專利名稱：車軸超聲波探傷用組合探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鐵路行車安全更換檢測(cè)領(lǐng)域，具體地講是一種對(duì)鐵道在役軌道車及走行車輛的走行軸進(jìn)行不解體條件下超聲波探傷用組合探頭。
目前，鐵道用各種在役軌道車走行軸是否有超標(biāo)危害行車安全的疲勞裂紋和內(nèi)部缺陷的檢測(cè)，大多是靠手工單探頭對(duì)各種檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行檢查。這種檢查方法操作十分困難，而且每探完一根軸需要頻繁地更換不同角度的探頭，并多次調(diào)整標(biāo)定探傷的靈敏度，檢查的速度慢，精度低，容易漏探。因此，由于漏探引起的車軸斷裂，造成行車重大事故時(shí)有發(fā)生。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種易操作、速度快、易判傷和準(zhǔn)確率高的鐵道在役軌道車及走行車輛用車軸的超聲波探傷用組合探頭。
本實(shí)用新型的目的是這實(shí)現(xiàn)的，一種車軸超聲波探傷用組合探頭，包括有不同角度的子探頭，每一子探頭內(nèi)設(shè)有晶片及引線所組成，其特征在于上述子探頭均設(shè)設(shè)于同一基體上，該基體上設(shè)有可安裝子探頭的，且其中心線通過(guò)基體中心的導(dǎo)槽；基體的中心處設(shè)有定位裝置，基體可繞該定位裝置轉(zhuǎn)動(dòng)；每一子探頭內(nèi)設(shè)有可使探頭伸縮的彈性元件。
本實(shí)用新型的目的還可由如下措施實(shí)現(xiàn)的，所述的基體可由底殼上上蓋組合而成，其底殼上設(shè)有作為導(dǎo)槽的長(zhǎng)形通孔，該導(dǎo)槽的中心線均通過(guò)基體中心，上述子探頭可設(shè)于該導(dǎo)槽內(nèi)，并可沿導(dǎo)槽滑動(dòng)至適當(dāng)位置處固定。而定位裝置為固設(shè)于基體中心處的定位桿。該定位桿由帶有錐度的頂針和手柄組成，基體可以定位桿為中心轉(zhuǎn)動(dòng)?；w的下端面可設(shè)有永久磁鐵，該永久磁鐵可固設(shè)于一套設(shè)于定位桿的調(diào)節(jié)螺絲的下端。所述的探頭由上殼和下殼組合而成，所述的晶片設(shè)置于下殼的下端，上殼體內(nèi)可設(shè)有彈性元件，下殼上端插套入上殼內(nèi)并頂持于該彈性元件。探頭內(nèi)的晶片可與探頭的探測(cè)面水平設(shè)置，以構(gòu)成縱波直探頭。探頭內(nèi)的晶片可與探頭的探測(cè)面呈小角度傾斜設(shè)置，以構(gòu)成小角度縱波斜探頭。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比其效果是，將探測(cè)車軸各個(gè)部位的優(yōu)選角度的子探頭組成一個(gè)整體構(gòu)成組合探頭，以彈性接觸方式密貼于被探車軸端面上。組合探頭可以車軸中心頂針孔定位對(duì)車軸做周向掃查，每個(gè)子探頭又可做徑向掃查，在判傷時(shí)，利用位移調(diào)整的磁鐵貼固在軸端面上。從而可方便地、準(zhǔn)確地判斷被探車軸有無(wú)缺陷及其大小和位置。本實(shí)用新型經(jīng)在鐵路現(xiàn)場(chǎng)試用，能方便、快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出在役軌道車等車軸各個(gè)應(yīng)力區(qū)內(nèi)的超標(biāo)疲勞裂紋和透聲性能。一般檢測(cè)一個(gè)輪對(duì)兩端面僅用6分鐘，對(duì)軸頸應(yīng)力區(qū)深0.5mm、輪座內(nèi)外側(cè)應(yīng)力區(qū)1mm和2mm、齒輪(或制動(dòng)盤座)內(nèi)外側(cè)應(yīng)力區(qū)深2.5mm和3mm的疲勞裂紋，檢出準(zhǔn)確度達(dá)100％。
附圖圖面說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型工作示意圖；圖2為本實(shí)用新型組合探頭正視圖；圖3為本實(shí)用新型組合探頭俯視圖；圖4為本實(shí)用新型小角度縱波子探頭示意圖；圖5為本實(shí)用新型直探頭示意圖。
下面將結(jié)合實(shí)施例及其附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型如下；請(qǐng)參見(jiàn)圖1和圖2所示，本實(shí)用新型是一種車軸超聲波探傷用組合探頭，主要應(yīng)用于對(duì)鐵道在役軌道車等車輛的車軸進(jìn)行不解體條件下超聲波探傷。其主要的探傷元件是由一組不同角度的子探頭1組成，上述子探頭1均設(shè)設(shè)于同一基體2上。
