一种自动检测钢轨焊缝缺陷的探伤小车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自动检测钢轨焊缝缺陷的探伤小车，由小车车体、伺服子系统、探伤子系统、电气控制子系统和电源五部分组成；伺服子系统包括对中机构和喷淋耦合机构，对中机构用于调整超声波探轮相对于钢轨顶面的位置；探伤子系统用于对钢轨实现全方位探伤，包括超声波探轮、探轮驱动电机和多通道高速超声波数据采集卡，每个超声波探轮内设有2个TR探头和6个65

【技术实现步骤摘要】
一种自动检测钢轨焊缝缺陷的探伤小车


[0001]本技术属于铁路钢轨缺陷检测
，特别是涉及一种自动检测钢轨焊缝缺陷的探伤小车。

技术介绍

[0002]钢轨是机车车辆运行的基础，其状态的好坏直接关系到铁路运输的安全。钢轨从金属原料通过冶炼、压力加工和铸造加工等过程才得以加工成型，虽然目前生产工艺已经十分发达，但在生产过程中难免在钢轨构件内部或表面产生细微的损伤。另外，由于钢轨对列车运行具有导向作用，轮轨之间复杂的作用力，以及气候和其他因素对钢轨受力的影响，使钢轨产生压缩、伸长、弯曲、扭转、压溃、磨损或断裂等损伤，对车辆的安全运行构成很大的威胁。
[0003]在钢轨探伤领域对焊缝的探测较少，完全取代人工进行探伤自动化作业的设备更鲜有应用。因此，利用超声波检验技术开发一套双轨超声探伤小车，实现自动检测出轨头和轨腰内部的缺陷、自动定位焊缝并对焊缝部位进行全断面探伤功能，这种小车的检修方式，符合《交通强国先行规划纲要》和《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》中的“智能检测监测”要求，是未来智能运维的方向。

