車輪缺陷檢測裝置及探傷方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬物體的缺陷檢測裝置，尤其涉及一種車輪缺陷檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵路運輸是城市交通運輸?shù)囊淮蠼M成部分，為保證鐵路運輸?shù)陌踩\行，對車輪的質(zhì)量提出了較高要求。為避免有缺陷的車輪在運行時發(fā)生事故，確保列車行駛的安全，需要對車輪的踏面、輪輞、輪輻等部分進行探傷。同時，希望在不拆卸輪對的情況下，對車輪進行在線式檢測(探傷)。
[0003]引發(fā)車輪缺陷的主要原因包括:在車輪用鋼的冶煉和加工過程中，往往會在車輪的表面和內(nèi)部產(chǎn)生一些氣孔、砂眼、夾雜物和劃痕等缺陷。由于這些缺陷的存在，在車輪運行過程中會造成應力集中。在應力集中區(qū)域金屬的承載能力較小，極易延展出裂紋；在連續(xù)承載情況下，裂紋不斷擴展，在車輪表面產(chǎn)生剝離和掉塊。嚴重時將導致車輪“崩輪”或車軸斷裂等風險。
[0004]目前較有效的方法是超聲波探傷法如壓電超聲波探傷法。其原理是:如果車輪中有氣孔、裂紋、分層等缺陷(缺陷中有氣體)，超聲波傳播到缺陷的界面處時，就會全部或部分反射，反射回來的超聲波被探頭接收，可根據(jù)波形的變化特征判斷缺陷在工件的深度、位置和形狀。
[0005]然而，在利用超聲波探傷時，需保證超聲波探頭和被檢測的車輪之間的氣隙充滿液體如水。因此，常常將車輪與機車進行分離后并置于水中并將超聲波探頭置于水中進行檢測。若想在車輪不與機車解體的情況下對車輪進行全面檢查是非常困難的。
[0006]因此，有必要提供一種改進的系統(tǒng)和方法來解決上述技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于上面提及的技術(shù)問題，本發(fā)明的一個方面在于提供一種用于檢測金屬物體缺陷的檢測裝置，其中，該檢測裝置包括主基座，至少一個主磁性模組和主檢測模組。該至少一個主磁性模組安裝于該主基座上以在磁力作用下將該主基座吸附于該金屬物體上。該主檢測模組安裝于該主基座上以檢測該金屬物體的至少一種缺陷。
[0008]如上所述的檢測裝置，其中，該檢測裝置包括至少一個旋轉(zhuǎn)模組，該至少一個旋轉(zhuǎn)模組安裝于該主基座上，當該主基座和該金屬物體發(fā)生相對運動時，該至少一個旋轉(zhuǎn)模組用于減小該主基座和該金屬物體之間的摩擦力。
[0009]如上所述的檢測裝置，其中，該檢測裝置包括側(cè)基座，該主基座和該側(cè)基座連接在一起以形成L-型基座。
[0010]如上所述的檢測裝置，其中，該檢測裝置包括至少一個旋轉(zhuǎn)元件，該至少一個旋轉(zhuǎn)元件安裝于該側(cè)基座上，每個旋轉(zhuǎn)元件與該金屬物體的表面相接觸并沿著該表面旋轉(zhuǎn)以使該側(cè)基座相對于該表面運動。
[0011 ] 如上所述的檢測裝置，其中，該檢測裝置包括至少一個側(cè)磁性模組，該至少一個側(cè)磁性模組安裝于該側(cè)基座上以在磁力作用下將該側(cè)基座吸附于該金屬物體上。
[0012]如上所述的檢測裝置，其中，每個主磁性模組或每個側(cè)磁性模組包括至少一個磁性元件、至少一個第一緊固元件和至少一個第二緊固元件。該至少一個磁性元件固定于該至少一個第一緊固元件上。每個主磁性模組或每個側(cè)磁性模組通過該至少一個第一緊固元件和該至少一個第二緊固元件固定于該主基座上對應的容置腔中。
[0013]如上所述的檢測裝置，其中，該至少一個第一緊固元件和該至少一個第二緊固元件被調(diào)節(jié)以調(diào)整該主磁性模組或該側(cè)磁性模組伸出對應容置腔的長度以支撐不同輪廓的金屬物體。
[0014]如上所述的檢測裝置，其中，該側(cè)基座包括安裝于其上的側(cè)檢測模組，該側(cè)檢測模組用于檢測該金屬物體的至少一種缺陷。
[0015]如上所述的檢測裝置，其中，該主檢測模組包括主超聲波探頭，該側(cè)檢測模組包括側(cè)超聲波探頭，該主基座包括主液體槽，該側(cè)基座包括側(cè)液體槽，其中:該主液體槽中被注入液體以使該金屬物體的第一表面和該主超聲波探頭之間的空隙中充滿液體。該側(cè)液體槽中被注入液體以使該金屬物體的第二表面和該側(cè)超聲波探頭之間的空隙中充滿液體。
[0016]如上所述的檢測裝置，其中，該檢測裝置包括把持部，該把持部固定于該主基座和該側(cè)基座上，該把持部包括連接至該主液體槽和該側(cè)液體槽的通道，該通道用于提供將液體注入該主液體槽和該側(cè)液體槽的路徑。
