一種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統，包括一個踏面探傷探頭組件和一個輪輞探傷探頭組件，踏面探傷探頭組件依靠機械手靠在車輪的踏面上，所述的輪輞探傷探頭組件依靠機械手靠在車輪的輪輞面上；踏面探傷探頭組件裝置能夠從踏面上在線自動檢測車輪踏面及輪幅缺陷，檢測效率高，檢測結果準確，且其結構簡單，使用操作方便；輪輞探傷探頭組件裝置能夠從輪輞內側面上在線自動檢測車輪輪輞面及踏面缺陷，檢測效率高，檢測結果準確，且其結構簡單，使用操作方便。
【專利說明】一種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統【技術領域】
[0001]本發明涉及一種超聲波車輪探傷機是專為高速動車組例行探傷檢查設計的裝用設備，特別涉及一種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統。
【背景技術】
[0002]軌道車輛的車輪在運行中長期受到較大的交變應力，其內部可能產生裂紋，造成安全隱患，對此應定期對車輪進行超聲波探傷。以前車輪探傷是手持探頭架人工操作，效率很低。近年來國內外開發了一種不落輪超聲波探傷設備，即不用將車輪拆下來，而是在車輪正常裝在車上的狀態下，由在車底地溝中移動的探傷機進行自動探傷。車輪輪輞探傷探頭組件與車輪踏面探傷探頭組件則是該設備的關鍵部件，原有技術存在不能對檢測區域進行連續檢測；探頭數量多；探頭架體積大；檢測范圍小適應性差；耦合不良；耦合液消耗量大；工作效率低等諸多缺陷。因此造成檢測工作狀態不穩定，頻繁出現漏探、誤探情況。
[0003]基于以上的原因我們針對被測工件的特點深入研究探頭與車輪的靜態及動態關系，選擇合理的探頭類型、優化探頭保持架結構、調整探頭相對位置關系及入射角度、控制探測深度、優化探頭類型的組合方式，最終達到最少的探頭數量、最小的探頭架體積、最佳的耦合效果、最大的自適應能力。最終達到可以連續檢測，工作狀態穩定，綠色環保，工作效率高，消除漏檢、錯檢風險的最佳效果。
【發明內容】
[0004]為解決上述問題，本發明提供一種可以連續檢測，工作狀態穩定，綠色環保，工作效率高，消除漏檢、錯檢風險小的軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統。
[0005]本發明的目的是提供一種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統，新型超聲波車輪探傷機設備核心部件，克服現有機型的缺陷。其方案的基本思路是每個車輪配備一個踏面探傷探頭組件和一個輪輞探傷探頭組件，機械手夾持踏面探傷探頭組件，配合輪輞探傷探頭組件，對同一車輪同時進行連續探測。并且優化結構，使得探頭部件高度較低，運動中易于克服車輛底部障礙，實現所有車型的兼容，同時改進了探頭組件的布置方式適合不同輪輞寬度車輪的自適應檢測能力。改良保持架伸縮結構，使保持架伸縮更加靈活可靠。增設耦合液噴淋結構，將耦合液出口直接設計在探頭框上，使耦合液給送位置準確，用量大大減少。同時在保持架底部安裝位置增設探頭轉動結構，方便探頭調整等。
[0006]為實現這個目的，本發明所采取的技術方案如下:
[0007]—種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統，包括一個踏面探傷探頭組件和一個輪輞探傷探頭組件，踏面探傷探頭組件依靠機械手靠在車輪的踏面上，所述的輪輞探傷探頭組件依靠機械手靠在車輪的輪輞面上。
