优化实心车轴端部检测盲区的方法技术

本发明专利技术涉及车轴检测领域，尤其是优化实心车轴端部检测盲区的方法。该方法的步骤包括：（a）建立近距检测模型；（b）通过所述模型确定直射技术声束极限水平投影距离；（c）将直射技术声束极限水平投影距离与轴端至轮座前肩距离对比；（d）根据对比情况选择直射技术或变型波技术；（e）在直射技术或变型波技术下，通过声束水平投影距离与轴端至轮座前肩距离对比，确定探头最大纵波折射角；（f）在最大纵波折射角内选择合适的探头折射角；（g）设定合适的灵敏度，以实施超声波检测。本发明专利技术可对各类型实心车轴在役缺陷进行端部扫查。本发明专利技术可有效提高实心车轴端部超声波检测的检测范围和效果。

【技术实现步骤摘要】
优化实心车轴端部检测盲区的方法
本专利技术涉及车轴检测领域，尤其是优化实心车轴端部检测盲区的方法。
技术介绍
轨道交通装备中，实心车轴是走行部分的重要零部件，其质量直接影响了列车运行的安全性和稳定性。列车运行、转弯及制动过程中，承受着复杂的应力作用，在车轮和车轴连接的部位（通常称为压装部位或车轴镶入部）所受的交变载荷更加明显，因此容易产生在役缺陷。针对在役缺陷，常规的检测方法是退卸车轮后磁粉检测或不退卸车轮，使用超声波在车轴外圆周进行检测。然而，以上检测需去除漆层方可实施，这是因为漆层的存在，一定程度上影响了磁粉检测和外圆周超声波扫查的可实施性和检测结果的可靠性。但检测前去除漆层、检测后再次涂装大大增加了检修的时间，为提高检修效率，故从实心车轴端部检测在役缺陷。通常，该部位在役缺陷存在于距外缘10mm～35mm的区域。由于实心车轴端部存在中心孔和螺纹孔，实际扫查区域较小，受其影响，端部超声波检测时，压装部位存在不可预料的盲区。并且轨道交通装备实心车轴类型繁多，结构、尺寸均不同，针对各类型实心车轴在役缺陷的端部检测盲区，尚无切实有效及通用的控制方法。
技术实现思路
为了克服现有的车轴检测有盲区无法检测的不足，本专利技术提供了优化实心车轴端部检测盲区的方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种优化实心车轴端部检测盲区的方法，该方法的步骤为：（a）建立近距检测模型；（b）通过所述模型确定直射技术声束极限水平投影距离；（c）将直射技术声束极限水平投影距离与轴端至轮座前肩距离对比；（d）根据对比情况选择直射技术或变型波技术；（e）在直射技术或变型波技术下，通过声束水平投影距离与轴端至轮座前肩距离对比，确定探头最大纵波折射角；（f）在最大纵波折射角内选择合适的探头折射角；（g）设定合适的灵敏度，以实施超声波检测。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述确定直射技术声束极限水平投影距离的具体步骤为：以螺纹孔外端与轴颈外圆中心线的交点为基准，作一条与斜向圆弧相切的直线，该直线与轮座外端交于一点，该点至轴颈端部的距离即为直射技术声束极限水平投影距离L，在近距检测模型中量取折射角，通过公式1计算L；公式1：式中：L——直射波技术中声束极限水平投影距离；A——轴颈直径；B——轮座直径；b——螺纹孔外端至轴颈外端的距离；β——直射波技术中声束的折射角。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述选择直射技术或变型波技术的具体步骤为，通过直射技术声束极限水平投影距离L和轴颈端部至轮座前肩距离的差值C确定技术类型，当L-C≤20时选择直射技术，当L-C>20选用变型波技术。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述确定探头最大纵波折射角的具体步骤为：以中心孔外端与轴颈外圆中心线的交点为基准，作一条与螺纹孔圆弧外端相交的直线，该直线与轴颈外圆相交于一点，该点至轴颈端部的距离即为取最大纵波折射角时纵波声束在水平的投影距离；以该点位基准，作一条横波反射线，与另一侧轮座外端的延长线交于一点，该点至反射点的水平投影距离即为取最大纵波折射角时反射横波声束在水平的投影距离；在近距检测模型中量取最大纵波折射角βl，通过公式4计算出最大纵波折射角时纵波声束在水平的投影距离，通过公式5计算出最大纵波折射角时声束在轴颈外端的横波反射角，通过公式6计算出最大纵波折射角时反射横波声束在水平的投影距离；公式4：式中：L0——变型波技术中取最大纵波折射角时纵波声束在水平的投影距离；a——中心孔外端（近轴颈外端侧）至轴颈外端的距离；βl——变型波技术中最大纵波折射角；公式5：式中：βl——变型波技术中最大纵波折射角；βs——变型波技术中取最大纵波折射角时声束在轴颈外端的横波反射角；Cl——纵波声速；Cs——横波声速；公式6：式中：S0——变型波技术中取最大纵波折射角时反射横波声束在水平的投影距离；A——轴颈直径；B——轮座直径；βs——变型波技术中取最大纵波折射角时声束在轴颈外端的横波反射角；以变型波技术中最大纵波折射角βl为基准，按0.5°递减，根据公式7、公式8、公式9、公式10确定变型波技术中满足检测要求的探头折射角；公式7：式中：Lx——变型波技术中纵波声束在水平的投影距离；a——中心孔外端（近轴颈外端侧）至轴颈外端的距离；βlx——变型波技术中纵波折射角；公式8：式中：βlx——变型波技术中纵波折射角；βsx——变型波技术中声束在轴颈外端的横波反射角；Cl——纵波声速；Cs——横波声速；公式9：式中：Sx——变型波技术中横波声束在水平的投影距离；A——轴颈直径；B——轮座直径；βsx——变型波技术中声束在轴颈外端的横波反射角；公式10：式中：Lx——变型波技术中纵波声束在水平的投影距离；Sx——变型波技术中横波声束在水平的投影距离；C——轴颈端部至轮座前肩的距离。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述设定合适的灵敏度的具体步骤为：在大于所述Lx+Sx的10mm~25mm位置的轮座外圆上加工若干深度为1+0.1-0.2mm、宽度均≤0.2mm的等深型人工缺陷，以此作为反射体；使用纵波斜探头进行扫查，将所述反射体的最大反射信号调至荧光屏垂直刻度的80%，在此基础上增益若干分贝值，包含耦合补偿、声程衰减补偿及声束干扰补偿，作为检测灵敏度。本专利技术的有益效果是，本专利技术可对各类型实心车轴在役缺陷进行端部扫查。本专利技术可有效提高实心车轴端部超声波检测的检测范围和效果。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的流程图；图2是本专利技术的近距检测模型的结构示意图；图3是本专利技术在进行实心车轴端部检测时的状态示意图；图4是本专利技术在确定直射技术极限值时的参数示意图；图5是本专利技术在确定变型波技术时的参数示意图；图中1.轴颈，2.中心孔，3.螺纹孔，4.轮座。具体实施方式图1是本专利技术的流程图，图2是本专利技术的近距检测模型的结构示意图，图3是本专利技术在进行实心车轴端部检测时的状态示意图，图4是本专利技术在确定直射技术极限值时的参数示意图，图5是本专利技术在确定变型波技术时的参数示意图。一种优化实心车轴端部检测盲区的方法，该方法的步骤为：（a）建立近距检测模型；（b）通过所述模型确定直射技术声束极限水平投影距离；（c）将直射技术声束极限水平投影距离与轴端至轮座4前肩距离对比；（d）根据对比情况选择直射技术或变型波技术；（e）在直射技术或变型波技术下，通过声束水平投影距离与轴端至轮座4前肩距离对比，确定探头最大纵波折射角；（f）在最大纵波折射角内选择合适的探头折射角；（g）设定合适的灵敏度，以实施超声波检测。确定直射技术声束极限水平投影距离的具体步骤为：以螺纹孔3外端与轴颈1外圆中心线的交点为基准，作一条与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种优化实心车轴端部检测盲区的方法，其特征是，该方法的步骤为：/n（a）建立近距检测模型；/n（b）通过所述模型确定直射技术声束极限水平投影距离；/n（c）将直射技术声束极限水平投影距离与轴端至轮座前肩距离对比；/n（d）根据对比情况选择直射技术或变型波技术；/n（e）在直射技术或变型波技术下，通过声束水平投影距离与轴端至轮座前肩距离对比，确定探头最大纵波折射角；/n（f）在最大纵波折射角内选择合适的探头折射角；/n（g）设定合适的灵敏度，以实施超声波检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种优化实心车轴端部检测盲区的方法，其特征是，该方法的步骤为：
（a）建立近距检测模型；
（b）通过所述模型确定直射技术声束极限水平投影距离；
（c）将直射技术声束极限水平投影距离与轴端至轮座前肩距离对比；
（d）根据对比情况选择直射技术或变型波技术；
（e）在直射技术或变型波技术下，通过声束水平投影距离与轴端至轮座前肩距离对比，确定探头最大纵波折射角；
（f）在最大纵波折射角内选择合适的探头折射角；
（g）设定合适的灵敏度，以实施超声波检测。