[0017]如上所述的檢測裝置，其中，該檢測裝置包括兩個旋轉(zhuǎn)模組，該兩個旋轉(zhuǎn)模組分別安裝于該主基座相對的兩側(cè)邊緣，每個旋轉(zhuǎn)模組包括輥輪主體、轉(zhuǎn)軸和兩個軸承，該輥輪主體固定于該轉(zhuǎn)軸上，該兩個軸承分別收容于兩個軸承孔中以支撐該轉(zhuǎn)軸。
[0018]如上所述的檢測裝置，其中，該檢測裝置包括編碼器，該編碼器與其中一個旋轉(zhuǎn)模組固定，當該金屬物體從初始位置運動至缺陷位置時，根據(jù)該編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)及該輥輪主體的圓周長度以確定缺陷在該金屬物體表面的位置。
[0019]本發(fā)明的再一方面在于提供一種用于車輪的探傷方法，其中，該方法至少包括如下步驟:通過至少一個主磁性模組將檢測裝置的主基座吸附于車輪的踏面。通過至少一個側(cè)磁性模組將檢測裝置的側(cè)基座吸附于車輪的側(cè)面。通過主檢測模組和側(cè)檢測模組中之至少一者檢測該車輪的至少一種缺陷。
[0020]如上所述的探傷方法，其中，該方法包括:通過旋轉(zhuǎn)至少一個旋轉(zhuǎn)模組以沿著車輪的踏面將該檢測裝置從第二位置移動到第一位置；其中，該車輪與該檢測裝置之間的磁力足夠克服該檢測裝置的重力以使該檢測裝置保持在該第一位置。
[0021]如上所述的探傷方法，其中，該方法包括:通過通道將液體注入踏面與主超聲波探頭之間的空隙中以及側(cè)面與側(cè)超聲波探頭之間的空隙中，其中，該液體流入該通道的流量大于液體流出空隙的流量。
[0022]如上所述的探傷方法，其中，該方法包括:通過旋轉(zhuǎn)至少一個第一緊固元件和第二緊固元件以調(diào)整車輪踏面和至少一個主磁性模組之間的距離使該檢測裝置支撐不同輪廓的車輪。
[0023]本發(fā)明的再一方面在于提供一種檢測裝置，其中:該檢測裝置包括第一基座、第二基座、至少一個第一磁性模組、第一檢測模組、和至少一個第二磁性模組。該至少一個第一磁性模組安裝于該第一基座上以在第一磁力作用下將該第一基座吸附于車輪上。該第一檢測模組安裝于該第一基座上以檢測該車輪的至少一種缺陷。該至少一個第二磁性模組安裝于該第二基座上以在第二磁力作用下將該第二基座吸附于車輪上。
[0024]如上所述的檢測裝置，其中，該檢測裝置包括安裝于第二基座的第二檢測模組，該第二檢測模組用于檢測該車輪的至少一種缺陷。
[0025]如上所述的檢測裝置，其中，該檢測裝置包括至少一個旋轉(zhuǎn)模組，該至少一個旋轉(zhuǎn)模組安裝于該第一基座上，當該第一基座和該車輪發(fā)生相對運動時，該至少一個旋轉(zhuǎn)模組用于減小該第一基座和該車輪之間的摩擦力。
[0026]本發(fā)明提供的車輪缺陷檢測裝置及探傷方法與傳統(tǒng)的裝置和方法相比，一方面，采用磁性模組產(chǎn)生的磁力可將檢測裝置吸附于被檢測車輪上并利用旋轉(zhuǎn)模組以在重力作用下使檢測裝置在該旋轉(zhuǎn)模組相對于車輪踏面的滾動運動下保持在車輪的最低點并可自動實現(xiàn)對車輪整個圓周的缺陷檢測。當檢測模組采用超聲波探頭時，把持部限定的液體通道可提供向液體槽注入液體的路徑從而為發(fā)射的超聲波提供必需的液體介質(zhì)。檢測裝置可在車輪不與車體分離的情況下對車輪缺陷進行檢測進而提高了缺陷檢測的便攜性和可操作性。
【附圖說明】
[0027]通過結(jié)合附圖對于本發(fā)明的實施方式進行描述，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中:
[0028]圖1為檢測裝置與車輪組裝示意圖；
[0029]圖2為圖1所示檢測裝置的立體示意圖；
[0030]圖3為圖2所示檢測裝置的組件分解示意圖；
[0031]圖4為圖2所示基座的一種實施方式的立體示意圖；
[0032]圖5為主磁性模組和側(cè)磁性模組與基座的組裝示意圖；
[0033]圖6為主磁性模組的剖面圖；
[0034]圖7為旋轉(zhuǎn)模組和旋轉(zhuǎn)元件與基座的組裝示意圖；
[0035]圖8為如圖2所示的檢測裝置沿A-A線的一種截面示意圖；
[0036]圖9為如圖2所示的檢測裝置沿B-B線的一種截面示意圖；
[0037]圖10為如圖7所示的旋轉(zhuǎn)元件的剖面圖；
[0038]圖11為如圖1所示的檢測裝置與車輪沿旋轉(zhuǎn)模組和旋轉(zhuǎn)元件的一種截面示意圖；
[0039]圖12為如圖1所示檢測裝置與車輪沿旋轉(zhuǎn)模組和主磁性模組的一種截面示意圖；
[0040]圖13為主檢測模組和側(cè)檢測模組與基座的組裝示意圖；
[0041]圖14為把持部與基座的組裝示意圖；
[0042]圖15為如圖2所示的檢測裝置沿C-C線的一種截面示意圖；以及
[0043]圖16為車輪探傷方法的一種實施方式的流程圖。
【具體實施方式】
[0044]以下將