基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤装置及方法与流程

本发明涉及探伤技术领域，尤其涉及基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤装置及方法。

背景技术：

随着铁路运输向高速、重载方向发展以及维修公里的延长，对机车车辆走行部质量提出更高的要求。列车车轮和车轴作为列车车轮系统的关键部件之一，在运行中受力复杂、工作条件恶劣，很容易发生疲劳裂纹，如果车轮和车轴出现疲劳裂纹并且扩展，就会因损伤造成脱轨，带来灾难性的后果，其安全运转直接关系着铁路运输的安全生产。为了及时发现车轮和车轴的疲劳缺陷，防止列车运行事故的发生，保证列车的安全运行，必须进行无损探伤检测。当前车轮和车轴探伤技术主要包括超声探伤技术和磁粉探伤技术。磁粉探伤技术主要检测车轮车轴表面，超声探伤技术可检测车轮车轴表面和内部缺陷，广泛应用于车轮车轴无损探伤。超声探伤方法主要分为接触式和水浸式探伤。

超声接触式探伤直接耦合，入射声能损失少，可以提供较大厚度的穿透能力；使用相同的探头参数，可提供比水浸更高的检测灵敏度，但对被检试件的接触面的光洁度要求较高；而超声水浸法探伤具有超声耦合稳定、数据检测重复率高、探头磨损可能性小、表面盲区小、对工件探测表面要求低等优点，已越来越多的应用于车轮和车轴探伤。

目前在探伤车轮和车轴过程中，已经开始采用局部水浸超声探伤技术，一般通过探伤组件6进行探伤，该探伤组件包括蓄水腔构件3和设置在蓄水腔构件3内部的探头1，但现有的蓄水腔构件3大多采用金属板围堰式结构(即将探头放入由金属框围成的蓄水腔体内)，探伤过程中在对车轴和车轮的不同部位进行检测时，由于金属框与探伤接触面位置为硬硬接触，容易产生气泡影响检测，使得检测的稳定性较低。

综上所述，如何解决车轮和车轴探伤过程中，检测的稳定性较低的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤装置及方法，以提高检测的稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤装置，包括蓄水腔构件，且所述蓄水腔构件的开口端用于与待测车轴或车轮的局部相接触，所述开口端为柔性材料制得的开口端。

优选地，所述蓄水腔构件包括多个腔体，所述腔体的底部设置有探头。

优选地，所述蓄水腔构件整体为柔性材料制得，且所述蓄水腔构件外侧设置有用于支撑所述蓄水腔构件的壳体，所述壳体上设置有用于向所述局部接触的位置供应耦合剂的耦合水孔。

优选地，还包括夹具组件，所述蓄水腔构件设置在所述夹具组件上，且所述壳体与所述夹具组件固定连接。

优选地，所述夹具组件靠近所述蓄水腔构件的开口端一侧设置有滚轮。

优选地，所述探伤组件的数量为多个。

优选地，所述夹具组件包括固定座、第一调节臂和第二调节臂，所述第一调节臂和所述第二调节臂均与所述固定座铰接，且所述第一调节臂和所述第二调节臂上均固定有所述蓄水腔构件。

优选地，所述固定座上还铰接有第一伸缩臂和第二伸缩臂，所述第一伸缩臂与所述第一调节臂铰接，所述第二伸缩臂与所述第二调节臂铰接。

优选地，所述探头为直探头和/或斜角度探头。

上述技术方案中，基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤装置，包括蓄水腔构件，且所述蓄水腔构件的开口端用于与待测车轴或车轮的局部相接触，所述开口端为柔性材料制得的开口端。相比于背景技术介绍内容，上述基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤装置，蓄水腔构件采用橡胶蓄水腔构件，使得蓄水腔构件与车轮或车轴接触时，贴合更加紧密，避免了出现气泡对检测的影响，提高了检测的稳定性。

另外，本发明还提供了一种基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤方法，该方法采用了如上述任一方案所描述的基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤装置。由于上述装置具有上述技术效果，采用了该装置的方法也应具有相应的技术效果，在此不赘述。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤装置的结构示意图(蓄水腔构件为多个腔体)；

图3为本发明实施例提供的蓄水腔构件在车轴上布置的主视截面示意图；

图4为本发明实施例提供的蓄水腔构件在车轴上布置的俯视示意图；

图5为本发明实施例提供的基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤装置的结构示意图(夹具组件包含调节臂)；

