[发明专利]一种轨道车辆车轴相控阵超声探伤平台

摘要

本发明公开了一种轨道车辆车轴相控阵超声探伤平台，包括床身、车轴装夹装置、主轴驱动传动机构、探测机构、耦合剂喷洒装置、控制机构和相控阵探伤仪，所述探测机构可根据控制器的控制，使相控阵探头在轴向探测组件和径向探测组件的带动下沿待测车轴的轴向及径向移动，实现对不同长度和直径的轴段进行超声探伤。本发明所述探伤平台可以对现有轨道车辆各种规格的实心轴、空心轴进行全面地自动探伤，探伤速度快、自动化程度高、覆盖范围全面、具有较高的探测精度。

主权项

1.一种轨道车辆车轴相控阵超声探伤平台，包括床身（1）、车轴装夹装置、主轴驱动传动机构、探测机构、耦合剂喷洒装置、控制机构和相控阵探伤仪（2），其特征在于：所述床身（1）采用角钢骨架，表面材质为钢板，并通过地脚螺栓（22）固定在地面上；所述车轴装夹装置包括三爪卡盘（9）和尾座（18），三爪卡盘（9）连接在主轴驱动传动机构的输出端；尾座（18）设有手轮（19）、顶尖（16）和锁止机构（17），安装于床身（1）尾座导轨（20）上，通过旋转手轮调整尾座（18）的轴向位置；所述主轴驱动传动机构包括固定在床身（1）上的主轴电机（8）和主轴蜗轮减速箱（7），驱动待测车轴（15）旋转；所述探测机构包括轴向探测组件、径向探测组件以及探头组件；所述轴向探测组件安装于床身之上，通过其中的轴向驱动伺服电机及减速器（21）驱动轴向拖板（3）带动探头组件沿待测车轴（15）的轴向滑移；所述轴向探测组件还包括轴向丝杠（24）和轴向导轨（23）；所述轴向驱动伺服电机及减速器（21）固定在床身（1）端部，并与固定在床身（1）侧面的轴向丝杠（24）驱动连接；所述轴向导轨（23）水平安装于床身（1）之上，且所述轴向导轨（23）与所述轴向丝杠（24）均沿待测车轴（15）轴向平行设置；所述轴向拖板（3）通过丝套与所述轴向丝杠（24）配套连接，所述轴向拖板（3）通过其底部安装的轴向滑块（28）与所述轴向导轨（23）滑动连接；所述径向探测组件安装于所述轴向拖板（3）之上，通过其中的径向驱动伺服电机及减速器（29）驱动径向拖板（4）带动探头组件沿待测车轴（15）的径向滑移；所述径向探测组件还包括径向丝杠（26）和径向导轨（27）；所述径向驱动伺服电机及减速器（29）安装于轴向拖板（3）端部，并与固定在轴向拖板（3）上的径向丝杠（26）驱动连接；所述径向导轨（27）水平安装于轴向拖板（3）之上，且所述径向导轨（27）与所述径向丝杠（26）均沿待测车轴（15）径向平行设置；所述径向拖板（4）通过丝套与所述径向丝杠（26）配套连接，所述径向拖板（4）通过其底部安装的径向滑块（25）与所述径向导轨（27）滑动连接；所述探头组件固定安装在所述径向拖板（4）上；所述探头组件中的相控阵探头（10）为柔性相控阵超声换能器，通过控制所述柔性相控阵超声换能器各阵元发射超声信号的相位延迟来控制声束在水平面及竖直面上的偏转角度；所述耦合剂喷洒装置包括集液箱（14）、导管（12）、水泵（13）和喷头（11），所述集液箱（14）固定在所述轴向拖板（3）一侧，所述导管（12）的一端伸入集液箱（14）底部，另一端通过水泵（13）与喷头（11）连接，所述喷头（11）斜向下指向待测车轴（15），所述轴向拖板上设置有通向集液箱（14）的U型槽，实现耦合剂的回收再利用；所述相控阵探伤仪（2）采用C扫描图像的显示方式，将待测车轴（15）的内部图像呈现在显示屏上，能存储、回放波形及数据，自动显示缺陷回波位置；所述控制机构与探测机构控制连接，控制探测机构沿待测车轴（15）轴向或径向运动；所述控制机构包括位于主轴电机（8）上的主轴转角编码器、位于轴向驱动伺服电机上的轴向拖板转角编码器、位于径向驱动伺服电机上的径向拖板转角编码器、位于轴向拖板（3）上的轴向位置距离传感器、位于径向拖板（4）上的径向位置距离传感器以及控制器（6）；所述轴向位置距离传感器和径向位置距离传感器采集轴向和径向位置信息并输送至所述控制器（6）；所述控制器根据接收到的位置信息做出判断和决策，驱动主轴电机（8）、轴向驱动伺服电机及径向驱动伺服电机运转，进而带动主轴转动、轴向拖板（3）和径向拖板（4）移动；各编码器记录旋转相位信息并反馈给控制器（6）。