一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置及探伤方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及钢轨超声波探伤技术领域，尤其是涉及一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置及探伤方法，包括底座4为空腔长方体，底座4内腔并列安装转盘A5和转盘B13，转盘A5底部设置转盘手柄11；转盘A5和转盘B13之间设置编码轴14，且转盘A5和转盘B13分别与编码轴14啮合；转盘A5和转盘B13空腔内分别设有探头模块6，所述探头模块6底面通过弹簧17与底板15连接，解决现有的轨底圆弧伤损扫查装置及探伤方法的扫查范围较小，无旋转角度量值、不利于探伤质量管理，伤损位置判读难度大，只能单方向扫查等问题。等问题。等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置及探伤方法


[0001]本专利技术涉及钢轨超声波探伤
，尤其是涉及一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置及探伤方法。

技术介绍

[0002]目前，铁路多为无缝线路，钢轨上存在着大量的焊缝。因焊接工艺等因素，在轨底圆弧处易形成溢流飞边，造成此处应力集中，在列车长期动载作用下形成疲劳源，并逐步向钢轨内部发展形成横向疲劳裂纹。该伤损若不能及时发现，就会造成断轨事故、影响行车安全。
[0003]例如，中国技术专利202223414081.9公开了钢轨焊缝轨底上圆弧伤损扫查装置，如图1~2所示，使用方法为将该单探头扫查装置顶面与轨底底面贴合、磁吸固定，并拨动转盘手柄调整探头的扫查角度，观察超声波探伤仪的波形显示，读取标尺上的探头旋转角度，人工判断伤损的情况。该方法中，探头放置于轨底面中心处、并作旋转扫查，探头的旋转角度为α，
‑
30
°
≤α≤30
°
，探头旋转角度有限，单个探头扫查的范围较小；人工读取探头旋转角度和伤波的声程，易造成圆弧伤损位置判断误差；单个探头旋转扫查只能对伤损进行单方向探测，无法对伤损进行校对和复核；单探头旋转扫查时，探头居轨底底面中心放置，但该位置不是轨底圆弧伤损最佳扫查位置，伤损偏离轨中心越远扫查效果越差，当伤损偏离轨中心达30mm时，就会有漏检风险；该装置使用中，需要人工读取标尺尺寸角度来判断扫查位置，存在判伤难度大、对作业人员技术要求高的问题；由于缺失探头旋转角度信息，无法进行作业数据回放和作业质量评估。
[0004]因此，钢轨焊缝轨底圆弧伤损危害性高、探伤难度大，亟需研发一种操作简单、扫查范围大、作业效率高、加固焊缝也能使用的扫查装置和方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置及探伤方法，解决现有的轨底圆弧伤损扫查装置及探伤方法的扫查范围较小、无旋转角度数值、不利于探伤质量管理、伤损位置判读难度大、只能单方向扫查等问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置，包括底座内腔并排安装转盘A和转盘B，转盘A底部设置转盘手柄；转盘A和转盘B之间设置编码轴，且转盘A和转盘B分别与编码轴啮合；转盘A和转盘B空腔内分别设有探头模块，探头模块底面通过弹簧与底板连接。
[0007]进一步的，底座上表面嵌有磁铁；底座通过底座连杆连接定位板，底座连杆上安装有把手，定位板下部开设有长孔，转盘手柄贯穿长孔。
[0008]进一步的，转盘A和转盘B为中空圆柱结构,转盘A、转盘B和编码轴均镶嵌安装于底座。
[0009]进一步的，探头模块分别镶嵌安装于转盘A和转盘B内腔，且其探头的折射角为65
‑
70
°
。
[0010]进一步的，转盘A通过拨动转盘手柄实现旋转，转盘A通过啮合的编码轴与转盘B进行联动旋转，且联动旋转角度为α，
‑
40
°
≤α≤40
°
。
[0011]进一步的，编码轴底部内腔安装有径向充磁结构的磁铁A，磁铁A下方设置编码器。
[0012]进一步的，底座连杆为中空结构，底座连杆内套设探头连线和编码器连线。
[0013]进一步的，长孔处设有标尺，长孔中心与探头模块中心位于同一轴线，标尺刻度以长孔的中心线为轴对称设置。
[0014]进一步的，所述一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置的探伤方法，包括：步骤S1：在探头模块表面滴加超声耦合液，将扫查装置磁力吸附安装于钢轨轨底底面；安装时，以扫查装置定位板的右沿为扫查基准端抵接焊缝焊筋边沿，通过探头连线把所述探头模块与超声波探伤仪连接，通过编码器连线把编码器与超声波探伤仪连接；步骤S2：所述探头模块的探头从轨底底面由下向上扫查，通过拨动转盘手柄联动调整所述探头模块的旋转角度，观察超声波探伤仪的波形显示；步骤S3：超声波探伤仪出现波形时，根据出波的位置和幅度大小，确认伤损；通过超声波探伤仪的出波位置读出伤波的声程，通过标尺或仪器读出探头旋转角度α；步骤S4：根据伤波声程、探头旋转角度α、探头折射角β来确定伤损位置。
[0015]进一步的，步骤S4中确定伤损位置的计算步骤具体包括：（1）计算伤损高度：钢轨上圆弧伤损距离轨底的高度用H表示，H=S
·
cos (β)，其中S表示伤波声程， β表示探头折射角；（2）计算伤损纵向距离：在轨底面投影面、伤损距探头入射点纵向距离用M表示，M= S
·
sin (β)
·
cos (α) ，其中α表示探头旋转角度；（3）计算伤损横向距离：在轨底面投影面、伤损距探头入射点横向距离用N表示，N= S
·
sin(β)
·
sin (α)。
