一种非接触式空心车轴超声波探伤机制造技术

本发明专利技术公开了一种非接触式空心车轴超声波探伤机，包括底盘、机体、进给机构、检测控制系统以及升降机构，所述底盘底部设有万向行走轮，在底盘的一侧设有控制手柄，所述升降机构安装在位于所述控制手柄安装侧相对另一侧的底盘上表面上，所述进给机构设置在控制手柄与升降机构之间的机体上。本发明专利技术与现有技术相比，本申请的非接触式空心车轴超声波探伤机采用非接触式超声波脉冲反射法对空心车轴进行检测，检测控制系统控制进给机构驱动探杆沿着空心车轴内表面前后移动，而探杆一端的探头载体在旋转电机的驱动下旋转，从而使得探头载体上的探头可以全方位的自动检测空心车轴，准确检测出空心车轴内、外表面上的横向裂纹、纵向裂纹和空心车轴内部的材质缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式空心车轴超声波探伤机
本专利技术涉及一种车轴探伤机，具体地说是一种非接触式空心车轴超声波探伤机， 属于金属超声波检测探伤装备
。
技术介绍
在我国铁路大提速的背景下，尤其需要对达到检修里程的高速铁路动车组进行检 修，以保障运营安全。在检修时，需要对车轴进行超声波探伤检查。现有的超声波探伤设备 仅能检测实心车轴，然而，高速铁路动车组采用的车轴为基本空心车轴，需要将探头伸入车 轴内部进行全面检测。因此，亟待提供一种改进的空心车轴超声波探伤机以克服上述缺陷。 经检索发现，中国技术专利申请号为201120317694. 3,公开一种高效率空心 车轴超声波探伤机，其结构中也采用探杆对空心轴进行进行探伤，但此探伤机的探杆与空 心轴的内壁为接触式结构，在探伤过程中相互摩擦，对探头载体的磨损较为严重，同时此结 构的提升机构采用机械杠杆式提升，提升时探杆对准空心轴的精度较差，往往在对准时耗 费时间较长，大大影响对空心车轴的探伤检测效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种可以准确检测空 心车轴的横向、纵向裂纹及内部缺陷的非接触式空心车轴超声波探伤机。 为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种非接触式空心车轴超声波探伤机，包括 底盘、机体、进给机构、检测控制系统以及升降机构，所述底盘底部设有万向行走轮，在底盘 的一侧设有控制手柄，所述升降机构安装在位于所述控制手柄安装侧相对另一侧的底盘上 表面上，所述进给机构设置在控制手柄与升降机构之间的机体上，所述进给机构包括壳体 以及设于所述壳体中的传动组件和进给电机，所述壳体的一侧设有与进给机构相互配合的 插头，在所述插头上装有进给机构连接线缆，在进给机构上装有探杆，所述探杆的安装端通 过链条经传动组件与进给电机相连，所述探杆的探测端设有探头载体； 所述探杆载体通过法兰及滚珠轴承连接在探杆外侧的顶端，所述法兰与滚珠轴承过盈 配合，所述滚珠轴座通过螺钉与探头载体连接，所述前端盖设置在所述探头载体上并通过 螺钉与法兰相连，所述的探头两侧对称设有探头放置凹形槽，探头载体一侧探头放置凹形 槽内设有三组探头放置凹形件，另一侧探头放置凹形槽内设有四组探头放置凹形件；探头 放置凹形件在探头放置凹形槽内滑动，所述探头放置凹形件内固定安装有超声波探头，所 述超声波探头并排排列在探头放置凹形件内，所述探头放置凹形件的表面还固定连接有探 头保护金属框架，所述探头载体腔体内还设有探头定位平衡装置，所述探头定位平衡装置 抵于探头放置凹形件限制探头放置凹形件及超声波探头的移动范围，所述探头载体上还设 有超声波发射接收八通道接口用于发射接收超声波信号；所述探杆支架的两端设有定位 