本發明涉及一種超聲探傷裝置，特別是一種實心輪軸不落輪超聲探傷裝置。

背景技術：

目前，對鐵路機車車輛的在役輪軸的運行狀態主要采取定期、規定里程進行檢測的方法來監控輪軸的狀態，檢測方法之一就是采用超聲波對輪軸進行傷損檢測。對輪軸主要采取落輪檢測，即輪軸從機車進行拆卸后在進行相應的檢測工作，超聲檢測過程中主要采用微機控制超探波探傷設備和手工復探超聲復探檢測。但是，實際的機車車輛輪軸日常維護和檢測過程中，需要在不落輪軸的情況下進程檢測。

受制于輪軸在機車的安裝結構，可用的探測面僅為拆卸軸端軸承蓋后輪軸的端面，檢測空間狹小。當前在不落輪的工況下檢測輪軸主要采用手工單探頭超聲波檢測的辦法，由于人工探傷受人員技術水平、責任心等人為因素的影響較大，且探傷過程中會出現較多結構波的影響，經常會出現漏探、誤報等問題，難以準確的發現輪軸存在的隱患，并且手工探傷過程中難以形成輪軸完整的傷損信息。

針對以上輪軸檢在不落輪工況下的檢測需求和檢測過程中的問題，中國專利第201510489809.X號公開了“空心車軸探傷系統和探傷方法”，該系統具備在不落輪軸的情況下，對輪軸進行超聲檢測，但該系統僅適用于空心輪軸，無法對實心輪軸進行不落輪檢測。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種實心輪軸不落輪超聲探傷裝置，使得在不拆卸輪軸時即可對實心輪軸進行超聲波探傷檢測，并有效避免結構波對超聲波探傷檢測的影響。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種實心輪軸不落輪超聲探傷裝置，其特征在于：包含軸端面掃查器、超聲波探傷儀、超聲數據連接線和控制線，軸端面掃查器通過超聲數據連接線和控制線與超聲波探傷儀連接；

所述軸端面掃查器包含探頭、定位件、探頭夾具、內嚙合齒圈、電機、外殼、編碼器、安裝蓋板、固定座和齒輪，探頭固定在探頭夾具內，探頭夾具轉動設置在固定座內，固定座固定在外殼內，安裝蓋板固定在探頭夾具內側，電機和編碼器固定在安裝蓋板上，兩個齒輪分別設置在電機和編碼器的轉軸上，內嚙合齒圈固定在固定座上并且內嚙合齒圈與兩個齒輪嚙合。

進一步地，所述定位件為與實心輪軸軸端錐孔匹配的圓柱形定位件。

進一步地，所述軸端面掃查器還包含滾珠、磁柱，固定座與實心輪軸接觸一側沿周向均勻設置有若干磁柱，探頭夾具通過滾珠轉動設置在固定座內，滾珠通過固定柱上柱塞孔安裝在固定座和探頭夾具之間。

進一步地，所述外殼內設置有滑環，滑環一端與超聲數據連接線和控制線連接，滑環另一端通過線纜與電機、編碼器和探頭連接。

進一步地，所述編碼器為增量型編碼器。

進一步地，所述探頭包含探頭主體、限位螺釘、彈簧和探頭固定座，探頭主體滑動設置在探頭固定座內，探頭主體外側設置有一凸起于探頭主體側面的凸環，彈簧套設在探頭主體上并且彈簧兩端分別與凸環和探頭固定座上端內壁接觸，限位螺釘垂直于探頭固定座側面設置并且穿透探頭固定座側壁設置在凸環下側對凸環行程限位。

進一步地，所述軸端面掃查器直徑小于等于120mm。

本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：本發明的實心輪軸不落輪超聲探傷裝置，滿足了不落輪軸工況下對輪軸進行超聲波檢測，易于分辨結構復雜處的傷損回波和結構回波，減少漏判和誤判操作，并通過多種掃描顯示方式，直觀顯示輪軸的超聲波探傷信息，有效提高不落輪檢測時輪軸探傷的準確性和效率。

附圖說明

圖1是本發明的一種實心輪軸不落輪超聲探傷裝置的示意圖。

圖2是本發明的軸端面掃查器的示意圖。

圖3是本發明的探頭的示意圖。

圖4是本發明的測量原理示意圖。

圖5是本發明的實施例的測量結果示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖并通過實施例對本發明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明并不局限于以下實施例。