[0008]踏面探傷探頭組件方案:踏面探傷探頭組件是一種采用四只相控陣探頭及五只常規雙晶探頭組合的列車車輪踏面及輪輻缺陷檢測裝置。該裝置由:保持架安裝座將安裝內側板及安裝外側板通過螺釘連接；將相控陣探頭保持架、相控陣探頭保持架及常規雙晶探頭保持架、安裝在保持架安裝座上；側向限位輪、側向位置傳感器通過螺釘安裝在安裝內側板側面；踏面限位輪及踏面位置傳感器通過螺釘安裝在安裝外側板內側組成完整的踏面探傷探頭組件總成。
[0009]踏面探傷探頭組件與線坐標機械手相連，相控陣探頭及常規雙晶探頭分別固定在安裝座上，探頭的超聲波發射端靠在輪對的踏面上，通過屏蔽電纜與數據處理單元及控制計算機相連；相控陣探頭為兩組，每組兩只；與輪輞內側面分別以65-70.5mm和70-78.5mm距離分別成±5°角方向布置，每組探頭在車輪滾動圓上相距的弦長為185-196mm;常規雙晶探頭為兩組，一組三只，一組兩只，檢測范圍覆蓋踏面軸向范圍。保持架與保持架間留有足夠的活動空間避免形成干涉，保證探頭表面與車輪踏面間接觸均勻良好。探頭架兩側設計有踏面及輪輞面定位支撐裝置并可以做0-5_調整方便定位。探頭組件外形尺寸保持在310mm*150mm*100mm范圍內，內外側板采用鏤空設計即有效降低了自身重量又方便檢修。探頭組件下部設有線管、水管走線槽，方便管線的安裝、拆卸同時布管、布線整潔干凈便于維修。探頭組架及附屬部件采用不銹鋼材料制造，具有足夠的強度及剛度避免檢測時發生竄動或變形。探頭組件兩側設有接近開關安裝位置，I個用于軸向到位檢測，2個用于踏面接觸檢測。可調范圍大，感應距離精準，可以有效配合探頭組件的相對位置控制。該裝置能夠從踏面上在線自動檢測車輪踏面及輪幅缺陷，檢測效率高，檢測結果準確，且其結構簡單，使用操作方便。
[0010]輪輞探傷探頭組件方案:輪輞探傷探頭組件是一種采用兩只相控陣探頭、兩只常規雙晶探頭及三只常規單晶探頭組合列車車輪輪輞面及踏面缺陷檢測裝置。由安裝側板、安裝頂板及保持架安裝底板組成完整的防護結構；常規雙晶探頭保持架、常規單晶探頭保持架、相控陣探頭保持架安裝在保持架安裝底板一側；踏面限位輪、踏面位置傳感器、輪輞面限位輪、輪輞位置傳感器分別安裝在安裝側板內側組成完整的輪輞探傷探頭組件。
[0011]輪輞探傷探頭組件與線坐標機械手相連，相控陣探頭、常規雙晶探頭及常規單晶探頭分別固定在安裝座上，探頭的超聲波發射端靠在輪對的輪輞內側面上，通過屏蔽電纜與數據處理單元及控制計算機相連；兩只相控陣探頭安裝在徑向距輪緣邊沿50-54mm處，相對徑向90±5°方向布置。兩只常規雙晶探頭分別安裝在徑向距輪緣邊沿分別為35-38mm，55-58mm處，相對徑向90±5°方向布置。兩只常規單晶探頭分別安裝在徑向距輪緣邊沿分別為18-22mm處，相對徑向45±5°方向布置。一只常規單晶探頭安裝在徑向距輪緣邊沿分別為18-22mm處，相對徑向90±5°方向布置。檢測范圍覆蓋輪輞徑向范圍，可對不同輪輞寬度范圍內進行檢測無需人工調整。探頭組件外形尺寸保持在310mm*150mm*IOOmm范圍內，安裝底板采用鏤空設計即有效降低了自身重量又方便檢修。探頭組件下部設有線管、水管走線槽，方便管線的安裝、拆卸同時布管、布線整潔干凈便于維修。探頭組架及附屬部件采用不銹鋼材料制造，具有足夠的強度及剛度避免檢測時發生竄動或變形。探頭組件兩側設有接近開關安裝位置，I個用于軸向到位檢測，I個用于踏面接觸檢測。可調范圍大，感應距離精準，可以有效配合探頭組件的相對位置控制。該裝置能夠從輪輞內側面上在線自動檢測車輪輪輞面及踏面缺陷，檢測效率高，檢測結果準確，且其結構簡單，使用操作方便。