技术实现思路

[0004]本技术为解决现有技术存在的问题，提供了一种自动检测钢轨焊缝缺陷的探伤小车，该小车设备的探伤范围覆盖钢轨焊缝区域，实现钢轨全方位探伤，能够完全替代探伤工相应工作；设备属于工器具类，不受工程车辆限界约束，也不会对轨道信号设施带来影响，可在所有管辖范围内的线路上使用；设备可从站台里取出进行快速组装，实现线路的快速检测，不需要全路天窗点进行检测。
[0005]本技术是这样实现的，一种自动检测钢轨焊缝缺陷的探伤小车，由小车车体、伺服子系统、探伤子系统、电气控制子系统和电源五部分组成；
[0006]所述伺服子系统设置两个，呈对称设置在小车车体左右两侧；所述伺服子系统包括对中机构和喷淋耦合机构，所述对中机构安装在小车车体上，对中机构用于调整探伤子系统的超声波探轮相对于钢轨顶面的位置，保证超声波探轮与钢轨顶面对中和耦合良好，确保超声波的无损传播；所述喷淋耦合机构包括耦合液箱、喷淋泵、连接管和喷头，所述耦合液箱安装在小车车体上，所述耦合液箱的出口通过连接管与喷淋泵的入口连接，所述喷淋泵的出口通过连接管与喷头连接，所述喷头安装在对中机构上；
[0007]所述探伤子系统用于对钢轨实现全方位探伤，所述探伤子系统包括超声波探轮、探轮驱动电机和多通道高速超声波数据采集卡，所述超声波探轮安装在对中机构上，通过对中机构使每个超声波探轮与钢轨轨顶表面保持良好的耦合，所述探轮驱动电机驱动超声波探轮转动，每个所述超声波探轮均对应至少一个喷头，每个所述超声波探轮内设置有2个TR探头和6个65
°
探头，所述多通道高速超声波数据采集卡安装在小车车体上，所述超声波
探轮与多通道高速超声波数据采集卡电连接；
[0008]所述电气控制子系统包括操作盒和工控机，所述操作盒和工控机安装在小车车体上，所述操作盒用于控制探伤小车前进后退，实现探伤小车的走行；所述工控机分别与伺服子系统、探伤子系统相连，用于控制伺服子系统、探伤子系统工作，实现对中伺服、喷淋耦合和探伤控制，并接收探伤数据；
[0009]所述电源安装在小车车体上，用于为伺服子系统、探伤子系统、电气控制子系统供电。
[0010]优选的，所述对中机构包括探测框架、调节螺杆、螺母、探轮移动架和顶紧装置，所述探测框架安装在小车车体上，所述调节螺杆穿过探测框架与螺母螺纹连接，所述螺母安装在探轮移动架上，所述超声波探轮安装在探轮移动架上；所述顶紧装置安装在探测框架上，当螺母运动到某一位置时，顶紧装置与螺母顶紧。
[0011]进一步优选的，所述调节螺杆的顶端设置有调节手轮，调节螺杆的底端设置有限位块。
[0012]优选的，所述探轮驱动电机安装在超声波探轮的轮轴处，所述探轮驱动电机的输出端与超声波探轮的轮轴连接。
[0013]优选的，所述伺服子系统还包括导向轮和导向犁，每个所述对中机构沿钢轨方向的前后侧均设置有导向轮和导向犁，所述导向轮和导向犁均与钢轨轨顶踏面接触，所述导向轮用于为超声波探轮提供引导，保护轮皮柔软的超声波探轮，所述导向犁用于为超声波探轮清理钢轨上的杂物。
[0014]优选的，每个对中机构上设置两个超声波探轮，两个超声波探轮沿钢轨方向前后设置。
[0015]优选的，所述小车车体包括车体主框架、前桥总成和后桥总成，所述前桥总成和后桥总成分别位于车体主框架底部的前侧和后侧，用于使探伤小车在被检钢轨上走行，所述车体主框架用于为伺服子系统、探伤子系统和电气控制子系统提供搭载平台。
[0016]本技术具有的优点和积极效果是：
[0017]本技术的自动检测钢轨焊缝缺陷的探伤小车可在钢轨上电动运行，通过激发一定频率的超声波，自动检测出轨头和轨腰内部的缺陷；双轨双轮检测速度达15km/h，相比人工检测，钢轨母材检测速度快，探伤检出率高，探伤效率提高10倍，采用钢轨探伤小车可节约50％的探伤人力。
附图说明
[0018]图1是本技术实施例提供的探伤小车的结构示意图；
[0019]图2是本技术实施例提供的伺服子系统和探伤子系统配合的结构示意图；
[0020]图3是本技术实施例提供的超声波探轮内探头布置的结构示意图。
[0021]图中：1、车体主框架；2、前桥总成；3、后桥总成；4、探测框架；5、调节螺杆；6、螺母；7、探轮移动架；8、顶紧装置；9、调节手轮；10、导向轮；11、导向犁；12、超声波探轮；13、探轮驱动电机；14、TR探头；15、65
°
探头；16、操作盒；17、工控机；18、电源；19、耦合液箱；20、喷头。
具体实施方式
[0022]为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
[0023]请参阅图1～图3，本技术的实施例提供一种自动检测钢轨焊缝缺陷的探伤小车，由小车车体、伺服子系统、探伤子系统、电气控制子系统和电源五部分组成。
[0024]所述小车车体包括车体主框架1、前桥总成2和后桥总成3，所述前桥总成2和后桥总成3分别位于车体主框架1底部的前侧和后侧，用于使探伤小车在被检钢轨上走行，所述车体主框架1用于为伺服子系统、探伤子系统和电气控制子系统提供搭载平台。前桥总成2和后桥总成3用于为小车车体提供轨道作业行走的动力，驱动探伤小车沿钢轨表面运动。
[0025]所述伺服子系统设置两个，呈对称设置在小车车体左右两侧；所述伺服子系统包括对中机构和喷淋耦合机构，所述对中机构安装在小车车体上，对中机构用于调整探伤子系统的超声波探轮12相对于钢轨顶面的位置，保证超声波探轮12与钢轨顶面对中和耦合良好，确保超声波的无损传播；所述喷淋耦合机构包括耦合液箱19、喷淋泵、连接管和喷头20，所述耦合液箱19安装在小车车体上，所述耦合液箱19的出口通过连接管与喷淋泵的入口连接，所述喷淋泵的出口通过连接管与喷头20连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动检测钢轨焊缝缺陷的探伤小车，其特征在于，由小车车体、伺服子系统、探伤子系统、电气控制子系统和电源五部分组成；所述伺服子系统设置两个，呈对称设置在小车车体左右两侧；所述伺服子系统包括对中机构和喷淋耦合机构，所述对中机构安装在小车车体上，对中机构用于调整探伤子系统的超声波探轮相对于钢轨顶面的位置；所述喷淋耦合机构包括耦合液箱、喷淋泵、连接管和喷头，所述耦合液箱安装在小车车体上，所述耦合液箱的出口通过连接管与喷淋泵的入口连接，所述喷淋泵的出口通过连接管与喷头连接，所述喷头安装在对中机构上；所述探伤子系统用于对钢轨实现全方位探伤，所述探伤子系统包括超声波探轮、探轮驱动电机和多通道高速超声波数据采集卡，所述超声波探轮安装在对中机构上，通过对中机构使每个超声波探轮与钢轨轨顶表面保持良好的耦合，所述探轮驱动电机驱动超声波探轮转动，每个所述超声波探轮均对应至少一个喷头，每个所述超声波探轮内设置有2个TR探头和6个65
°
探头，所述多通道高速超声波数据采集卡安装在小车车体上，所述超声波探轮与多通道高速超声波数据采集卡电连接；所述电气控制子系统包括操作盒和工控机，所述操作盒和工控机安装在小车车体上，所述操作盒用于控制探伤小车前进后退，实现探伤小车的走行；所述工控机分别与伺服子系统、探伤子系统相连，用于控制伺服子系统、探伤子系统工作，实现对中伺服、喷淋耦合和探伤控制，并接收探伤数据；所述电源安装在小车车体上，用于为伺服子系统、探伤子系统、电气控制子系统供电。2.根据权利要求1所述的自动检测钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：李毅，刘红娇，张磊，刘洋，胡自昂，张忠江，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，
类型：新型
国别省市：