环，所述探杆腔体内设置有旋转电机，所述旋转电机外侧套设有通过导线与旋转电机连接 的金属石墨电刷集电环；探杆腔体内还设有耦合剂供给油路，所述耦合剂供给油路一端与 安装在机体内的油箱连接，另一端与探头放置凹形件内壁接通，探头载体上还设有与耦合 剂供给油路相适配的耦合剂出油口；所述探头载体、进给电机和旋转电机分别与所述检测 控制系统通过线缆电连接； 所述升降机构包括机架，所述机架内坚直设有丝杠，所述丝杠的底部设有驱动丝杠转 动的电机，在所述丝杠一侧还设有水平设置的升降平台，所述升降平台一侧具有与所述丝 杠匹配的螺纹装置，通过所述螺纹装置与所述丝杠螺纹连接，所述升降平台通过丝杠的转 动控制其做升降运动，所述升降平台上设有滑动导轨，所述滑动导轨上通过滑块安装有立 柱安装底座，所述立柱安装底座上坚直的设置有升降臂立柱，所述升降臂立柱顶端通过轴 承座连接有升降臂横梁，所述升降臂横梁与所述升降臂立柱垂直，所述升降臂横梁上还设 有进给机构提升装置，所述提升装置包括所述的电机、丝杠、升降平台、升降臂，以及设置在 升降臂立柱和升降臂横梁上的滑轮组、钢丝绳，所述电机驱动丝杠带动升降平台机构进行 上下运动，同时带动升降臂做上下运动，升降臂立柱上端和升降臂横梁前端的滑轮组将钢 丝绳一端连接进给机构，另一端通过滑轮组合与安装在升降臂立柱底部的平衡器连接，所 述提升装置通过设置于底部的电机驱动丝杠对进给机构进行提升。 本专利技术所采用的探杆为非接触式空心车轴探伤探杆，该探伤探杆的探头设有保护 装置在使用时探头保护装置与车轴内孔壁贴合，此时探头与探头保护装置之间有2_的间 隙，在探测时探头与探头保护装置之间充满耦合液，使探头浸没在耦合液中进行探伤，既有 效的保护了探头，使得探头不在探伤时受到磨损，延长了探头的使用寿命，同时浸没式的探 测方式又保证了探伤过程的耦合性能良好，从而保证结果的精确性，探头使用寿命长，探伤 超声耦合性能高，能快速便捷、精确地对空心车轴内部危害性疲劳裂纹及缺陷进行检测，更 好的维持空心车轴探伤检测设备正常工作。超声波探头不是固定安装在探伤主体上的，超 声波探头安装在探头放置凹形件内，并能随探头放置凹形件在探头放置凹槽内上下移动， 实现不同角度的调节，同时，结合耦合剂供油路，耦合剂能从探伤主体腔体流出充满超声波 探头与空心车轴内孔之间，全部覆盖实现一种浸没式超声波探伤，能快速便捷、精确地对空 心车轴内部危害性疲劳裂纹及缺陷进行检测，更好的维持空心车轴探伤检测设备正常工 作；在探头载体连接处采用旋转电机，能带动探头载体的旋转，不需要操作人员手动进行旋 转探伤探杆，减少操作人员的劳动强度，操作更方便，同时结合超声波探头能随探头放置凹 形件移动旋转实现对空心车轴内孔各方位缺陷的检测探伤，使得探伤结果更精确性，确保 探伤工作高质量完成。 此外在本专利技术的技术方案中采用的升降机构，其有效的解决了机械臂旋转或伸缩 不到位而导致的进给机构无法进行探伤的现象，本专利技术的机械臂可以在一定角度上进行旋 转和上下移动，由于采用丝杆进行升降操作，调整精度高，不易出现较大偏差，进给机构通 过助力机械臂可以在一定范围内进行上下、左右和前后的精确操作。 由于本专利技术的探杆旋转电机外套设集电环，旋转电机采用径向集电环的连接方 式，在连续旋转的同时从固定位置到旋转位置能顺利传输电源和信号，避免超声波探头旋 转时扭伤导线，径向集电环采用金属石墨电刷，能提高系统性能，简化系统机构，通过改变 电源的极性而实现旋转电机的正反转，从而改变超声波探头的旋转方向。 本专利技术的进一步限定技术方案：前述的非接触式空心车轴超声波探伤机，所述检 测控制系统包括设于机体上的计算机、设于所述进给机构上的超声波电子处理单元、以及 与所述旋转电机和所述进给电机上电机控制器连接的位置编码器，所述位置编码器和所述 探头通过所述超声波电子处理单元与所述计算机电连接。