一种空心轴检测装置的制作方法

本发明涉及空心轴检测技术领域，尤其涉及一种空心轴检测装置。

背景技术：

空心轴结构应用广泛，在保障结构强度的情况下，有效降低重量，提高传动效率，降低制作轴的材料成本，目前高速运行的列车普遍采用空心轴结构，这样既可减轻列车的自重，又能提高旅客列车的速度。对空心轴的探伤不容忽视，其结构强度关系到传动稳定性和可靠性，对于列车则关系到大量旅客的人身财产安全。在对空心轴探伤检测时，通常采用的方式是将一根安装有超声探头的探杆放入轴孔内，通过轴向推送和自身旋转运动实现全程探伤检测。空心轴内缺陷通常先通过自动装置快速地检测出来，而对缺陷具体大小和精确的位置常常采用手动装置来进行复核检测分析，手动装置除了复核检测缺陷外，也可独立使用，对全轴进行探伤检测。检测空心轴内孔缺陷往往需要不同角度的探头来检测复核，传统的方式是设计多个不同探头角度的检测载体，在需要进行多角度检测时更换整个检测载体，更换操作费时费力，降低工作效率，同时多个不同探头角度的检测载体占用空间大，制作成本高，不便于收藏运输。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种空心轴检测装置，解决目前技术中的空心轴检测装置在需要进行不同角度检测时更换设备费时费力，工作效率低，多套设备制作成本高、不便于收藏运输的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种空心轴检测装置，包括装置支架和探头，其特征在于，所述的装置支架的一端连接与被检测空心轴内径匹配的清洁盘，另一端与支撑杆连接，探头装置在探头楔块上，装置支架上开设与探头楔块匹配的卡槽，探头楔块装置在卡槽内，在进行不同角度检测时更换具有相应检测角度探头的探头楔块。本发明所述的空心轴检测装置将探头集成装置在探头楔块上，探头楔块再组装到装置支架上进行探测检测。在需要使用不同角度探头检测时，只需要更换具有不同检测角度探头的探头楔块，而无需更换整个检测载体装置，更换操作简单快捷，省时省力，提高工作效率。探头楔块尺寸同一，只需制作若干个具有不同检测角度的探头楔块，而无需制作多套整体的检测载体装置，从而降低了制作成本，设备数量少体积小，便于运输收藏。

进一步的，所述的装置支架上设置伸缩装置，伸缩装置沿空心轴的直径方向伸长或收缩使得伸缩装置贴合到不同孔径的空心轴的内壁上，探头楔块装置在伸缩装置上开设的卡槽中由伸缩装置带动贴合到空心轴的内壁上进行检测。本发明利用伸缩装置使得整个检测装置可适用于不同内径的空心轴检测中，伸缩装置可自由调节使其贴合在空心轴的内壁上，从而使得伸缩装置上的探头可以与空心轴内壁保持均匀间隙，能够对空心轴进行精确的探伤检测。本发明兼容多种不同口径的空心轴检测，无需针对不同口径的空心轴制作多套检测装置，降低制作成本，减少装置数量，方便收藏运输。

进一步的，所述的伸缩装置包括X形支架，X形支架铰接在装置支架上，X形支架的上下两面各连接着一个内孔支撑板，探头楔块装置在内孔支撑板上开设的卡槽中，调节X形支架的夹角使得内孔支撑板贴合到不同内径的空心轴内壁上。本发明所述伸缩装置结构简单，调节方便，可轻松快捷的将内孔支撑板调节贴合到空心轴的内壁上，确保探头可以正常稳定的进行探伤检测，X形支架的尺寸调节范围广，适用性强，可进行多种空心轴的检测。

