване рішення передбачає значно менше число помилкових розпізнавань, що означає зменшення числа піків в зчитуваннях відбитих сигналів.
Як показано на згаданій фігурі введення датчика фахівцем переважно забезпечує бо утворення сполучної камери 300 між датчиком 200 і дном з бічними стінками основного отвору
103. Зокрема, єднальна камера 300 обмежена дном і бічними стінками отвору 103, а також передньою поверхнею 201 датчика 200 (в якому з метою спрощення не показані перетворювачі) і щонайменше однією герметизуючою прокладкою 202 (наприклад, ущільнювальним кільцем), яка оточує датчик 200, що забезпечує установку датчика 200 як поршень в отворі 103.
Усередині сполучної камери 300, забезпечена можливість циркуляції сполучної речовини, як показано на кресленнях стрілками, за допомогою подаючих каналів 203 і випускних каналів 204, що з'єднані із зовнішнім рециркуляційним насосом (не показаний).
Цифрове позначення 106 відноситься до кришки колеса, що запобігає розтіканню сполучної речовини поблизу датчика 200.
Підшипник 105 посаджений на шийку 107. Основний отвір 103 переважно має глибину, рівну щонайменше 50 95 поздовжньої протяжності шийки 107.
Як показано на частковому поперечному перерізі осі 100 під час її контролю, що зображений на фіг. 5, фахівець за раз активує один із встановлених на датчику 200 (для спрощення не показаний) перетворювачів 7. Кожен перетворювач встановлений так, що утворює відповідний кут з поздовжньою віссю Х згаданої осі 100. У показаному на згаданій фігурі прикладі перетворювач 7 утворює кут 30" відносно поздовжньої осі Х.
Перетворювач 7 генерує ультразвуковий промінь ОТ, що поширюється від дна основного отвору 103 в згаданій осі 100. Обертання датчика 200 забезпечує також і переміщення ультразвукового променя ОТ. При обертанні датчика 200 зміщують також і ультразвуковий промінь ОТ для контролю відповідної кільцевої ділянки згаданої осі 100. Області, що позначені як "Секція 1" і "Секція 2", відповідають двом окремим областям на діаграмі, що показана на фіг. 7.
На фіг.б показана та ж вісь 100, що і на фіг. 5, але на вигляді збоку замість поперечного перерізу. У згаданій осі 100 на відстані 230 мм від краю її кінця 101 зроблена риска В, що схематично показана, як чорний прямокутник.
На фіг. 7 показана діаграма відповідна зчитуванню відбитих сигналів ультразвукового променя. Відстань позначено координатою х, а процентне відношення відбитої ультразвукової енергії щодо стандартної кількості - координатою у. У місці, якому відповідає риска В, розташований пік, що показує фахівцю, що згадана риска розташована на відстані 130 мм від
Зо нульової позначки. Другорядні отвори 104 і підшипник шийки осі 100 не впливають на результати зчитування.
Claims (11)
- ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 1. Вісь (100) залізничної колісної пари, що проходить уздовж поздовжньої осі (Х) між двома кінцями (101, 102), обидва з яких забезпечують опору для залізничного колеса і відповідного підшипника (105) з утворенням колісної пари, яка відрізняється тим, що в обох кінцях (101, 102) є глухий отвір (103), що називається основним отвором, який виконаний співвісно зі згаданою віссю (100) і розміри якого забезпечують можливість вміщення ультразвукового 40 датчика (200), забезпечуючи тим самим можливість контролю самої осі (100).
- 2. Вісь (100) за п. 1, яка відрізняється тим, що основні отвори (103) виконані круглими і доступними зовні для забезпечення можливості обертання введеного в них ультразвукового датчика (200).
- 3. Вісь (100) за п. 1 або п. 2, яка відрізняється тим, що в обох кінцях (101, 102) виконані 45 додаткові поздовжні отвори (104), що називаються другорядними отворами, які знаходяться в зачепленні з кріпильними гвинтами підшипника (105) відповідного колеса або втулки згаданого підшипника, при цьому другорядні отвори (104) виконані навколо відповідного основного отвору (103), тобто вони не співвісні зі згаданою віссю.
- 4. Вісь (100) за п. 3, яка відрізняється тим, що діаметр другорядних отворів (104) дуже малий 50 щодо діаметра основних отворів (103).