在本實(shí)施例中，該基體2呈圓形，其由底座21和上蓋22組合而成。其底殼21以其中心放射地分布有長(zhǎng)形通孔作為導(dǎo)槽23，該導(dǎo)槽23的中心線均通過(guò)基體2中心，上述子探頭1設(shè)于該導(dǎo)槽23內(nèi)，并可沿導(dǎo)槽23滑動(dòng)至適當(dāng)位置處固定，從而將子探頭1均勻布設(shè)于基體2上，而使聲軸穿過(guò)基體2的中心。
基體2的中心處設(shè)有定位裝置，以將基體2定位于車軸的中心處。在本實(shí)施例中，所述的定位裝置為固設(shè)于基體2中心處的定位桿24。該定位桿24穿設(shè)于底座21，其前端為帶有錐度的頂針241凸出于底座21的底平面，探傷時(shí)，將該頂針241插入車軸端面的頂針孔內(nèi)。定位桿24的后端連接一手柄242，手柄242凸出于基體2上蓋22的上表面，轉(zhuǎn)動(dòng)該手柄242可帶動(dòng)基體2以該頂針241為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，使得本實(shí)用新型繞定位桿24在軸端面上作周向自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
基體2的下端面可設(shè)有永久磁鐵24，該永久磁鐵25可固定于調(diào)節(jié)螺絲26。必要時(shí)，向下調(diào)旋該調(diào)節(jié)螺絲26可利用該永久磁鐵25將本實(shí)用新型吸附于軸端面上，以準(zhǔn)確地確定被探車軸缺陷的大小及位置。
請(qǐng)參見(jiàn)圖3和圖4所示，本實(shí)用新型中探頭1由上殼11和下殼12組合而成，晶片13作為探測(cè)元件是設(shè)置于下殼12的下端，上殼11內(nèi)可設(shè)有彈性元件14，彈性元件14的下方設(shè)有一中擋15，下殼12上端插套入上殼11內(nèi)并頂持于該中擋15。此種結(jié)構(gòu)的子探頭1的探測(cè)面在彈性元件14的作用下可作彈性伸縮，使得各個(gè)探頭1與軸端形成彈性接觸狀態(tài)，保證了探傷時(shí)良好的聲耦合。
由于檢測(cè)的項(xiàng)目不同，本實(shí)用新型中組合探頭配設(shè)直子探頭子探頭1。如圖3所示，探頭1內(nèi)的晶片16與探頭的探測(cè)面水平設(shè)置時(shí)，構(gòu)成縱波直探頭101，用以檢測(cè)被檢車軸的透聲性能和大于、等于Φ10當(dāng)量的內(nèi)部缺陷以及深度大于、等于7mm的疲勞裂紋；如圖4所示，探頭1內(nèi)的晶片15可與探頭的探測(cè)面呈小角度傾斜設(shè)置，可構(gòu)成小角度縱波斜探頭當(dāng)晶片15可與探頭的探測(cè)面呈小角度為10-12°時(shí)構(gòu)成縱波斜探頭102，其探測(cè)率為5Mhz，用以檢測(cè)被檢車軸頸應(yīng)力區(qū)深0.5mm及以上的疲勞裂紋；當(dāng)晶片15可與探頭的探測(cè)面呈小角度為7-9°時(shí)構(gòu)成縱波斜探頭103，其探測(cè)率為2.5Mhz，用以檢測(cè)被檢車軸輪座外側(cè)應(yīng)力區(qū)0.8mm及以上疲勞裂紋；當(dāng)晶片15可與探頭的探測(cè)面呈小角度為6～8°構(gòu)成縱波斜探頭104，其探測(cè)率為2.5Mhz，用以檢測(cè)被檢車軸輪座內(nèi)側(cè)區(qū)深1mm及以上的疲勞裂紋；當(dāng)晶片15可與探頭的探測(cè)面呈小角度為5-6°，構(gòu)成縱波斜探頭105，其探測(cè)率為2.5Mhz，用以檢測(cè)被檢車軸齒輪座(或制動(dòng)盤座)外側(cè)應(yīng)力區(qū)深2.5mm及以上疲勞裂紋；當(dāng)晶片15可與探頭的探測(cè)面呈小角度為4～5°，構(gòu)成縱波斜探頭106，其探測(cè)率為2.5Mhz，用以檢測(cè)被檢車軸齒輪座(或制動(dòng)盤座)內(nèi)側(cè)應(yīng)力區(qū)深3mm及以上疲勞裂紋。上述每一探頭1由引線連接于超聲波探傷儀聯(lián)接，根據(jù)所檢測(cè)的項(xiàng)目可在基體2上選擇配設(shè)有不同的子探頭1。
本實(shí)用新型在探傷時(shí)，在軸端面涂上耦合劑，如機(jī)油、黃油后，將組合探頭的中心定位桿24的頂針241插入車軸端面頂針孔內(nèi)，對(duì)組合探頭施以適當(dāng)壓力，壓縮子探頭1內(nèi)的彈性元件14，使子探頭1的表面與探測(cè)面密貼，旋轉(zhuǎn)組合探頭，沿中心定桿作周向掃檢，每一子探頭在有效的范圍內(nèi)可單獨(dú)作徑向掃查，一旦被查車軸哪個(gè)應(yīng)力區(qū)內(nèi)有超標(biāo)疲勞裂紋或其它缺陷，子探頭1收到的超聲信息立刻被所用多通道探傷儀熒光屏上相應(yīng)的通道即可顯示，疲勞裂紋或其它缺陷反射波，根據(jù)組合探頭在軸端面上的相對(duì)位置和轉(zhuǎn)角以及子探頭距反射體的水平距離，即可確定疲勞裂紋的周向和縱向位；根據(jù)組合探頭旋轉(zhuǎn)的角度可測(cè)定疲勞裂紋的弧長(zhǎng)；根據(jù)子探頭1徑向移動(dòng)距離以及反射波高度可測(cè)定疲勞裂紋當(dāng)量深度。
