空气弹簧钢丝圈位置的检查装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种空气弹簧钢丝圈位置的检查装置，属于无损检测领域。可对空气弹簧钢丝圈位置偏离现象进行检查。本实用新型专利技术由运动控制模块、钢丝圈磁场激励及分布模块、弱磁信号处理模块等组成。其中运动控制模块能够使整体设备按照工作要求稳定运行；钢丝圈磁场激励及分布模块可实现对钢丝圈的边磁化边检测；弱磁信号处理模块可以对检测到的磁信号进行分析与处理。通过模块之间的相互配合可以实现对空气弹簧钢丝圈位置的检查。优点在于：检测方式新颖，可实现在实际工况下的检测，检测灵敏度高，可精确检查钢丝圈的位置。

Device for checking position of air spring traveller

The utility model relates to a checking device for the position of the air spring steel coil, which belongs to the field of nondestructive testing. The position deviation of the air spring traveller can be checked. The utility model is composed of a motion control module, a magnetic field excitation and distribution module of a traveller, a weak magnetic signal processing module, etc. The motion control module can make the whole equipment run stably according to the work requirements; the magnetic field excitation and distribution module can realize the edge magnetization edge detection of the traveler; the weak magnetic signal processing module can analyze and process the detected magnetic signal. The location of air spring travellers can be inspected through the coordination of modules. The advantages are: the detection method is novel, can be realized in the actual working conditions of the detection, detection sensitivity is high, can accurately check the position of the traveler.

【技术实现步骤摘要】
空气弹簧钢丝圈位置的检查装置
本技术涉及无损检测领域，特别涉及一种基于电磁传感器的磁场检测装置，尤指一种空气弹簧钢丝圈位置的检查装置。用于高速列车空气弹簧钢丝圈位置偏离的在线检测。
技术介绍
近年来，我国高速列车飞速发展，部分关键技术已达到世界领先水平。高铁已经成为人们出行的主要方式之一，因此，为保证高速列车在高速运行下的安全性与稳定性，需要设计良好的机车悬挂系统减少车辆振动的影响。空气弹簧作为中国标准动车组二系悬挂系统的关键部件，也是其他高速车辆最重要的悬挂部件之一，其制造质量和品质对提高车辆的运行平稳性起着决定性作用。高速列车装备的空气弹簧采用了压力自密封的方式，其工作原理主要是依靠胶囊内部压缩空气的压力来压住胶囊下端，所以空气弹簧的气密性好坏直接决定了其工作状态的优劣，而空气弹簧内的钢丝圈是保证气密性良好的关键部位。然而，钢丝圈因制造错位或工作运行过程中挤压偏离圆心而使高速列车在运行过程中空气弹簧密封不严，导致高压气体泄露而功能失效，引起机车振动甚至失衡，可能造成高速运行过程中发生严重事故。由此可见，必须对已装配的空气弹簧内的钢丝圈偏离现象进行检测，避免发生事故。