- 5. Вісь (100) за п. З або п. 4, яка відрізняється тим, що основні отвори (103) входять у вісь (100) глибше, ніж другорядні отвори (104), таким чином, що наявність другорядних отворів (104) не впливає на генеровані датчиком (200) ультразвукові коливання.
- 6. Вісь (100) за будь-яким одним з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що щонайменше одну ділянку 55 (107) зовнішньої поверхні кожного з кінців, що називається шийкою, виконано прямою для забезпечення можливості посадки підшипника (105) колеса, причому основні отвори (103) входять у вісь (100) на глибину, що становить від 50 до 120 95 протяжності шийки (107) в поздовжньому напрямку, таким чином, що наявність підшипників (105) не впливає на ультразвукові коливання, що генеруються датчиком (200), або впливає лише частково. бо 7. Спосіб ультразвукового контролю залізничної колісної пари, що включає етапи, на яких:
- а) забезпечують наявність колісної пари, що виконана з віссю (100) за будь-яким одним із пп. 1- б, і ультразвукового датчика (200), що оснащений одним або більше перетворювачами (7); р) по черзі вводять ультразвуковий датчик (200) в основні отвори (103) двох кінців (101, 102) згаданої осі; с) активують по одному перетворювачу (7) за раз і обертають датчик (200) в основному отворі так, що датчик здійснює один або більше повних обертів; а) приймають відбиті сигнали, що поширюються в осі (100), і аналізують їх для виявлення можливих дефектів або несуцільностей (В).
- 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що включає в себе один або більше з наступних додаткових етапів, на яких: е) забезпечують наявність сполучної речовини, переважно масла, між ультразвуковим датчиком (200) і дном основного отвору (103); 7) обертають згаданий датчик зі швидкістю, меншою або рівною 30" в секунду.
- 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що етап є) включає в себе: - забезпечення наявності на ультразвуковому датчику (200) однієї або декількох зовнішніх герметизуючих прокладок (202), наприклад ущільнювальних кілець; - утворення сполучної камери (300), яку обмежено дном основного отвору (103), бічною стінкою основного отвору (103), ультразвуковим датчиком (200) і відповідними прокладками (202), причому в сполучній камері (300) забезпечена можливість циркуляції сполучної речовини.
- 10. Ультразвуковий датчик (200) для контролю осі за будь-яким одним з пп. 1-6, який містить корпус, що виконаний з можливістю вміщення одного або більше ультразвукових перетворювачів (7), що виконані збіжними, розбіжними або мають регульований кут, одну або більше зовнішніх герметизуючих прокладок (202), який відрізняється тим, що датчик (200) може бути введений в основний отвір (103) осі (100) із забезпеченням герметизації сполучної речовини, наприклад масла.
- 11. Датчик за п. 10, який відрізняється тим, що перетворювачі (7) розташовані на передній поверхні (201) корпусу датчика (200), що звернена до дна основного отвору (103) осі (100), і містить засоби підведення сполучної речовини до згаданої передньої поверхні (201), причому засоби підведення містять насос, відкритий в передній поверхні подавальний канал (203) і Зо випускний канал (204) для відводу сполучної речовини від передньої поверхні, що забезпечує можливість циркуляції зв'язуючої речовини між перетворювачами (7) і віссю (100), коли датчик (200) введений в основний отвір (103). маше ЩО киева ЩІ МК ше и Я р й а Кі ах Й я КК ГЕЙ ку я КУ ККУ Ї і Б НЯ Ши ами в нн в НН НН ВИ ; ом ж ї не 7. я ; ей Й : о, МФіг. 1 »
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ITBS20140074 | 2014-03-27 | ||
PCT/IB2015/051934 WO2015145303A2 (en) | 2014-03-27 | 2015-03-17 | Axle of wheel sets and respective method for the ultrasound inspection |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA114874C2 true UA114874C2 (uk) | 2017-08-10 |
Family