2.根据权利要求1所述的优化实心车轴端部检测盲区的方法，其特征是，所述确定直射技术声束极限水平投影距离的具体步骤为：以螺纹孔外端与轴颈外圆中心线的交点为基准，作一条与斜向圆弧相切的直线，该直线与轮座外端交于一点，该点至轴颈端部的距离即为直射技术声束极限水平投影距离L，在近距检测模型中量取折射角，通过公式1计算L；
公式1：
式中：L——直射波技术中声束极限水平投影距离；A——轴颈直径；B——轮座直径；b——螺纹孔外端至轴颈外端的距离；β——直射波技术中声束的折射角。


3.根据权利要求2所述的优化实心车轴端部检测盲区的方法，其特征是，所述选择直射技术或变型波技术的具体步骤为，通过直射技术声束极限水平投影距离L和轴颈端部至轮座前肩距离的差值C确定技术类型，当L-C≤20时选择直射技术，当L-C>20选用变型波技术。


4.根据权利要求1所述的优化实心车轴端部检测盲区的方法，其特征是，所述确定探头最大纵波折射角的具体步骤为：以中心孔外端与轴颈外圆中心线的交点为基准，作一条与螺纹孔圆弧外端相交的直线，该直线与轴颈外圆相交于一点，该点至轴颈端部的距离即为取最大纵波折射角时纵波声束在水平的投影距离；以该点位基准，作一条横波反射线，与另一侧轮座外端的延长线交于一点，该点至反射点的水平投影距离即为取最大纵波折射角时反射横波声束在水平的投影距离；在近距检测模型中量取最大纵波折射角βl，通过公式4计算出最大纵波折射角时纵波声束在水平的投影距离，通过公式5计...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，桑颈鹏，杨华，刘春，郑霖，徐敏，屈婧，沈永青，张国海，
申请(专利权)人：中车常州车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32