进一步的，所述的装置支架在其轴向上设置有调节螺套，并且与调节螺套同轴设置有滑套，滑套与X形支架之间铰连着连杆，旋转调节螺套使调节螺套沿轴向移动来驱动滑套沿轴向滑动，滑套改变X形支架的夹角使内孔支撑板贴合到不同内径的空心轴内壁上。本发明利用调节螺套来调节X形支架的夹角从而适应不同孔径的空心轴，同时调节螺套还起到稳定X形支架的夹角的作用，调节螺套的螺纹结构使得在检测过程中调节螺套的位置不易发生改变，从而确保X形支架的夹角始终不变，内孔支撑板可以良好的贴合在空心轴内壁上，从而为探头提供一个稳定的检测环境，提高检测数据的准确性。

进一步的，所述的滑套与调节螺套之间设置有适应弹簧。本发明利用适应弹簧来实现X形支架上内孔支撑板良好贴合在轴孔内壁上，通常将调节螺套选定的轴孔支撑尺寸会稍大于待检测的轴孔尺寸，在将空心轴检测装置插入到待检测的轴孔中时，挤压X形支架使得适应弹簧压缩从而减小X形支架的支撑直径来适应待检测的轴孔，有利于装置顺利进入内孔进行检测运动，同时可以保证内孔支撑板与轴孔内壁贴合时有一点正压力，确保探头的油层距离稳定，提供良好的耦合环境。在被检测的轴孔内尺寸有变形状况时，由于适应弹簧的弹性作用也可以保持内孔支撑板稳定贴合在内壁上。

进一步的，所述的内孔支撑板在探头楔块位置处还设置有压块，所述的压块上表面呈与空心轴内壁匹配的弧面，压块与空心轴内壁贴合，探头低于压块的上表面并与空心轴内壁不接触，压块上在探头位置处开设耦合油槽。本发明在探头处利用压块填充耦合油，耦合油为探头提供一个良好的耦合环境，从而提高检测精度，确保检测数据的有效性，耦合油充满在耦合油槽内形成一个封堵的油层，为检测提供良好的耦合环境，从而提高检测结果准确性。

进一步的，所述的清洁盘在其圆周上套装有回油胶圈，回油胶圈具有弹性，与空心轴内壁贴合更紧密，从而提高回刮流入空心轴内耦合油的效率，提高回收效率，提高清洁效果，防止耦合油污染空心轴影响空心轴正常运转，所述的装置支架与支撑杆之间通过万向联轴器连接。本发明利用万向联轴器将支撑杆与装置支架连接，取代原有的刚性连接，装置支架利用与空心轴内径匹配的刮油板使得装置支架可以保持在空心轴的轴心位置上，从而伸缩装置的上下两个内孔支撑板可与空心轴内壁良好贴合，而由于万向联轴器的作用，支撑杆与装置支架之间即使存在轴线夹角的情况下也能实现连续回转，并可靠地传递转矩，即支撑杆不在空心轴的轴心线上时，支撑杆的转动也不会影响内孔支撑板良好的贴合在空心轴内壁上，不会使内孔支撑板旋转时受力不均而过度磨损，确保探伤检测耦合环境良好，提高检测精度，所述的万向联轴器采用十字轴式的，十字轴式的万向联轴器结构简单强度高，传递效率高，安装方便，可允许两轴之间有较大的夹角，在运转过程中，夹角发生变化仍可正常运转。

进一步的，所述的支撑杆穿套在轴端定位装置上，轴端定位装置包括定位盘，定位盘两侧设置有用于将定位盘固定在空心轴轴端的固定装置，定位盘的中部开孔，在开孔位置处设置了圆周角刻度盘，导向机构装置在圆周角刻度盘的中心，导向机构中心开孔供支撑杆穿套其内轴向运动，同时导向机构径向转动带动支撑杆旋转进行周向检测，在圆周角刻度盘测得周向角度。本发明首先通过定位盘两侧的固定装置将整个定位盘通过定位台阶安装到空心轴的轴端适配器上，确保定位盘位置的稳定性，不会在检测的过程中发生偏移，在定位盘固定到位后，支撑杆穿套在导向机构中，将装载着检测载体的支撑杆伸入到被检测空心轴的轴孔中，拉动支撑杆则可进行轴向的检测，再通过旋转导向机构则可进行旋转的周向检测，当移动支撑杆找到空心轴内部缺陷时，就可以通过支撑杆上的刻度以及圆周角刻度盘读出空心轴缺陷的准确位置，提高探伤定位的精确性。