ID=50693751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAA201610552A UA114874C2 (uk) | 2014-03-27 | 2015-03-17 | Вісь колісних пар і відповідний спосіб ультразвукового контролю |
Country Status (26)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10336350B2 (uk) |
EP (1) | EP3122573B1 (uk) |
JP (1) | JP6542254B2 (uk) |
KR (1) | KR20160137559A (uk) |
CN (1) | CN106457889B (uk) |
AU (1) | AU2015237896B2 (uk) |
BR (1) | BR112016021560B1 (uk) |
CA (1) | CA2941838C (uk) |
CL (1) | CL2016002347A1 (uk) |
DK (1) | DK3122573T3 (uk) |
EA (1) | EA033305B1 (uk) |
ES (1) | ES2682419T3 (uk) |
HK (1) | HK1231444A1 (uk) |
HR (1) | HRP20181158T1 (uk) |
HU (1) | HUE039831T2 (uk) |
IL (1) | IL247976B (uk) |
MX (1) | MX2016012074A (uk) |
PH (1) | PH12016501911A1 (uk) |
PL (1) | PL3122573T3 (uk) |
PT (1) | PT3122573T (uk) |
RS (1) | RS57473B1 (uk) |
SG (1) | SG11201607532TA (uk) |
SI (1) | SI3122573T1 (uk) |
UA (1) | UA114874C2 (uk) |
WO (1) | WO2015145303A2 (uk) |
ZA (1) | ZA201606140B (uk) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT201600081794A1 (it) * | 2016-08-03 | 2018-02-03 | Lucchini Rs Spa | Elemento di protezione di sale montate ferroviarie e relativo metodo di fabbricazione |
US10571432B2 (en) * | 2016-08-31 | 2020-02-25 | General Electric Company | Methods, systems, and devices for solid axle testing |
CN106950288B (zh) * | 2017-05-03 | 2018-07-17 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种基于多频超声扫描的孔内空区探测装置及方法 |
AT522189B1 (de) * | 2019-02-20 | 2020-12-15 | Siemens Mobility Austria Gmbh | Radsatz für Fahrzeuge |
CN112881530B (zh) * | 2021-01-15 | 2022-11-04 | 哈尔滨国铁科技集团股份有限公司 | 一种探头架导向装置 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3685350A (en) * | 1970-12-28 | 1972-08-22 | Giuseppe Pettinato | Ultrasonic probe |
US3888187A (en) * | 1973-12-03 | 1975-06-10 | Moss Jr John H Van | Dampened axle bearing mounting |
US5131276A (en) * | 1990-08-27 | 1992-07-21 | Ultrafast, Inc. | Ultrasonic load indicating member with transducer |
US5426978A (en) * | 1992-10-09 | 1995-06-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Non-destructive axle flaw detecting apparatus |
DE19509290C1 (de) * | 1995-03-15 | 1996-05-02 | Bbc Reaktor Gmbh | Prüfkopf zum Ultraschallprüfen einer eingebauten Innenmehrkantschraube |
JP3786494B2 (ja) * | 1997-04-23 | 2006-06-14 | 東日本旅客鉄道株式会社 | 鉄道車両の車軸、輪軸検査システム、輪軸管理方法及びデータキャリア取付方法 |
JP2000146922A (ja) * | 1998-11-06 | 2000-05-26 | Hitachi Eng Co Ltd | 輪軸の超音波探傷方法および装置 |
WO2001045991A1 (en) * | 1999-12-22 | 2001-06-28 | Wabash Technology Corporation | Alarm or lamp for vehicle |
JP2002082100A (ja) * | 2000-09-07 | 2002-03-22 | Central Japan Railway Co | 中ぐり軸の超音波探傷装置 |
US7017414B2 (en) * | 2003-07-30 | 2006-03-28 | General Electric Company | Ultrasonic inspection method and system therefor |
DE102004012667A1 (de) * | 2004-03-16 | 2005-10-06 | Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch Bundesministerium der Verteidigung, vertreten durch Bundesamt für Wehrtechnik und Beschaffung | Rad, Radkörper und Radsatz eines Schienenfahrzeuges |
US7640810B2 (en) * | 2005-07-11 | 2010-01-05 | The Boeing Company | Ultrasonic inspection apparatus, system, and method |
FR2917833B1 (fr) * | 2007-06-21 | 2010-03-26 | V & M France | Procede et appareil de controle non destructif manuel d'axes d'essieu tubulaires a profils de rayons interne et externe variables |
BRPI0704944A8 (pt) * | 2007-11-30 | 2017-08-15 | V & M Do Brasil S/A | Eixo forjado de tubo sem costura para veículos ferroviários e processo de fabricação de eixo forjado de tubo sem costura para veículos ferroviários |
FR2947633B1 (fr) * | 2009-07-02 | 2012-04-13 | Snecma | Dispositif de controle non destructif d'une piece |
DE102012201715A1 (de) * | 2011-03-03 | 2012-09-06 | Intelligendt Systems & Services Gmbh | Prüfkopf zum Prüfen eines Werkstückes mit einer eine Mehrzahl von Wandlerelementen enthaltenden Ultraschallwandleranordnung und Verfahren zum Herstellen eines solchen Prüfkopfes |