检测控制系统对所述超声波电子 处理单元发送的检测数据通过通用的探伤检测软件进行处理，与所述位置编码器获取的探 头的位置信息相结合，进而可以准确生成空心车轴的超声波扫描图像。 前述的非接触式空心车轴超声波探伤机，所述探头定位平衡装置包括弹簧及弹簧 支柱，所述弹簧支柱位于探头放置凹形件的底端；超声波探头包括横向裂纹检测探头、纵向 裂纹检测探头和材质缺陷检测探头，探杆外设有至少一个定心环，所述定心环的外径大于 所述探杆的外径，以保证所述探杆位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式空心车轴超声波探伤机，包括底盘、机体、进给机构、检测控制系统以及升降机构，所述底盘底部设有万向行走轮，在底盘的一侧设有控制手柄，所述升降机构安装在位于所述控制手柄安装侧相对另一侧的底盘上表面上，所述进给机构设置在控制手柄与升降机构之间的机体上，其特征在于： 所述进给机构包括壳体以及设于所述壳体中的传动组件和进给电机，所述壳体的一侧设有与进给机构相互配合的插头，在所述插头上装有进给机构连接线缆，在进给机构上装有探杆，所述探杆的安装端通过链条经传动组件与进给电机相连，所述探杆的探测端设有探头载体；所述探杆载体通过法兰（4）及滚珠轴承连接在探杆外侧的顶端，所述法兰（4）与滚珠轴承过盈配合，所述滚珠轴座通过螺钉与探头载体连接，所述前端盖（1）设置在所述探头载体上并通过螺钉与法兰相连，所述的探头两侧对称设有探头放置凹形槽5，探头载体一侧探头放置凹形槽内设有三组探头放置凹形件6，另一侧探头放置凹形槽5内设有四组探头放置凹形件6；探头放置凹形件（6）在探头放置凹形槽（5）内滑动，所述探头放置凹形件（6）内固定安装有超声波探头（7），所述超声波探头（7）并排排列在探头放置凹形件（6）内，所述探头放置凹形件（6）的表面还固定连接有探头保护金属框架（8），所述探头载体腔体内还设有探头定位平衡装置，所述探头定位平衡装置抵于探头放置凹形件（6）限制探头放置凹形件（6）及超声波探头（7）的移动范围，所述探头载体上还设有超声波发射接收八通道接口用于发射接收超声波信号；所述探杆支架的两端设有定位环（11），所述探杆腔体内设置有旋转电机，所述旋转电机外侧套设有通过导线与旋转电机连接的集电环；探杆腔体内还设有耦合剂供给油路（9），所述耦合剂供给油路（9）一端与安装在机体内的油箱连接，另一端与探头放置凹形件（6）内壁接通，探头载体上还设有与耦合剂供给油（9）路相适配的耦合剂出油口（10）；所述探头载体、进给电机和旋转电机分别与所述检测控制系统通过线缆电连接；所述升降机构包括机架，所述机架内竖直设有丝杠，所述丝杠的底部设有驱动丝杠转动的电机，在所述丝杠一侧还设有水平设置的升降平台，所述升降平台一侧具有与所述丝杠匹配的螺纹装置，通过所述螺纹装置与所述丝杠螺纹连接，所述升降平台通过丝杠的转动控制其做升降运动，所述升降平台上设有滑动导轨，所述滑动导轨上通过滑块安装有立柱安装底座，所述立柱安装底座上竖直的设置有升降臂立柱，所述升降臂立柱顶端通过轴承座连接有升降臂横梁，所述升降臂横梁与所述升降臂立柱垂直，所述升降臂横梁上还设有进给机构提升装置，所述提升装置包括所述的电机、丝杠、升降平台、升降臂，以及设置在升降臂立柱和升降臂横梁上的滑轮组、钢丝绳，所述电机驱动丝杠带动升降平台机构进行上下运动，同时带动升降臂做上下运动，升降臂立柱上端和升降臂横梁前端的滑轮组将钢丝绳一端连接进给机构，另一端通过滑轮组合与安装在升降臂立柱底部的平衡器连接，所述提升装置通过设置于底部的电机驱动丝杠对进给机构进行提升。...