[0012]保持架組件方案:保持架組件是一種探頭夾持裝置，可以根據所夾持的探頭類型分為相控陣探頭保持架、常規單晶探頭保持架、常規雙晶探頭保持架。根據探頭尺寸的不同保持架外形尺寸略有差異，但保持架基本結構完全相同均由相控陣(常規單晶、雙晶)探頭、楔塊(常規單晶、雙晶為楔塊探頭一體式)、安裝架、短軸、定位架、轉軸、轉角架、導軌架、直線導軌、彈簧掛架10、拉伸彈簧、底座、壓板、壓縮彈簧、定位套等部件組成。
[0013]保持架上部有探頭安裝架將探頭及楔塊牢靠地固定在所需角度及位置上，具備抗磨，抗碰撞功能有效保護探頭母體的使用安全。相控陣探頭與楔塊采用分體式設計，接觸面涂有耦合油脂，保證探頭的使用效果，檢修方便，更換靈活。探頭安裝架與轉角架的兩組轉軸配合實現探頭X方向和Y方向的轉動功能，X方向及Y方向轉動角度均不小于±10°。該結構簡單轉位靈活可以自適應被測工件表面形狀、位置、角度的變化要求使探頭表面與被測面緊密貼合。轉角架下部通過固定轉軸與導軌架相連，直線導軌安裝在導軌架內側，與導軌架上下兩端定位面配合，通過螺釘緊密連接。導軌滑塊與底座連接，同時固定在保持架安裝座板上。這種結構即可以實現穩固安裝同時實現Z軸方向適應調整功能的需求，運動摩擦系數小，可以在0-10_范圍內自動適應調整探頭組件相對于工件間的位置關系，回縮力量依靠一端固定在彈簧掛架上另一端固定在導軌架上的兩根拉伸彈簧提供，適應各種動車輪輪徑變化后踏面圓弧外形尺寸的相對變化。該結構小巧簡單實用，大大提升了空間利用率及動作可靠性。保持架與安裝架間采用菱形角度可調整安裝形式，更換簡單方便，定位準確，同時可以實現±5°的水平角度調整。壓縮彈簧通過固定在定位架上的定位套及底座的安裝凹座固定在探頭安裝架的下端，有效保證探頭的隨動性及探傷位置、角度的穩定性。為保證探頭耦合效果，在楔塊下部設有兩條耦合液給送孔道及耦合液容池結構使耦合液給送位置準確，耦合液用量大大減少，耦合效果大大提升底座設置在壓板上。
[0014]本發明超聲波車輪探傷機是專為高速動車組例行探傷檢查設計的裝用設備，其中相控陣探頭及普通超聲探頭是最為重要的關鍵部件，相控陣探頭及普通超聲探頭的單體結構的合性、組合方式的合理性及探傷耦合效果優劣直接影響設備的探傷效果，因此本發明針對上述問題對探頭的結構及布局組合進行深入剖析確定最佳方案以適應軌道車輛的車輪輪輞探傷探頭組件與車輪踏面探傷探頭組件的探傷檢測領域的需要。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]附圖1為本發明踏面及輪輞探傷探頭組件工作狀態示意圖；
[0016]附圖2為本發明踏面探傷探頭組件裝配示意圖；
[0017]附圖3a為本發明踏面探傷探頭組件檢測范圍示意圖；
[0018]附圖3b為本發明踏面探傷探頭組件檢測范圍示意圖；
[0019]附圖4為本發明輪輞探傷探頭組件裝配示意圖；
[0020]附圖5a為本發明輪輞探傷探頭組件檢測范圍示意圖；
[0021]附圖5b為本發明輪輞探傷探頭組件檢測范圍示意圖；
[0022]附圖6為本發明保持架裝配示意圖；
[0023]附圖7a為本發明保持架調整狀態示意圖；
[0024]附圖7b為本發明保持架調整狀態示意圖。
[0025]附圖8為本發明相控陣探頭保持架結構示意圖；