进一步的，所述的导向机构的中心开孔为棱柱状通孔，支撑杆的杆体为与之匹配的棱柱，使导向机构与支撑杆径向旋转同步，在旋转时导向机构与支撑杆不会发生相对周向的位置的偏移，提高周向角检测数据的精准性。导向机构上设置有将支撑杆锁定无法轴向运动的轴向锁紧装置，在运动支撑杆找到空心轴内部缺陷时将支撑杆锁紧方便读数，提高轴向数据的准确性。导向机构上还设置有将导向机构锁定无法周向旋转的周向锁紧装置，在运动支撑杆找到空心轴内部缺陷时将导向机构锁紧防止周向发生偏移，提高检测数据准确性。导向机构的外壁上还设置有旋转手柄，方便旋转导向机构，使控制更省力。

与现有技术相比，本发明优点在于：

本发明所述的空心轴检测装置在需要使用不同角度探头检测时，只需要更换具有不同检测角度探头的探头楔块，而无需更换整个检测载体装置，更换操作简单快捷，省时省力，工作效率高；

本发明通过旋转调节螺套即可改变整个检测装置的直径，从而可以应用于不同孔径的空心轴检测，在检测的过程中检测装置的稳定性好，为检测提供良好稳定的检测环境，提高检测数据的准确性和有效性；

本发明利用轴端定位装置可轻松将整个空心轴检测装置固定，在探伤检测过程中可以确保支撑杆运动的稳定性，在运动支撑杆找到空心轴内部缺陷时可通过轴向锁紧装置和周向锁紧装置将支撑杆锁定，有效防止偏移，方便读数，提高检测数据的精准性，提高空心空心轴内损伤位置的定位和分析精度

本发明结构简单，调节方便，制作成本低，装置数量少，运输收藏方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为装置支架与支撑杆连接的结构示意图；

图3为探头楔块的结构示意图；

图4为轴端定位装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开的一种空心轴检测装置，兼容性好，可快捷方便更换不同探测角度的探头，省时省力，无需更换整个检测载体，降低制作成本，保证检测效果。

如图1至图3所示，一种空心轴检测装置，包括装置支架1和探头2，装置支架1的一端连接与被检测空心轴内径匹配的清洁盘3，清洁盘根据实际空心轴的内径大小选用匹配的安装在装置支架上，在进行探伤检测时将多余的耦合油刮出空心轴，避免耦合油污染空心轴，有效回收耦合油，将耦合油循环利用降低检测成本。在清洁盘3的圆周上套装有回油胶圈，回油胶圈与空心轴内壁贴合更紧密，从而提高回收流入空心轴内耦合油的效率。装置支架1的另一端与通过万向联轴器12与支撑杆4连接，在本实施例中，万向联轴器12采用十字轴式的，取代原有的刚性连接，利用万向联轴器12使得支撑杆4与装置支架1之间即使存在轴线夹角的情况下也能实现连续回转，并可靠地传递转矩。探头2装置在探头楔块5上，装置支架1上开设与探头楔块5匹配的卡槽，探头楔块5装置在卡槽内，探头楔块5成为一个相对独立的集成模块，在探头楔块5上根据需求装置不同探测角度的探头2，在需要使用不同角度探头检测时则更换具有相应检测角度探头2的探头楔块5即可，不用更换整个载体部件，省时省力，提高工作效率，有效的节省了成本，同时也保证的检测效果。