【技术特征摘要】
1. 一种非接触式空心车轴超声波探伤机，包括底盘、机体、进给机构、检测控制系统以 及升降机构，所述底盘底部设有万向行走轮，在底盘的一侧设有控制手柄，所述升降机构安 装在位于所述控制手柄安装侧相对另一侧的底盘上表面上，所述进给机构设置在控制手柄 与升降机构之间的机体上，其特征在于： 所述进给机构包括壳体以及设于所述壳体中的传动组件和进给电机，所述壳体的一 侧设有与进给机构相互配合的插头，在所述插头上装有进给机构连接线缆，在进给机构上 装有探杆，所述探杆的安装端通过链条经传动组件与进给电机相连，所述探杆的探测端设 有探头载体； 所述探杆载体通过法兰（4)及滚珠轴承连接在探杆外侧的顶端，所述法兰（4)与滚珠 轴承过盈配合，所述滚珠轴座通过螺钉与探头载体连接，所述前端盖（1)设置在所述探头载 体上并通过螺钉与法兰相连，所述的探头两侧对称设有探头放置凹形槽5,探头载体一侧探 头放置凹形槽内设有三组探头放置凹形件6,另一侧探头放置凹形槽5内设有四组探头放 置凹形件6 ;探头放置凹形件（6)在探头放置凹形槽（5)内滑动，所述探头放置凹形件（6) 内固定安装有超声波探头（7)，所述超声波探头（7)并排排列在探头放置凹形件（6)内，所 述探头放置凹形件（6)的表面还固定连接有探头保护金属框架（8)，所述探头载体腔体内 还设有探头定位平衡装置，所述探头定位平衡装置抵于探头放置凹形件（6)限制探头放置 凹形件（6)及超声波探头（7)的移动范围，所述探头载体上还设有超声波发射接收八通道 接口用于发射接收超声波信号；所述探杆支架的两端设有定位环（11)，所述探杆腔体内设 置有旋转电机，所述旋转电机外侧套设有通过导线与旋转电机连接的集电环；探杆腔体内 还设有耦合剂供给油路（9)，所述耦合剂供给油路（9) 一端与安装在机体内的油箱连接，另 一端与探头放置凹形件（6)内壁接通，探头载体上还设有与耦合剂供给油（9)路相适配的 耦合剂出油口（10);所述探头载体、进给电机和旋转电机分别与所述检测控制系统通过线 缆电连接； 所述升降机构包括机架，所述机架内坚直设有丝杠，所述丝杠的底部设有驱动丝杠转 动的电机，在所述丝杠一侧还设有水平设置的升降平台，所述升降平台一侧具有与所述丝 杠匹配的螺纹装置，通过所述螺纹装置与所述丝杠螺纹连接，所述升降平台通过丝杠的转 动控制其做升降运动，所述升降平台上设有滑动导轨，所述滑动导轨上通过滑块安装有立 柱安装底座，所述立柱安...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宝柱，
申请(专利权)人：南京林城亿轮轨道交通技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32