目前空气弹簧钢丝圈位置的在线检查缺少一种有效科学的检测方法，工作人员一般利用目视、手触与擦拭肥皂液等手段进行初步简单的经验测试，并无法准确地确定空气弹簧钢丝圈是否产生了偏移；而且已装配的空气弹簧因列车内部空间限制，大中型的无损检测装备如X射线等装置无法安装和在线检测，难以排除钢丝圈偏离造成的安全隐患。但在当今中国高铁发展迅猛的大背景下，列车已装配的空气弹簧钢丝圈偏离检查不容有失。综上，为保障高铁安全运行，迫切需求研制一种能检测钢丝圈位置是否发生偏移的在线无损检测装置。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种空气弹簧钢丝圈位置的检查装置，解决了现有技术存在的上述问题。本技术根据空气弹簧装配空间及其钢丝圈结构具有导磁性的特点，创造性地提出了基于电磁铁激励的微磁检测方法，根据磁场变化信息有效地在线检查钢丝圈的位置，获取钢丝圈偏移参数和状态，进而对空气弹簧的安全性进行判断。本技术利用永磁体将检测部位磁化后，使钢丝圈与钢筋、永磁体等组成磁回路，钢丝圈产生位置偏离时，磁回路中偏离部位附近的磁场分布会发生变化，可利用霍尔、GMR、TMR等电磁传感器检测到磁信号的变化，进一步获得钢丝圈的参数与状态，解决了磁信号微弱难以被有效检测的问题。本技术运动控制模块采用运载小车携带检测装置在橡胶导轨上运动的方式，不需要外部的动力源；橡胶导轨上装有卡扣装置，方便了导轨在实际工况中的安装和拆卸。本技术弱磁信号处理模块中采用了霍尔、GMR、TMR等高精度电磁传感器，提高了装置检测的灵敏度；采用了锁相放大器，可对检测到的信号进行滤波与放大处理，便于对信号后续的分析处理。本技术为类似的复杂形状、空间窄小的导磁金属结构或产品提供了一种无损检测新思路。本技术的上述目的通过以下技术方案实现：空气弹簧钢丝圈位置的检查装置，包含运动控制模块、钢丝圈磁场激励及分布模块、弱磁信号处理模块。钢丝圈磁场激励及分布模块固定在运动模块上，由运动控制模块带动其围绕空气弹簧做完整的圆周运动，实现对整个空气弹簧钢丝圈的信号采集。弱磁信号处理模块在结构上独立于钢丝圈磁场激励及分布模块和运动控制模块，主要负责对钢丝圈磁场激励及分析模块采集的信号进行处理及分析。所述运动控制模块包括运载小车6、导轨4，所述导轨4上安装有卡扣装置，扣紧时导轨4与空气弹簧气囊直径最大处保持紧贴；所述运载小车6以电机A、B18、25为动力源，小车底盘A、B、C28、29、32通过螺栓连接固定，且形状与导轨4相匹配，组成了运载小车的主体部分；运载小车6上安装了弹簧A、B、C13、14、22，弹簧A、B、C13、14、22的下端分别固定在小车底盘A、B、C28、29、32上，上端固定在永磁体夹具A、B、C5、9、10上；所述钢丝圈磁场激励及分布模块是：钢筋A、B12、21上固定连接永磁体夹具A、B、C5、9、10传感器夹具8及电磁传感器31，所述永磁体夹具A、B、C5、9、10分别放置永磁体A、B、C30、33、34；所述弱磁信号处理模块是：电磁传感器31分别与电源及锁相放大器相连，锁相放大器与计算机相连。所述的导轨4采用橡胶材料，所述的弹簧A、B、C13、14、22采用铜材料制作而成。所述的钢筋A、B12、21穿入永磁体夹具A、B、C5、9、10、传感器夹具8上的通孔将其固连成一个整体，永磁体夹具A、C5、10的位置在钢筋A、B12、21的两端，永磁体夹具B9在钢筋A、B12、21的中点位置，传感器夹具8的位置在永磁体夹具B、C9、10之间，且距离两永磁体夹具B、C9、10距离相等；电磁传感器31放置在传感器夹具8的空槽内，永磁体A、B、C30、33、34分别放置在永磁体夹具A、B、C5、9、10的空槽内。所述的弱磁信号处理模块中的电磁传感器31采用霍尔传感器、GMR、TMR传感器。本技术的有益效果在于：1、运动控制模块采用了运载小车携带检查装置在橡胶导轨上运动的方式，解决了检查设备需在排查空间较小的工况下工作的条件。2、通过弹簧将运动控制模块与钢丝圈磁场激励及分布模块连接，保证了检测装置与检测部位的紧密接触。3、采用了基于电磁铁激励的微磁检测方法，根据磁场变化信息有效地在线检查钢丝圈的位置，获取钢丝圈偏移参数和状态，进而对空气弹簧的安全性进行判断，解决了微磁信号难以检测到的问题。4、整体均采用了磁导率较低的材料，减少了对电磁信号的干扰。5、采用了环形连接臂的钢筋，构成了磁回路，增强了磁信号，且保证了三个夹具同步运行，实现了磁化与检测的同时进行，使本技术提出的检测手段能够顺利实施。