[0026]附圖9為本發明常規單晶探頭保持架結構示意圖；
[0027]附圖10為本發明常規雙晶探頭保持架結構示意圖。【具體實施方式】
[0028]如圖1所示的一種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統，超聲波車輪探傷機設備核心部件，克服現有機型的缺陷。其方案的基本思路是每個車輪配備一個踏面探傷探頭組件和一個輪輞探傷探頭組件，機械手夾持踏面探傷探頭組件，配合輪輞探傷探頭組件，對同一車輪同時進行連續探測。并且優化結構，使得探頭部件高度較低，運動中易于克服車輛底部障礙，實現所有車型的兼容，同時改進了探頭組件的布置方式適合不同輪輞寬度車輪的自適應檢測能力。改良保持架伸縮結構，使保持架伸縮更加靈活可靠。增設耦合液噴淋結構，將耦合液出口直接設計在探頭框上，使耦合液給送位置準確，用量大大減少。同時在保持架底部安裝位置增設探頭轉動結構，方便探頭調整等。
[0029]如圖2所示的踏面探傷探頭組件是一種采用四只相控陣探頭及五只常規雙晶探頭組合的列車車輪踏面及輪輻缺陷檢測裝置。該裝置由:保持架安裝座將安裝內側板及安裝外側板通過螺釘連接；將相控陣探頭保持架、相控陣探頭保持架及常規雙晶探頭保持架、安裝在保持架安裝座上；側向限位輪、側向位置傳感器通過螺釘安裝在安裝內側板側面；踏面限位輪及踏面位置傳感器通過螺釘安裝在安裝外側板內側組成完整的踏面探傷探頭組件總成。
[0030]踏面探傷探頭組件與線坐標機械手相連，相控陣探頭及常規雙晶探頭分別固定在安裝座上，探頭的超聲波發射端靠在輪對的踏面上，通過屏蔽電纜與數據處理單元及控制計算機相連；相控陣探頭為兩組，每組兩只；與輪輞內側面分別以70.5mm和78.5mm距離分別成±5°角方向布置，每組探頭在車輪滾動圓上相距的弦長為196mm;常規雙晶探頭為兩組，一組三只，一組兩只，檢測范圍覆蓋踏面軸向范圍。保持架與保持架間留有足夠的活動空間避免形成干涉，保證探頭表面與車輪踏面間接觸均勻良好。探頭架兩側設計有踏面及輪輞面定位支撐裝置并可以做0-5_調整方便定位。探頭組件外形尺寸保持在310mm*150mm*100mm范圍內，內外側板采用鏤空設計即有效降低了自身重量又方便檢修。探頭組件下部設有線管、水管走線槽，方便管線的安裝、拆卸同時布管、布線整潔干凈便于維修。探頭組架及附屬部件采用不銹鋼材料制造，具有足夠的強度及剛度避免檢測時發生竄動或變形。探頭組件兩側設有接近開關安裝位置，I個用于軸向到位檢測，2個用于踏面接觸檢測。可調范圍大，感應距離精準，可以有效配合探頭組件的相對位置控制。該裝置能夠從踏面上在線自動檢測車輪踏面及輪幅缺陷(見附圖3)，檢測效率高，檢測結果準確，且其結構簡單，使用操作方便。
[0031]如圖3所示的輪輞探傷探頭組件是一種采用兩只相控陣探頭、兩只常規雙晶探頭及三只常規單晶探頭組合列車車輪輪輞面及踏面缺陷檢測裝置。由安裝側板、安裝頂板及保持架安裝底板組成完整的防護結構；常規雙晶探頭保持架、常規單晶探頭保持架、相控陣探頭保持架安裝在保持架安裝底板一側；踏面限位輪、踏面位置傳感器、輪輞面限位輪、輪輞位置傳感器分別安裝在安裝側板內側組成完整的輪輞探傷探頭組件。