US8596125B2 (en) * | 2011-06-23 | 2013-12-03 | Amsted Rail Company, Inc. | Railway wheel ultrasonic testing apparatus |
-
2015
- 2015-03-17 JP JP2016558686A patent/JP6542254B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2015-03-17 EP EP15715438.6A patent/EP3122573B1/en active Active
- 2015-03-17 EA EA201691783A patent/EA033305B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2015-03-17 SI SI201530335T patent/SI3122573T1/sl unknown
- 2015-03-17 BR BR112016021560-5A patent/BR112016021560B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2015-03-17 PT PT157154386T patent/PT3122573T/pt unknown
- 2015-03-17 AU AU2015237896A patent/AU2015237896B2/en not_active Ceased
- 2015-03-17 DK DK15715438.6T patent/DK3122573T3/en active
- 2015-03-17 SG SG11201607532TA patent/SG11201607532TA/en unknown
- 2015-03-17 RS RS20180870A patent/RS57473B1/sr unknown
- 2015-03-17 PL PL15715438T patent/PL3122573T3/pl unknown
- 2015-03-17 WO PCT/IB2015/051934 patent/WO2015145303A2/en active Application Filing
- 2015-03-17 ES ES15715438.6T patent/ES2682419T3/es active Active
- 2015-03-17 KR KR1020167026976A patent/KR20160137559A/ko not_active Application Discontinuation
- 2015-03-17 US US15/129,129 patent/US10336350B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2015-03-17 CA CA2941838A patent/CA2941838C/en active Active
- 2015-03-17 UA UAA201610552A patent/UA114874C2/uk unknown
- 2015-03-17 HU HUE15715438A patent/HUE039831T2/hu unknown
- 2015-03-17 MX MX2016012074A patent/MX2016012074A/es active IP Right Grant
- 2015-03-17 CN CN201580016437.7A patent/CN106457889B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2016
- 2016-09-05 ZA ZA2016/06140A patent/ZA201606140B/en unknown
- 2016-09-16 CL CL2016002347A patent/CL2016002347A1/es unknown
- 2016-09-22 IL IL247976A patent/IL247976B/en active IP Right Grant
- 2016-09-27 PH PH12016501911A patent/PH12016501911A1/en unknown
-
2017
- 2017-05-23 HK HK17105214.0A patent/HK1231444A1/zh not_active IP Right Cessation
-
2018
- 2018-07-23 HR HRP20181158TT patent/HRP20181158T1/hr unknown
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
UA114874C2 (uk) | Вісь колісних пар і відповідний спосіб ультразвукового контролю | |
US10060883B2 (en) | Pipeline crack detection | |
RU2453836C2 (ru) | Способ и устройство автоматического неразрушающего контроля трубчатых колесных осей с профилями с переменными внутренним и наружным радиусами | |
US20060201253A1 (en) | System for non-contact interrogation of railroad axles using laser-based ultrasonic inspection | |
CA3066058C (en) | Pipeline deep crack detection | |
RU2453837C2 (ru) | Способ и прибор для ручного неразрушающего контроля полых шкворней оси, обладающих профилями поперечного сечения с переменными внутренним и внешним радиусами | |
CN104880514A (zh) | 超声波探伤检测用对比试块及其使用方法 | |
Miki et al. | Phased array ultrasonic testing methods for welds in bogie frames of railway vehicles | |
DE10304270B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Auffinden von Fehlstellen, insbesondere in Form von Materialrissen, in einem rotationssymmetrischen Prüfling aus einem zumindest metallische Materialanteile aufweisenden Werkstoff | |
KR20200061419A (ko) | 회전형 브러쉬리스 자동 초음파 검사시스템 | |
RU2318203C1 (ru) | Способ диагностики состояния магистрального трубопровода | |
OA18011A (en) | Axle of wheel sets and respective method for the ultrasound inspection. | |
PENG et al. | 2C24 Railway wheel and axle inspection by phased array ultrasonic technology (Safety-Vehicle) | |
US10900868B2 (en) | Ultrasonic probe adapter, ultrasonic testing method and ultrasonic testing system | |
Sicard et al. | Phased Array Scanner Head for Train Axle Inspection | |
Rohrschneider et al. | Further development of the ultrasonic testing of hollow axles | |
Stenström et al. | Mining mill condition monitoring using water jet ultrasonics |