装置支架1上设置伸缩装置6，伸缩装置6沿空心轴的直径方向伸长或收缩使得伸缩装置6贴合到不同孔径的空心轴的内壁上，探头楔块5装置在伸缩装置6上开设的卡槽中由伸缩装置6带动贴合到空心轴的内壁上进行检测。伸缩装置6包括X形支架7，X形支架7铰接在装置支架1上，X形支架7的上下两面各连接着一个内孔支撑板8，探头楔块5装置在内孔支撑板8上开设的卡槽中，调节X形支架7的夹角使得内孔支撑板8贴合到不同内径的空心轴内壁上。装置支架1在其轴向上设置有调节螺套9，并且与调节螺套9同轴设置有滑套13，滑套13与X形支架7之间铰连着连杆14，旋转调节螺套9使调节螺套9沿轴向移动来驱动滑套13沿轴向滑动，滑套13改变X形支架7的夹角使内孔支撑板8贴合到不同内径的空心轴内壁上，滑套13与调节螺套9之间设置有适应弹簧15。

内孔支撑板8在探头楔块5位置处还设置有压块10。压块10上表面呈与空心轴内壁匹配的弧面，压块10与空心轴内壁贴合，探头2低于压块10的上表面并与空心轴内壁不接触，压块10上在探头2位置处开设耦合油槽11。

支撑杆4穿套在轴端定位装置上，轴端定位装置包括定位盘16，定位盘16两侧设置有用于将定位盘16固定在空心轴轴端的固定装置17，定位盘16的中部开孔，在开孔位置处设置了圆周角刻度盘18，导向机构19装置在圆周角刻度盘18的中心，导向机构19中心开孔供支撑杆4穿套其内轴向运动，同时导向机构19径向转动带动支撑杆4旋转进行周向检测，在圆周角刻度盘18测得周向角度。

导向机构19的中心开孔为棱柱状通孔，支撑杆4的杆体为与之匹配的棱柱，使导向机构19与支撑杆4径向旋转同步，导向机构19上设置有将支撑杆锁定无法轴向运动的轴向锁紧装置20，导向机构19上还设置有将导向机构19锁定无法周向旋转的周向锁紧装置21，导向机构19的外壁上还设置有旋转手柄22。

在本实施例中，固定装置17采用快速夹紧机构，快速夹紧机构包括凸轮手柄23、支撑板24、传动销25、弹簧26和压板27，支撑板24固定在定位盘16上，传动销25穿套在支撑板24上开设的孔中，传动销25的一端铰接凸轮手柄23，另一端连接压板27，压板27与支撑板24之间设置弹簧26。

在进行检测时，首先可以单独锁紧圆周角刻度盘，使得穿套在导向机构中的支撑杆不能进行周向旋转，此时可以使内孔检测装置进行轴向的定向扫查检测，在单一的周向角度方向上进行全轴长度的扫查运动，支撑杆上的轴向位置刻度可以方便读出深度位置；同时还可以通过锁紧装置将支撑杆锁紧在导向机构中不能进行轴向运动，使得内孔检测装置在此时只能做轴向旋转，对轴向的某一深度位置进行周向扫查，检测此深度位置的一周的缺陷情况；在轴向和轴向运动都被锁紧时，可方便的读出缺陷位置的周向角度值和轴向深度值。

本发明所述的空心轴检测装置在需要使用不同角度探头检测时，首先是拆下压块，退出探头楔块，更换所需检测角度的探头楔块插入卡槽，再安装压块压紧，即可完成不同探测角度的探头楔块的更换，操作方便快捷。在需要调整空心轴检测装置适用不同空心轴孔径规格时，首先更换前端的清洁盘，装上与空心轴规格相同的刮油板；卸下压块，同样也选择与空心轴规格相同的压块并安装牢固；调节前端中间的调节螺套，将调节螺调节的相应的孔径规格并锁紧，至此，空心轴检测装置调整完成，可以开始进行检测作业。调节操作简单快捷，适用范围广，检测成本低。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。