[0032]輪輞探傷探頭組件與線坐標機械手相連，相控陣探頭、常規雙晶探頭及常規單晶探頭分別固定在安裝座上，探頭的超聲波發射端靠在輪對的輪輞內側面上，通過屏蔽電纜與數據處理單元及控制計算機相連；兩只相控陣探頭安裝在徑向距輪緣邊沿54mm處，相對徑向90±5°方向布置。兩只常規雙晶探頭分別安裝在徑向距輪緣邊沿分別為38mm，58mm處，相對徑向90±5°方向布置。兩只常規單晶探頭分別安裝在徑向距輪緣邊沿分別為22mm處，相對徑向45±5°方向布置。一只常規單晶探頭安裝在徑向距輪緣邊沿分別為22mm處，相對徑向90±5°方向布置。檢測范圍覆蓋輪輞徑向范圍，可對不同輪輞寬度范圍內進行檢測無需人工調整。探頭組件外形尺寸保持在310mm*150mm*100mm范圍內，安裝底板采用鏤空設計即有效降低了自身重量又方便檢修。探頭組件下部設有線管、水管走線槽，方便管線的安裝、拆卸同時布管、布線整潔干凈便于維修。探頭組架及附屬部件采用不銹鋼材料制造，具有足夠的強度及剛度避免檢測時發生竄動或變形。探頭組件兩側設有接近開關安裝位置，I個用于軸向到位檢測，I個用于踏面接觸檢測。可調范圍大，感應距離精準，可以有效配合探頭組件的相對位置控制。該裝置能夠從輪輞內側面上在線自動檢測車輪輪輞面及踏面缺陷(見附圖5)，檢測效率高，檢測結果準確，且其結構簡單，使用操作方便。
[0033]如圖6、8、9和10所示的保持架組件是一種探頭夾持裝置，可以根據所夾持的探頭類型分為相控陣探頭保持架、常規單晶探頭保持架、常規雙晶探頭保持架。根據探頭尺寸的不同保持架外形尺寸略有差異，但保持架基本結構完全相同均由相控陣(常規單晶、雙晶)探頭、楔塊(常規單晶、雙晶為楔塊探頭一體式)、安裝架、短軸、定位架、轉軸、轉角架、導軌架、直線導軌、彈簧掛架、拉伸彈簧、底座、壓板、壓縮彈簧、定位套等部件組成。
[0034]保持架上部有探頭安裝架將探頭及楔塊牢靠地固定在所需角度及位置上，具備抗磨，抗碰撞功能有效保護探頭母體的使用安全。相控陣探頭與楔塊采用分體式設計，接觸面涂有耦合油脂，保證探頭的使用效果，檢修方便，更換靈活。探頭安裝架與轉角架的兩組轉軸配合實現探頭X方向和Y方向的轉動功能，X方向及Y方向轉動角度均不小于±10°。該結構簡單轉位靈活可以自適應被測工件表面形狀、位置、角度的變化要求使探頭表面與被測面緊密貼合。轉角架下部通過固定轉軸與導軌架相連，直線導軌安裝在導軌架內側，與導軌架上下兩端定位面配合，通過螺釘緊密連接。導軌滑塊與底座連接，同時固定在保持架安裝座板上。這種結構即可以實現穩固安裝同時實現Z軸方向適應調整功能的需求，運動摩擦系數小，可以在0-10_范圍內自動適應調整探頭組件相對于工件間的位置關系，回縮力量依靠一端固定在彈簧掛架上另一端固定在導軌架上的兩根拉伸彈簧提供，適應各種動車輪輪徑變化后踏面圓弧外形尺寸的相對變化。該結構小巧簡單實用，大大提升了空間利用率及動作可靠性。保持架與安裝架間采用菱形角度可調整安裝形式，更換簡單方便，定位準確，同時可以實現±5°的水平角度調整。壓縮彈簧通過固定在定位架上的定位套及底座的安裝凹座固定在探頭安裝架5的下端，有效保證探頭的隨動性及探傷位置、角度的穩定性。為保證探頭耦合效果，在楔塊下部設有兩條耦合液給送孔道及耦合液容池結構使耦合液給送位置準確，耦合液用量大大減少，耦合效果大大提升。
[0035]軌道車輛的基本結構由車廂和車廂下部是兩組轉向架組成，一個轉向架上兩根車軸，每根車軸兩端各裝有一個車輪，一根車軸及其兩端的兩個車輪統稱為一條輪對。車輪的外圓周稱作踏面，踏面與軌道頂面接觸，踏面內側還有一圈外徑大于踏面外徑的輪緣，輪緣外側即與踏面連接的面與軌道內側面接觸，起導向作用，輪緣內側面稱作輪輞。轉向架兩根軸上車輪相對的方向，稱作車輪內側，朝向轉向架之外的方向稱作車輪外側。