如圖1所示，本發明的一種實心輪軸不落輪超聲探傷裝置，包含軸端面掃查器1、超聲波探傷儀2、超聲數據連接線3和控制線4，軸端面掃查器1通過超聲數據連接線3和控制線4與超聲波探傷儀連接2，工作過程中所述端面掃查器1與輪軸端面貼合進行檢測。

如圖2所示，軸端面掃查器1包含探頭11、定位件12、探頭夾具13、內嚙合齒圈17、電機18、外殼20、編碼器21、安裝蓋板22、固定座15和齒輪23，探頭11固定在探頭夾具13內，探頭夾具13轉動設置在固定座15內（即探頭夾具13相對于固定座15可轉動），固定座15固定在外殼20內。安裝蓋板22固定在探頭夾具13內側，電機18和編碼器21固定在安裝蓋板22上，兩個齒輪23分別設置在電機18和編碼器21的轉軸上，內嚙合齒圈17固定在外殼20內壁上并且內嚙合齒圈17與兩個齒輪23嚙合。定位件12為與實心輪軸軸端錐孔匹配的圓柱形定位件。軸端面掃查器1還包含滾珠14、磁柱，固定座15與實心輪軸接觸一側沿周向均勻設置有若干磁柱，探頭夾具13通過滾珠14轉動設置在固定座15內，滾珠14通過固定柱上柱塞孔安裝在固定座15和探頭夾具14之間，滾珠14上端通過柱塞螺釘16固定限位。軸端面掃查器1通過定位件12與軸端錐孔貼合定位，磁柱固定柱15安裝有一圈磁柱24，將軸端面掃查器1吸合于輪軸端面。工作過程中探頭11與輪軸端面貼合，并在探頭與軸端面之間添加耦合劑。軸端面掃查器1工作過程中，固定座15和內嚙合齒圈17固定不動，由電機18驅動，帶動電機端齒輪沿內嚙合齒圈17轉動，實現探頭夾具12及探頭11的轉動，從而以實現輪軸周向360°檢測。

探頭11包含探頭主體111、限位螺釘112、彈簧113和探頭固定座114，探頭主體111滑動設置在探頭固定座114內，探頭主體111外側設置有一凸起于探頭主體111側面的凸環，彈簧113套設在探頭主體111上并且彈簧113兩端分別與凸環和探頭固定座114上端內壁接觸，限位螺釘112垂直于探頭固定座114側面設置并且穿透探頭固定座114側壁設置在凸環下側對凸環行程限位。彈簧的作用力將探頭主體111與軸端面貼合良好。

外殼20內設置有滑環19，滑環19一端與超聲數據連接線3和控制線4連接，滑環19另一端通過線纜與電機18、編碼器21和探頭11連接。避免軸端面掃查器1旋轉過程中造成線纜卷曲纏繞，影響裝置正常工作。

編碼器為增量型編碼器。編碼器21輸出信號至專用超聲波探傷儀2，配合探頭11采集的數據形成輪軸的傷損圖像。軸端面掃查器直徑小于等于120mm，滿足各型輪軸端面的檢修空間，在不落輪檢測工況下，打開輪軸端面軸承蓋，即可方便的對實心輪軸進行超聲波檢測。檢測位置包括但不限于全軸穿透、軸頸根部、卸荷槽、輪座鑲入部和齒輪座鑲入部等。

如圖4所示，本發明的一種實心輪軸不落輪超聲探傷裝置可采用對應角度的小角度縱波斜探頭對齒輪鑲入部進行檢測。所述齒輪座鑲入部結構復雜，有較多的結構性回波。本專用超聲波探傷儀2采用多波門和擬合的輪軸虛擬輪廓線，來區分結構波和缺陷波。

如圖5所示，本發明的一種實心輪軸不落輪超聲探傷裝置在使用過程中，需要通過對應輪軸的實物對比樣軸進行校準，所述實物對比樣軸為在實際輪軸上加工對應的人工模擬裂紋來比對，基于輪軸的結構，實物對比樣軸可采用全軸，也可以采用半軸。當實物對比樣軸為動車軸時，所述半軸試塊需要截取齒輪座一端。探傷過程中顯示對應的A掃波形，并形成B掃和C掃圖像，方便對傷損進行判定。本發明可實時動態記錄并存儲探傷掃查過程中探頭位置信息，超聲回波信號及圖像顯示。實現輪軸探傷數據的一鍵存儲和數據回放，并針對不同的輪軸的探傷方法，采取工藝文件配置的辦法，實現檢測不同輪軸時參數的快速切換。所有探傷數據即可通過USB接口導出，也通過網線上傳，便于探傷數據管理。

本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本發明所作的舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發明說明書的內容或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發明的保護范圍。