6、采用了GMR、TMR等电磁传感器，传感器灵敏度高，提高了装置的检测精度。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。图1为本技术的整体结构轴测示意图；图2为本技术的局部轴测示意图；图3为本技术的局部俯视示意图；图4为本技术的钢丝圈磁回路图；图5为本技术的原理框图。图中：1、空气弹簧；2、空气弹簧上盖；3、空气弹簧橡胶气囊；4、导轨；5、永磁体夹具A；6、运载小车；7、套管A；8、传感器夹具；9、永磁体夹具B；10、永磁体夹具C；11、套管B；12、钢筋A；13、弹簧A；14、弹簧B；15、套管C；16、小车驱动轮A；17、小车驱动轮B；18、电机A；19、万向轮A；20、万向轮B；21、钢筋B；22、弹簧C；23、小车驱动轮C；24、小车驱动轮D；25、电机B；26、万向轮C；27、万向轮D；28、小车底盘A；29、小车底盘B；30、永磁体A；31、电磁传感器；32、小车底盘C；33、永磁体B；34、永磁体C。具体实施方式下面结合附图进一步说明本技术的详细内容及其具体实施方式。参见图1至图5所示，本技术的空气弹簧钢丝圈位置的检查装置，包含运动控制模块、钢丝圈磁场激励及分布模块、弱磁信号处理模块。钢丝圈磁场激励及分布模块固定在运动模块上，由运动控制模块带动其围绕空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气弹簧钢丝圈位置的检查装置，其特征在于：包含运动控制模块、钢丝圈磁场激励及分布模块、弱磁信号处理模块，钢丝圈磁场激励及分布模块固定在运动模块上，由运动控制模块带动其围绕空气弹簧（1）做完整的圆周运动，实现对整个空气弹簧钢丝圈的信号采集；弱磁信号处理模块在结构上独立于钢丝圈磁场激励及分布模块和运动控制模块，对钢丝圈磁场激励及分析模块采集的信号进行处理及分析；所述运动控制模块包括运载小车（6）、导轨（4），所述导轨（4）上安装有卡扣装置，扣紧时导轨（4）与空气弹簧橡胶气囊（3）直径最大处保持紧贴；所述运载小车（6）以电机A、B（18、25）为动力源，小车底盘A、B、C（28、29、32）通过螺栓连接固定，且形状与导轨（4）相匹配，组成了运载小车的主体部分；运载小车（6）上安装了弹簧A、B、C（13、14、22），弹簧A、B、C（13、14、22）的下端分别固定在小车底盘A、B、C（28、29、32）上，上端固定在永磁体夹具A、B、C（5、9、10）上；所述钢丝圈磁场激励及分布模块是：钢筋A、B（12、21）上固定连接永磁体夹具A、B、C（5、9、10）、传感器夹具（8）及电磁传感器（31），所述永磁体夹具A、B、C（5、9、10）分别放置永磁体A、B、C（30、33、34）；所述弱磁信号处理模块是：电磁传感器（31）分别与电源及锁相放大器相连，锁相放大器与计算机相连。...

【技术特征摘要】
1.一种空气弹簧钢丝圈位置的检查装置，其特征在于：包含运动控制模块、钢丝圈磁场激励及分布模块、弱磁信号处理模块，钢丝圈磁场激励及分布模块固定在运动模块上，由运动控制模块带动其围绕空气弹簧（1）做完整的圆周运动，实现对整个空气弹簧钢丝圈的信号采集；弱磁信号处理模块在结构上独立于钢丝圈磁场激励及分布模块和运动控制模块，对钢丝圈磁场激励及分析模块采集的信号进行处理及分析；所述运动控制模块包括运载小车（6）、导轨（4），所述导轨（4）上安装有卡扣装置，扣紧时导轨（4）与空气弹簧橡胶气囊（3）直径最大处保持紧贴；所述运载小车（6）以电机A、B（18、25）为动力源，小车底盘A、B、C（28、29、32）通过螺栓连接固定，且形状与导轨（4）相匹配，组成了运载小车的主体部分；运载小车（6）上安装了弹簧A、B、C（13、14、22），弹簧A、B、C（13、14、22）的下端分别固定在小车底盘A、B、C（28、29、32）上，上端固定在永磁体夹具A、B、C（5、9、10）上；所述钢丝圈磁场激励及分布模块是：钢筋A、B（12、21）上固定连接永磁体夹具A、B、C（5、9、10）、传感器夹具（8）及电磁传感器（31），所述永磁体夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙书博，郑德江，朱超杰，张勃勃，宗翔宇，毛宁，张建海，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22