[0036]軌道車輛需要進行超聲檢測作業前，需將車輛駛入檢修庫停在軌道橋上。需要探傷工作時超聲檢測車在軌道橋下部的地坑中移動到一條被測輪對下方，超聲檢測車上的舉升架上端的個托輪需移動到該輪對兩個車輪的輪緣下方，將舉升架頂起，托輪頂在車輪的輪緣上，使車輪踏面脫離車輪軌道。然后踏面探頭機械手沿縱向導軌移動到被測車輪的外偵牝踏面探頭機械手升起并轉動90°，使兩個踏面探傷探頭組件分別朝向該輪對上的兩個被測車輪，同時兩端的踏面探頭機械手伸縮臂由踏面探頭機械手回轉臂中伸出并轉動踏面探傷探頭組件轉軸，使兩個踏面探傷探頭組件分別靠到兩個被測車輪的踏面上。此時踏面探傷探頭組件上的兩只踏面位置傳感器(見附圖2)自動檢測踏面探頭相對于車輪踏面間的相對位置，直到兩只踏面位置傳感器全部到達相應位置后機械手停止該向的運動過程，同時踏面探傷探頭組件上的一只側向位置傳感器也會自動檢測踏面探頭相對于車輪輪輞面間的相對位置，直到到達相應位置后機械手停止該向的運動過程。在踏面探傷探頭組件入位過程中踏面探傷探頭組件內的各個保持架(見附圖6)內的探頭都會按照踏面形狀變化分別圍繞X、Y軸(見附圖7)旋轉一定角度自動適應被測工件踏面形狀變化，同時壓縮Z軸并在保持架拉伸彈簧作用下對探頭施加一定的壓緊力，使探頭與被測工件表面緊密貼合。
[0037]在踏面探頭機械手工作的同時，兩個輪輞探頭機械手也分別沿著各自的導軌向上移動，到達被測車輪下部輪輞的高度，兩個輪輞探頭機械手橫拖板向被測車輪方向移動，使兩個輪輞探傷探頭組件分別靠到兩個被測車輪下部輪輞上，此時輪輞探傷探頭組件(見附圖4)踏面位置傳感器自動檢測輪輞探傷探頭組件相對于踏面間的相對位置，直到到達相應位置后機械手停止該向的運動過程。輪輞位置傳感器自動檢測輪輞探傷探頭組件相對于車輪輪輞內側面間的相對位置，直到到達相應位置后機械手停止該向的運動過程。在輪輞探傷探頭組件入位過程中輪輞探傷探頭組件內的各個保持架(見附圖6)內的探頭都會按照輪輞面位置變化分別圍繞X、Y軸(見附圖7)旋轉一定角度自動適應被測工件位置變化，同時壓縮Z軸并在保持架拉伸彈簧作用下對探頭施加一定的壓緊力，使探頭與被測工件表面緊密貼合。
[0038]上述動作完成后就可以啟動耦合液加注泵將耦合液沿管路輸送到每一個探頭的耦合液加注孔位置，使耦合液充分噴淋到探頭與被測工價表面間，使探傷耦合充分。之后啟動連接在托輪軸上的電機或液壓馬達使托輪旋轉，并通過摩擦力帶動被測車輪旋轉，就可以同時對同一輪對的兩個車輪進行探傷作業。探傷完畢后，反向執行上述程序即可將設備復位，并可進行下一次作業準備。
[0039]以上所述僅為本發明的較佳實施一例，并不用于限制本發明，凡在本發明精神和原則之內所做的任何修改、等同替換和改進等，均包含于本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統，包括一個踏面探傷探頭組件和一個輪輞探傷探頭組件，其特征在于:所述的踏面探傷探頭組件(I)依靠機械手靠在車輪(3)的踏面上，所述的輪輞探傷探頭組件(2)依靠機械手靠在車輪(3)的輪輞面上； 所述的踏面探傷探頭組件(I)是一種采用四只相控陣探頭及五只常規雙晶探頭組合的列車車輪踏面及輪輻缺陷檢測裝置，踏面探傷探頭組件(I)與線坐標機械手相連，相控陣探頭及常規雙晶探頭分別通過保持架(4)固定在踏面探傷探頭組件(I)的安裝座上，探頭的超聲波發射端朝向輪對的踏面上，通過屏蔽電纜與數據處理單元及控制計算機相連； 所述的輪輞探傷探頭組件(2)是一種采用兩只相控陣探頭、兩只常規雙晶探頭及三只常規單晶探頭組合列車車輪輪輞面及踏面缺陷檢測裝置，輪輞探傷探頭組件(2)與線坐標機械手相連，相控陣探頭、常規雙晶探頭及常規單晶探頭分別通過保持架(4)固定在輪輞探傷探頭組件(2)安裝座上，探頭的超聲波發射端朝向輪對的輪輞內側面上，通過屏蔽電纜與數據處理單元及控制計算機相連。