[0016]与现有技术相比，本专利技术提供的的有益效果如下：1、本专利技术提供的一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置及探伤方法，具有两组探头模块，两组探头模块联动旋转，探伤的范围更大，作业效率更高。
[0017]2、本专利技术提供的一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置及探伤方法，在转盘中间设置啮合的编码轴，编码轴旋转能够带动磁铁的磁场发生变化，使编码器感知探头旋转角度数值，不需要人工观察读取，提高了作业效率。
[0018]3、本专利技术提供的一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置及探伤方法，通过编码器线将编码器与超声波探伤仪连接，超声波探伤仪根据编码器读取的数值进行自动计算并生成图像，便于工作人员进行作业数据回放和作业质量评估。
[0019]4、本专利技术提供的一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置及探伤方法，一次扫查即可对同一位置进行两次探测，能够对伤损位置进行校对和复核，操作简单，减少了探伤工作中漏检伤损的风险。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的优选实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还包括根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为钢轨焊缝轨底圆弧伤损示意图；图2为
技术介绍
中伤损扫查装置的结构示意图；图3为本专利技术一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置的轴线剖视图；图4为本专利技术一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置的立体图；图5为本专利技术一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置的使用放置主视图；图6为图5中P处放大图；图7为本专利技术一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置的扫查截面图；图8为本专利技术一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置的扫查原理图；图9为图3中编码轴的立体图；图10为图3中转盘的立体图；图中标号：1
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钢轨；2
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焊缝焊筋；3
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圆弧伤损；4
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底座；5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置，其特征在于：包括底座（4）内腔并排安装转盘A（5）和转盘B（13），转盘A（5）底部设置转盘手柄（11）；转盘A（5）和转盘B（13）之间设置编码轴（14），且转盘A（5）和转盘B（13）分别与编码轴（14）啮合；转盘A（5）和转盘B（13）空腔内分别设有探头模块（6），探头模块（6）底面通过弹簧（17）与底板（15）连接。2.根据权利要求1所述的一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置，其特征在于：底座（4）上表面嵌有磁铁（12），底座（4）通过底座连杆（10）连接定位板（7），底座连杆（10）上安装有把手（8），定位板（7）下部开设有长孔（16），转盘手柄（11）贯穿长孔（16）。3.根据权利要求1所述的一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置，其特征在于：转盘A（5）和转盘B（13）为中空圆柱结构，转盘A（5）、转盘B（13）和编码轴（14）均镶嵌安装于底座（4）。4.根据权利要求1所述的一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置，其特征在于：所述探头模块（6）分别镶嵌安装于转盘A（5）和转盘B（13）内腔,且其探头的折射角为65
‑
70
°
。5.根据权利要求1所述的一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置，其特征在于：所述转盘A（5）通过拨动转盘手柄（11）实现旋转，转盘A（5）通过啮合的编码轴（14）与转盘B（13）进行联动旋转，且联动旋转角度为α，
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40
°
≤α≤40
°
。6.根据权利要求1所述的一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置，其特征在于：编码轴（14）底部内腔安装有径向充磁结构的磁铁A（18），磁铁A（18）下方设置编码器（19）。7.根据权利要求2所述的一种双探头钢轨焊缝轨底圆弧伤损扫查装置，其特征在于：底座连杆（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵胤波，王海平，张华，郑景海，马君霞，张朝阳，张成果，赵荻，武欣娜，薛塞北，
申请(专利权)人：邢台超拓科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：