图6为本发明实施例提供的蓄水腔构件在车轮上布置的截面示意图；

图7为本发明实施例提供的蓄水腔构件在车轮上布置的展开示意图。

上图1-7中，

探头1、壳体2、蓄水腔构件3、耦合水孔4、滚轮5、探伤组件6、第一调节臂7、第二调节臂8、固定座9、第一伸缩臂10、第二伸缩臂11。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤装置及方法，以提高检测的稳定性。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-7所示，本发明实施例提供的基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤装置，包括蓄水腔构件3，且蓄水腔构件3的开口端用于与待测车轴或车轮的局部相接触，开口端为柔性材料制得的开口端。需要说明的是，上述柔性材料可以是橡胶材料，也可以是本领域技术人员常用的其他柔性材料。上述蓄水腔构件的内腔高度可控(一般选取可伸缩量为2-10mm)，使得探头表面与检测面之间有2-10mm的空间蓄水，形成一定高度的水柱，此高度随着检测工件的不同而略有差别，最佳高度为使得检测效果最佳为宜。

相比于背景技术介绍内容，上述基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤装置，蓄水腔构件采用橡胶蓄水腔构件，使得蓄水腔构件与车轮或车轴接触时，贴合更加紧密，避免了出现气泡对检测的影响，提高了检测的稳定性。

进一步地，蓄水腔构件3包括多个腔体，腔体的底部设置有探头1。通过将上述蓄水腔构件设置成多个腔体，可以实现多个探头组合，增加了检测的覆盖面积。当然可以理解的是上述蓄水腔构件的腔体也可以是1个，并且腔体内的探头数量可以是多个也可以是1个。

进一步地，上述蓄水腔构件整体为柔性材料制得，且蓄水腔构件外侧设置有用于支撑蓄水腔构件的壳体2，壳体上设置有用于向局部接触的位置供应耦合剂的耦合水孔4。通过将蓄水腔构件设置成整体柔性件，并用壳体2支撑，使得柔性件的安装和固定更加方便，另外，耦合水孔主要作为耦合液导入口，同时起到形成水压和导流作用。

进一步地，还包括夹具组件，上述蓄水腔构件设置在该夹具组件上，且上述蓄水腔构件的壳体2与夹具组件固定连接。通过将蓄水腔构件设置在夹具组件上，使得蓄水腔构件的布置更加方便，多次检测同一规格的工件时避免了重复布置的工作，提高了生产效率。

进一步地，上夹具组件在靠近蓄水腔构件的开口端一侧设置有滚轮5。通过设置滚轮，使得夹具组件在车轴或车轮等工件上调整位置是更加方便。

进一步地，上述蓄水腔构件的数量为多个。通过设置多个蓄水腔构件使得探测的覆盖面积更大。当然可以理解的是，上述蓄水腔构件在夹具组件上可以均匀的布置；还可以是以不同间距和不同角度的方式进行布置，或是根据实际检测需求进行布置。

进一步地，上述夹具组件包括固定座9、第一调节臂7和第二调节臂8，第一调节臂7和第二调节臂8均与固定座铰接，且第一调节臂7和第二调节臂8上均固定有蓄水腔构件。通过设置与固定座铰接的第一调节臂和第二调节臂，使得调节第一调节臂和第二调节臂的开口大小，即可实现对不同的车轮或车轴的外径进行检测，提高了基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤装置的通用性，节约了成本。

进一步地，上述固定座9上还铰接有第一伸缩臂10和第二伸缩臂11，第一伸缩臂10与第一调节臂7铰接，第二伸缩臂11与第二调节臂8铰接。本领域技术人员都应该能够理解的是，为了实现第一调节臂和第二调节臂的夹角调节，上述第一调节臂7和第二调节臂8与固定座铰接的位置与第一伸缩臂10和第二伸缩臂11与固定座铰接的位置必须存在一定的间距。通过上述第一伸缩臂和第二伸缩臂的设置，当第一伸缩臂和第二伸缩臂伸长时，可使得第一调节臂和第二调节臂的开口大小减小；当第一伸缩臂和第二伸缩臂缩短时，可使得第一调节臂和第二调节臂的开口大小增大。进而，使得上述第一调节臂和第二调节臂的调节更加方便，更加便于蓄水腔构件与待检测工件(车轮或车轴)的贴合操作。

进一步地，上述探头1为直探头和/或斜角度探头。即上述探头可以全部为直探头，也可以全部是斜角探头，还可以是同时具有直探头和斜角探头。比如针对车轮探伤时，夹具组件上的多个直探头沿着车轮踏面成不同间距及不同倾角布置，在踏面轴线方向上超声声束覆盖整个踏面，当然根据实际的检测需求，也可进行车轮其他区域(除踏面以外的区域)的覆盖检测，实现全覆盖。再比如针对车轴探伤时，夹具组件上的多个斜角探头沿着车轴轴向和圆周方向以一定的间距布置于轴身，超声声束可覆盖车轴压装部位。本实施例以覆盖压装部位为参考，根据实际的检测需求，也可进行车轴其他区域的覆盖检测，实现全覆盖。

另外，本发明还提供了一种基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤方法，该方法采用了如上述任一方案所描述的基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤装置。由于上述装置具有上述技术效果，采用了该装置的方法也应具有相应的技术效果，在此不赘述。

以上对本发明所提供的基于局部水浸的车轮和车轴的超声探伤装置及方法进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。