一种钢轨轨头双侧上圆弧与下颚区超声探伤方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种钢轨轨头双侧上圆弧与下颚区超声探伤方法及装置，待测钢轨两侧下颚区及上圆弧区各设置人工平底孔缺陷；当钢轨通过两套钢轨轨头下颚超声波探伤装置时，先后将钢轨轨头下颚超声波探伤装置的下颚超声探头压落到钢轨踏面的两侧，下颚超声探头向下发射超声波，钢轨移动，进行钢轨下颚区探伤；当钢轨通过两套钢轨轨头上圆弧区超声探伤装置时，先后将上圆弧超声探头升起到钢轨两下颚面，两个上圆弧超声探头向上发射超声波，超声波声束覆盖轨头两侧上圆弧区域，钢轨移动，进行钢轨上圆弧区探伤。优点是：实现钢轨轨头上圆弧和下颚区域超声探伤盲区检测，实现超声波覆盖钢轨轨头横截面≥90％。

【技术实现步骤摘要】
一种钢轨轨头双侧上圆弧与下颚区超声探伤方法及装置
本专利技术属于钢轨无损探伤领域，尤其涉及一种钢轨轨头双侧上圆弧与下颚区超声探伤方法及装置。
技术介绍
钢轨轨头上圆弧区与铁路车轮直接接触，轮轨间作用力大且复杂多变，轨头下颚区在车轮压力的作用下频繁产生拉伸和压缩，以上两区域为铁路线上缺陷多发区。国内现有钢轨在线自动超声探伤技术仅能检测钢轨轨头心部区域，钢轨轨头的两个上圆弧和下颚区域为现有在线钢轨自动超声探伤技术的探伤检测盲区，现有技术超声波覆盖钢轨轨头横截面70％。而澳标钢轨和高铁钢轨有更高要求，在钢轨横截面上超声探伤覆盖区域必须满足：轨头≥90％，采用目前常规的钢轨探伤方式无法满足要求。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种钢轨轨头双侧上圆弧与下颚区超声探伤方法及装置，实现钢轨轨头上圆弧和下颚区域超声探伤盲区检测，超声波覆盖钢轨轨头横截面≥90％，延长钢轨在役使用寿命，满足高铁不断提速对钢轨内部质量要求。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种钢轨轨头双侧上圆弧与下颚区超声探伤方法，1)对钢轨下颚区超声探伤：待测钢轨两侧下颚区各设置一个人工平底孔缺陷；待测钢轨运行中心线上方两侧各布置一套钢轨轨头下颚超声波探伤装置，当钢轨通过两套钢轨轨头下颚超声波探伤装置时，先后将钢轨轨头下颚超声波探伤装置的下颚超声探头压落到钢轨踏面的两侧，两个下颚超声探头向下发射超声波，超声波声束覆盖轨头两侧下颚区域，钢轨移动，进行钢轨下颚区探伤，下颚超声探头对钢轨踏面在水平和垂直方向实时跟踪随动；2)对钢轨上圆弧区超声探伤：待测钢轨两侧上圆弧区各设置一个人工平底孔缺陷；钢轨运行中心线下方两侧各布置一套钢轨轨头上圆弧区超声探伤装置，当钢轨通过两套钢轨轨头上圆弧区超声探伤装置时，先后将钢轨轨头上圆弧区超声探伤装置的上圆弧超声探头升起到钢轨两下颚面，两个上圆弧超声探头向上发射超声波，超声波声束覆盖轨头两侧上圆弧区域，钢轨移动，进行钢轨上圆弧区探伤，上圆弧超声探头对钢轨下颚面在水平和垂直方向实时跟踪随动。设置在钢轨两侧下颚区的人工平底孔缺陷是∮2mm平底孔，深度为9mm，平底孔垂直于轨头下颚平面，人工平底孔缺陷当量与轨头心部一致；设置在钢轨两侧上圆弧区的人工平底孔缺陷是∮2mm平底孔，深度11mm，平底孔垂直于轨底平面，人工平底孔缺陷当量与轨头心部一致。所述的钢轨轨头下颚超声波探伤装置包括探头框架、水平随动滑动机构、垂直随动四连杆机构、随动跟踪弹簧、气缸、限位轮、调节支架、探头连接板、支撑框架，支撑框架上连接有气缸、水平随动滑动机构、垂直随动四连杆机构；气缸的活塞杆与垂直随动四连杆机构连接，气缸活塞杆驱动垂直随动四连杆机构垂直运动，垂直随动四连杆机构与水平随动滑动机构连接，水平随动滑动机构与探头连接板固定连接，探头连接板通过探头框架与下颚超声探头连接，探头连接板底部两端通过调节支架连接有限位轮；随动跟踪弹簧连接在垂直随动四连杆机构上。