2.根據權利要求1所述的一種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統，其特征在于:所述踏面探傷探頭組件(I)包括相控陣探頭保持架(401)、踏面位置傳感器(101)、常規雙晶探頭保持架(403)、側向限位輪(102)、踏面限位輪(103)、側向位置傳感器(104)、安裝外側板(105)、保持架安裝座(106)和安裝內側板(107)，所述的保持架安裝座(106)將安裝內側板(107)及安裝外側板(105)通過螺釘連接；將相控陣探頭保持架(401)及常規雙晶探頭保持架(403)、安裝在保持架安裝座(107)上；側向限位輪(102)、側向位置傳感器(104)通過螺釘安裝在安裝內側板(107)側面；踏面限位輪(103)及踏面位置傳感器(101)通過螺釘安裝在安裝外側板(105)內側組成踏面探傷探頭組件總成。
3.根據權利要求1所述的一種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統，其特征在于:所述輪輞探傷探頭組件(.2)包括安裝側板(201)、輪輞面限位輪(202)、安裝頂板(203)、常規雙晶探頭保持架(403)、常規單晶探頭保持架(402)、輪輞位置傳感器(204)、相控陣探頭保持架(401)、保持架安裝底板(205)、踏面限位輪(206)和踏面位置傳感器(207)，所述的安裝側板(201)、安裝頂板(203)及保持架安裝底板(205)組成完整的防護結構；常規雙晶探頭保持架(403)、常規單晶探頭保持架(402)、相控陣探頭保持架(401)安裝在保持架安裝底板(205)—側；踏面限位輪(206)、踏面位置傳感器(207)、輪輞面限位輪(202)、輪輞位置傳感器(204)分別安裝在安裝側板(201)內側組成輪輞探傷探頭組件。
4.根據權利要求2或3所述的一種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統，其特征在于:車輪輪輞探傷探頭組件與車輪踏面探傷探頭組件(I)與車輪輪輞探傷探頭組件(2)上的探頭采用相同結構形式的保持架(4)，根據所夾持的探頭類型分為相控陣探頭保持架(401)、常規單晶探頭保持架(402)、常規雙晶探頭保持架(403)，根據探頭尺寸的不同保持架外形尺寸略有差異，所述的保持架基本結構相同。
5.根據權利要求2所述的一種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統，其特征在于:所述踏面探傷探頭組件(I)的相控陣探頭為兩組，每組兩只；與輪輞內側面分別以65-70.5mm和70-78.5mm距離分別成±5°角方向布置，每組探頭在車輪滾動圓上相距的弦長為185-196mm;常規雙晶探頭為兩組，一組三只，一組兩只，檢測范圍覆蓋踏面軸向范圍。