本實(shí)用新型經(jīng)在鐵路現(xiàn)場(chǎng)試用，能方便、快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出在役軌道車等車軸各個(gè)應(yīng)力區(qū)內(nèi)的超標(biāo)疲勞裂紋和透聲性能。一般檢測(cè)一個(gè)輪對(duì)兩端面僅用6分鐘，對(duì)軸頸應(yīng)力區(qū)深0.5mm、輪座內(nèi)外側(cè)應(yīng)力區(qū)1mm和2mm、齒輪(或制動(dòng)盤座)內(nèi)外側(cè)應(yīng)力區(qū)深2.5mm和3mm的疲勞裂紋，檢出準(zhǔn)確度達(dá)100％。
權(quán)利要求1.一種車軸超聲波探傷用組合探頭，包括有不同角度的子探頭，每一子探頭內(nèi)設(shè)有晶片及引線所組成，其特征在于上述子探頭均設(shè)設(shè)于同一基體上，該基體上設(shè)有可安裝子探頭的，且其中心線通過(guò)基體中心的導(dǎo)槽；基體的中心處設(shè)有定位裝置，基體可繞該定位裝置轉(zhuǎn)動(dòng)；每一子探頭內(nèi)設(shè)有可使探頭伸縮的彈性元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車軸超聲波探傷用組合探頭，其特征在于基體可由底殼上上蓋組合而成，其底殼上設(shè)有作為導(dǎo)槽的長(zhǎng)形通孔，該導(dǎo)槽的中心線均通過(guò)基體中心，上述子探頭可設(shè)于該導(dǎo)槽內(nèi)，并可沿導(dǎo)槽滑動(dòng)至適當(dāng)位置處固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車軸超聲波探傷用組合探頭，其特征在于所述的定位裝置為固設(shè)于基體中心處的定位桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種車軸超聲波探傷用組合探頭，其特征在于所述的定位桿由帶有錐度的頂針和手柄組成，基體可以定位桿為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車軸超聲波探傷用組合探頭，其特征在于所述的下端面可設(shè)有永久磁鐵，該永久磁鐵可固設(shè)于一套設(shè)于定位桿的調(diào)節(jié)螺絲的下端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車軸超聲波探傷用組合探頭，其特征在于所述的探頭由上殼和下殼組合而成，所述的晶片設(shè)置于下殼的下端，上殼體內(nèi)可設(shè)有彈性元件，下殼上端插套入上殼內(nèi)并頂持于該彈性元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種車軸超聲波探傷用組合探頭，其特征在于所述的探頭內(nèi)的晶片可與探頭的探測(cè)面水平設(shè)置，以構(gòu)成縱波直探頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種車軸超聲波探傷用組合探頭，其特征在于所述的探頭內(nèi)的晶片可與探頭的探測(cè)面呈小角度傾斜設(shè)置，以構(gòu)成小角度縱波斜探頭。
專利摘要一種車軸超聲波探傷用組合探頭,包括有不同角度的子探頭,每一子探頭內(nèi)設(shè)有晶片及引線所組成,其特征在于上述子探頭均設(shè)于同一基體上,該基體上設(shè)有可安裝子探頭的,且其中心線通過(guò)基體中心的導(dǎo)槽;基體的中心處設(shè)有定位裝置,基體可繞該定位裝置轉(zhuǎn)動(dòng);每一子探頭內(nèi)設(shè)有可使探頭伸縮的彈性元件。本實(shí)用新型能方便、快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出在役軌道車等車軸各個(gè)應(yīng)力區(qū)內(nèi)的超標(biāo)疲勞裂紋和透聲性能。一般檢測(cè)一個(gè)輪對(duì)兩端面僅用6分鐘,對(duì)軸頸應(yīng)力區(qū)、輪座內(nèi)外側(cè)應(yīng)力區(qū)、齒輪(或制動(dòng)盤座)內(nèi)外側(cè)應(yīng)力區(qū)深的疲勞裂紋,檢出準(zhǔn)確度達(dá)100%。
文檔編號(hào)G01N29/04GK2365669SQ9920117
公開(kāi)日2000年2月23日 申請(qǐng)日期1999年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月1日
發(fā)明者潘岳山, 聶建復(fù), 王五一 申請(qǐng)人:北京安通鐵路工務(wù)技術(shù)開(kāi)發(fā)公司