CN103969342A - 机车轮对连杆销裂纹超声波探头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机车轮对连杆销裂纹超声波探头，包括两个有机玻璃延迟块、隔声层和两个带探伤晶片的双晶探头，隔声层竖向布置于两个有机玻璃延迟块的中间，带发射端的探伤晶片和带接收端的探伤晶片分别设于隔声层两侧的双晶探头上，在有机玻璃延迟块的两侧各附有两块铁磁体，所述有机玻璃延迟块、隔声层和铁磁体封装于探头壳体内，在该探头壳体的一侧设有连接接头。本发明机车轮对连杆销裂纹超声波探头实现机车轮对在单件、独立成品状态、组装状态即非单件和独立、不解体状态即检修时不拆卸的裂纹缺陷检测，以及对连杆销的在役在线检测、实时跟踪和监控，提高产品质量。

Description

机车轮对连杆销裂纹超声波探头
技术领域
本发明涉及探头，尤其涉及一种机车轮对连杆销裂纹超声波探头，属于探头技术领域。
背景技术
目前，国内机车轮对连杆销的无损检测是在未装配或解体即单一且独立状态的情况下，采用磁粉探伤对其表面进行缺陷检测。
机车轮对连杆销产品图纸技术要求是：对连杆销表面进行磁粉探伤检测，且不允许裂纹。现有的对连杆销无损检测工艺方法是在连杆销单件、独立的成品状态下，对检测部位进行磁粉探伤检测，而且只能检测连杆销表面的裂纹缺陷。由于在机车运营过程中，偶发轮对连杆销断裂事故；对于组装状态的轮对连杆销，由于其检测部位未外露，故采用磁粉探伤检测是无效的，为此解决连杆销裂纹的检测任务迫在眉睫。
由上可以看出，现有的对连杆销无损检测仍然存在如下缺点：
1、只能检测机车轮对连杆销在单件、独立状态的表面裂纹缺陷，不能检测机车轮对连杆销组装和未解体状态的裂纹缺陷；
2、无法实现机车轮对连杆销的在役在线检测、实时跟踪和监控。
机车轮对连杆销在热处理、机械加工及组装制造过程中，由于工艺手段不当等原因，导致连杆销R3圆弧面产生裂纹，针对连杆销裂纹的检测，如何选择恰当的无损检测方法，确定正确的无损检测方案，才能达到安全可靠的无损检测的目的。连杆销在单件、独立且表面裸露状态，采用磁粉探伤检测方法是可行且有效的；但在连杆销不解体状态即部件检修时的不拆卸和组装状态即非单件、独立及在役在线状态，由于连杆销其检测部位非肉眼可见即检测部位未外露，通过采用现有的超声波探头对机车轮对连杆销裂纹的超声波探伤检测，不能有效检出连杆销裂纹缺陷。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述种种情况下的连杆销裂纹缺陷检测，提供一种机车轮对连杆销裂纹超声波探头，有效实现了连杆销裂纹缺陷超声波探伤检测，以被检测零件的裸露部分作为超声波探伤检测的扫查面，检测出被其它零件遮盖或遮挡部位的裂纹，达到对裂纹缺陷无损探伤检测的目的；从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现：一种机车轮对连杆销裂纹超声波探头，包括两个有机玻璃延迟块、隔声层和两个带探伤晶片的双晶探头，隔声层竖向布置于两个有机玻璃延迟块的中间，带发射端的探伤晶片和带接收端的探伤晶片分别设于隔声层两侧的双晶探头上，在有机玻璃延迟块的两侧各附有两块铁磁体，所述有机玻璃延迟块、隔声层和铁磁体封装于探头壳体内，在该探头壳体的一侧设有连接接头。
作为一种优选方式，所述探伤晶片倾斜设置，其倾斜角度为2°-16°。
作为进一步优选方式，所述探伤晶片与连杆销轴线方向倾斜 1°-8°。
作为一种优选方式，双晶探头的探头焦距为3mm-20mm。
作为一种优选方式，有机玻璃延迟块的厚度为2mm-7mm。
作为一种优选方式，隔声层的厚度为0.5mm～1mm。
本发明中部分零件的作用如下：
探伤晶片及其角度和探头焦距：探伤晶片为两个，其中一个用于发射声波，另外一个用于接受声波，除双晶探头的两个晶片都倾斜2°-16°外，同时还将两个晶片设定与连杆销轴线方向倾斜 1°-4°的角度；改变探头晶片的倾斜角，即可改变两个晶片主声束交点即焦距的位置和覆盖区的大小，以便达到了有效检测连杆销裂纹缺陷的目的。