所述的钢轨轨头上圆弧区超声探伤装置包括水平复位弹簧、水平驱动气缸、复位摆臂、滑动轮、上圆弧超声探头、定位轮、连接板、垂直驱动气缸、驱动摆臂、驱动轴、旋转接手、支撑轴、垂直复位跟踪弹簧、设置在箱体内的水平随动四连杆机构、垂直随动四连杆；箱体上固定有水平驱动气缸，水平驱动气缸的气缸杆与旋转接手连接，旋转接手与驱动摆臂相连接，气缸杆上设有水平复位弹簧，驱动摆臂与驱动轴固定连接，驱动轴与水平随动四连杆机构相连接，水平随动四连杆机构与定位轮连接；垂直驱动气缸与复位摆臂一端铰接，复位摆臂与支撑轴活动铰接，复位摆臂另一端与滑动轮连接，滑动轮抵靠在垂直随动四连杆上，垂直随动四连杆通过连接板与上圆弧超声探头连接；垂直复位跟踪弹簧与垂直随动四连杆连接，垂直复位跟踪弹簧利用弹力驱动垂直随动四连杆上下移动。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：钢轨轨头双侧上圆弧与下颚区超声探伤方法利用超声波探伤专用探头、探头起落装置、人工缺陷位置、人工缺陷当量、超声波覆盖区域，实现钢轨轨头上圆弧和下颚区域超声探伤盲区检测，实现超声波覆盖钢轨轨头横截面≥90％。本专利技术的实施将为高铁提供高纯净度的钢轨,延长钢轨在役使用寿命，满足高铁不断提速对钢轨内部质量要求。探伤系统组合信噪比≥18dB，灵敏度余量≥30dB，实现超声波对轨头双侧下颚区及双侧上圆弧区有效检测。钢轨轨头下颚超声波探伤装置通过弹簧实现水平和垂直方向的随动，保证超声波探头工作面在检测过程中实时跟踪钢轨被检测面，确保两者耦合稳定，确保探伤的准确性和可靠性。钢轨轨头上圆弧区超声探伤装置满足探头对钢轨轨头下颚区域超声波探伤的实时随动要求，满足探伤标准规定的灵敏度要求。附图说明图1是钢轨轨头下颚超声波探伤装置的主视图。图2是钢轨轨头下颚超声波探伤装置的侧视图。图3是钢轨轨头下颚超声波探伤装置的水平随动滑动机构主视图。图4是钢轨轨头下颚超声波探伤装置的水平随动滑动机构俯视图。图5是钢轨轨头下颚超声波探伤状态示意图一。图6是钢轨轨头下颚超声波探伤状态示意图二。图7是钢轨轨头上圆弧区超声探伤装置的结构示意图。图8是钢轨轨头上圆弧区超声探伤装置的工作状态图。图9是钢轨轨头上圆弧区超声波探伤状态示意图一。图10是钢轨轨头上圆弧区超声波探伤状态示意图二。图中：100-钢轨102-下颚超声探头103-探头框架104-水平随动滑动机构106-随动跟踪弹簧107-气缸108-支撑框架109-调节支架110-探头连接板111-限位轮112-底座113-平底孔缺陷114-下颚超声波覆盖区域141-随动弹簧142-导向杆143-芯轴144-前支撑板145-后支撑板146-轴承147-连杆151-拐臂152-上连杆153-下连杆154-支撑臂202-上圆弧超声探头203-定位轮204-连接板205-垂直随动四连杆206-滑动轮207-水平随动四连杆208-驱动轴209-驱动摆臂210-旋转接手211-气缸杆212-水平复位弹簧213-水平驱动气缸214-复位摆臂215-垂直驱动气缸216-箱体217-基座218-支撑轴219-垂直复位跟踪弹簧220-平底孔缺陷221-上圆弧超声波覆盖区域。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术进行详细地描述，但是应该指出本专利技术的实施不限于以下的实施方式。