6.根據權利要求5所述的一種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統，其特征在于:所述踏面探傷探頭組件(I)的保持架(4)與保持架(4)間留有活動空間避免形成干涉，保證探頭表面與車輪踏面間接觸均勻良好，探頭架兩側設計有踏面及輪輞面定位支撐裝置并可以做0-5mm調整方便定位,探頭組件外形尺寸保持在310mm*150mm*IOOmm范圍內，內外側板采用鏤空設計即有效降低了自身重量又方便檢修，探頭組件下部設有線管、水管走線槽，方便管線的安裝、拆卸同時布管、布線整潔干凈便于維修，探頭組架及附屬部件采用不銹鋼材料制造，探頭組件兩側設有接近開關安裝位置，I個用于軸向到位檢測，2個用于踏面接觸檢測。
7.根據權利要求3所述的一種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統，其特征在于:所述輪輞探傷探頭組件(2)的兩只相控陣探頭安裝在徑向距輪緣邊沿50-54mm處，相對徑向90±5°方向布置，兩只常規雙晶探頭分別安裝在徑向距輪緣邊沿分別為35-38mm，55_58mm處,相對徑向90±5°方向布置。
8.根據權利要求7所述的一種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統，其特征在于:所述輪輞探傷探頭組件(2)的兩只常規單晶探頭分別安裝在徑向距輪緣邊沿分別為18-22mm處，相對徑向45±5°方向布置，一只常規單晶探頭安裝在徑向距輪緣邊沿分別為18-22mm處，相對徑向90±5°方向布置，檢測范圍覆蓋輪輞徑向范圍，可對不同輪輞寬度范圍內進行檢測無需人工調整，探頭組件外形尺寸保持在310mm*150mm*IOOmm范圍內。
9.根據權利要求4所述的一種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統，其特征在于:所述的保持架(4)包括探頭(41)、楔塊(42)、安裝架(43)、短軸(44)、定位架(45)、轉軸(46)、轉角架(47)、導軌架(48)、直線導軌(49)、彈簧掛架(410)、拉伸彈簧(411)、底座(412)、壓板(413)、壓縮彈簧(414)和定位套(415)，所述的保持架(4)上部有探頭安裝架(43)將探頭(41)及楔塊(42)牢靠地固定在所需角度及位置上，探頭安裝架(43)與轉角架 (47)的兩組轉軸(46)配合實現探頭X方向和Y方向的轉動功能，X方向及Y方向轉動角度均不小于±10°，轉角架(47)下部通過固定轉軸與導軌架(48)相連，直線導軌(49)安裝在導軌架(48)內側，與導軌架(48)上下兩端定位面配合，通過螺釘緊密連接，導軌架(48)的滑塊與底座(412)連接，同時固定在保持架安裝座板上，回縮力量依靠一端固定在彈簧掛架(410)上另一端固定在導軌架(48)上的兩根拉伸彈簧(411)提供。
10.根據權利要求9所述的一種軌道車輛車輪輪輞與踏面探傷探頭組件系統，其特征在于:所述的保持架(4)與安裝架(43)間采用菱形角度可調整安裝形式，同時可以實現±5°的水平角度調整，壓縮彈簧(414)通過固定在定位架(45)上的定位套(415)及底座(412)的安裝凹座固定在探頭安裝架(45)的下端，為保證探頭耦合效果，在楔塊下部設有兩條耦合液給送孔道及耦合液容池結構使耦合液給送位置準確，底座(412)設置在壓板(413)上。
【文檔編號】G01N29/24GK103472138SQ201310447316
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】李印戈, 馬建群, 王志全 申請人:北京新聯鐵科技股份有限公司