倾斜角越大检测面愈近，覆盖区越短粗，探测厚度越小；倾斜角愈小，交点离探测面愈窄长，探测厚度越大；为此，确定连杆销超声波探头中的发射晶片和接收晶片的焦距大小，是以连杆销裂纹深度范围而设定的。我们在两个晶片设定与连杆销轴线方向倾斜 1°-8°的角度的基础上，同时将探头焦距设定在5mm-15mm范围内，即可达到对波束交叉覆盖区及探伤区域裂纹缺陷的高灵敏度检测的目的。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明机车轮对连杆销裂纹超声波探头结构简单、合理，具备如下优点：
1、实现机车轮对在单件、独立成品状态、组装状态即非单件和独立、不解体状态即检修时不拆卸的裂纹缺陷检测；
2、实现机车轮对连杆销的在役在线检测、实时跟踪和监控；
3、实现机车轮对连杆销表面及内部缺陷检测，同时对改进工艺、提高产品质量，提供可靠依据；
4、降低机车检修成本，缩短机车检修周期，确保机车轮对的质量，提高机车运用的可靠性和安全性。
附图说明
图1是本发明机车轮对连杆销裂纹超声波探头的结构示意图；
图2为图1的A-A剖面示意图。
图中：1-探头壳体， 2-有机玻璃延迟块， 3-铁磁体， 4-隔声层， 5-探伤晶片， 6-双晶探头， 7-连接接头。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。
如图1、2所示，本发明机车轮对连杆销裂纹超声波探头包括两个有机玻璃延迟块2、隔声层4和两个带探伤晶片5的双晶探头6。隔声层4竖向布置于两个有机玻璃延迟块2的中间，带发射端的探伤晶片和带接收端的探伤晶片分别设于隔声层两侧的双晶探头上，在有机玻璃延迟块2的两侧各附有两块铁磁体3，所述有机玻璃延迟块2、隔声层4和铁磁体3封装于探头壳体1内；在该探头壳体1的一侧设有用于探头扫查与导杆连接的连接接头7。连接接头7在连杆销在役在线检测时，起到了探头与导杆的连接作用，保证探头在连杆销狭小空间有序的移动扫查轨迹。
在探头的两个有机玻璃延迟块的中间布置的隔声层，是为了防止发射声波直接串入接收晶片，并阻止探头发射晶片和接收晶片的相互干扰，为此探头隔声层的厚度为0.8mm范围最佳。
在连杆销探头中由于双晶探头的发射和接收是分开的，并且使用了延伸块，所以大大减小了探测盲区，同时更利于连杆销近距离的裂纹缺陷检测。根据连杆销结构及裂纹特征，有机玻璃延迟块的厚度为4mm。
所述探伤晶片倾斜设置，其倾斜角度为5°；所述探伤晶片与连杆销轴线方向倾斜 3°。从而达到了有效检测连杆销裂纹缺陷的目的。
双晶探头的探头焦距为3mm-20mm；可达到对波束交叉覆盖区及探伤区域裂纹缺陷的高灵敏度检测的目的。
另外，在连杆销在役在线超声波探伤检测操作时，由于探伤操作的空间狭小，超声波探头在连杆销圆柱面的圆周方向及轴向不能有序进行扫查，为保证探头能吸附在连杆销工件的扫查面上，从而达到良好的耦合状态和扫查移动轨迹，以不同规格型号连杆销的材质和表面粗糙度，来设定铁磁体吸附力的大小，吸附力与手工超声波探伤时施加探头上的压力相当，其吸附力为0.1kgf～0.5kgf范围，即可达到良好的耦合状态和有序的扫查移动轨迹。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机车轮对连杆销裂纹超声波探头，其特征在于：包括两个有机玻璃延迟块、隔声层和两个带探伤晶片的双晶探头，隔声层竖向布置于两个有机玻璃延迟块的中间，带发射端的探伤晶片和带接收端的探伤晶片分别设于隔声层两侧的双晶探头上，在有机玻璃延迟块的两侧各附有两块铁磁体，所述有机玻璃延迟块、隔声层和铁磁体封装于探头壳体内，在该探头壳体的一侧设有连接接头。
2.如权利要求1所述的机车轮对连杆销裂纹超声波探头，其特征在于：所述探伤晶片倾斜设置，其倾斜角度为2°-16°。
3.如权利要求2所述的机车轮对连杆销裂纹超声波探头，其特征在于：所述探伤晶片与连杆销轴线方向倾斜 1°-8°。
4.如权利要求1所述的机车轮对连杆销裂纹超声波探头，其特征在于：双晶探头的探头焦距为3mm-20mm。
5.如权利要求1所述的机车轮对连杆销裂纹超声波探头，其特征在于：有机玻璃延迟块的厚度为2mm-7mm。
6.如权利要求1所述的机车轮对连杆销裂纹超声波探头，其特征在于：隔声层的厚度为0.5mm～1mm。
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