见图1-图10，一种钢轨轨头双侧上圆弧与下颚区超声探伤方法，1)对钢轨100下颚区超声探伤，见图5、图6：待测钢轨100运行中心线上方两侧下颚区各设置一个人工平底孔缺陷113，图5是平底孔缺陷设置在左，图6是平底孔缺陷设置在右；设置在钢轨100两侧下颚区的人工平底孔缺陷113是∮2mm平底孔，平底孔直径允许偏差：±0.1mm；深度为9mm，允许偏差：±0.1mm；平底孔底面与孔侧壁夹角90°，允许偏差≤±1°；平底孔垂直于轨头下颚平面，允许偏差≤±1°；人工平底孔缺陷113当量与轨头心部一致。见图1-图6，待测钢轨100运行中心线下方两侧各布置一套钢轨轨头下颚超声波探伤装置，当钢轨100通过两套钢轨轨头下颚超声波探伤装置时，先后将钢轨轨头下颚超声波探伤装置的下颚超声探头102压落到钢轨100踏面的两侧，两个下颚超声探头102向下发射超声波，超声波声束覆盖轨头两侧下颚区域，钢轨100移动，进行钢轨100下颚区探本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢轨轨头双侧上圆弧与下颚区超声探伤方法，其特征在于，1)对钢轨下颚区超声探伤：待测钢轨两侧下颚区各设置一个人工平底孔缺陷；待测钢轨运行中心线上方两侧各布置一套钢轨轨头下颚超声波探伤装置，当钢轨通过两套钢轨轨头下颚超声波探伤装置时，先后将钢轨轨头下颚超声波探伤装置的下颚超声探头压落到钢轨踏面的两侧，两个下颚超声探头向下发射超声波，超声波声束覆盖轨头两侧下颚区域，钢轨移动，进行钢轨下颚区探伤，下颚超声探头对钢轨踏面在水平和垂直方向实时跟踪随动；2)对钢轨上圆弧区超声探伤：待测钢轨两侧上圆弧区各设置一个人工平底孔缺陷；钢轨运行中心线下方两侧各布置一套钢轨轨头上圆弧区超声探伤装置，当钢轨通过两套钢轨轨头上圆弧区超声探伤装置时，先后将钢轨轨头上圆弧区超声探伤装置的上圆弧超声探头升起到钢轨两下颚面，两个上圆弧超声探头向上发射超声波，超声波声束覆盖轨头两侧上圆弧区域，钢轨移动，进行钢轨上圆弧区探伤，上圆弧超声探头对钢轨下颚面在水平和垂直方向实时跟踪随动。

【技术特征摘要】
1.一种钢轨轨头双侧上圆弧与下颚区超声探伤方法，其特征在于，1)对钢轨下颚区超声探伤：待测钢轨两侧下颚区各设置一个人工平底孔缺陷；待测钢轨运行中心线上方两侧各布置一套钢轨轨头下颚超声波探伤装置，当钢轨通过两套钢轨轨头下颚超声波探伤装置时，先后将钢轨轨头下颚超声波探伤装置的下颚超声探头压落到钢轨踏面的两侧，两个下颚超声探头向下发射超声波，超声波声束覆盖轨头两侧下颚区域，钢轨移动，进行钢轨下颚区探伤，下颚超声探头对钢轨踏面在水平和垂直方向实时跟踪随动；2)对钢轨上圆弧区超声探伤：待测钢轨两侧上圆弧区各设置一个人工平底孔缺陷；钢轨运行中心线下方两侧各布置一套钢轨轨头上圆弧区超声探伤装置，当钢轨通过两套钢轨轨头上圆弧区超声探伤装置时，先后将钢轨轨头上圆弧区超声探伤装置的上圆弧超声探头升起到钢轨两下颚面，两个上圆弧超声探头向上发射超声波，超声波声束覆盖轨头两侧上圆弧区域，钢轨移动，进行钢轨上圆弧区探伤，上圆弧超声探头对钢轨下颚面在水平和垂直方向实时跟踪随动。2.根据权利要求1所述的一种钢轨轨头双侧上圆弧与下颚区超声探伤方法，其特征在于，设置在钢轨两侧下颚区的人工平底孔缺陷是∮2mm平底孔，深度为9mm，平底孔垂直于轨头下颚平面，人工平底孔缺陷当量与轨头心部一致；设置在钢轨两侧上圆弧区的人工平底孔缺陷是∮2mm平底孔，深度11mm，平底孔垂直于轨底平面，人工平底孔缺陷当量与轨头心部一致。3.根据权利要求1所述的一种钢轨轨头双侧上圆弧与下颚区超声探伤方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：马东，杜斌，刘鹤，丁宁，石帅，王久鹏，张巍，尚剑洪，李勇，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21