CN114200013A - 一种接触网作业车轮对轮轴相控阵检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种接触网作业车轮对轮轴相控阵检测方法，包括如下步骤：S1检测设备、耦合剂和辅助工具的选择：S11超声相控阵设备、探头和试块；超声相控阵设备为脉冲反射式仪器，其工作频率范围为1MHz～10MHz；探头采用线性相控阵探头；试块分为校准试块、参考试块及模拟缺陷试块；S12耦合剂为机油；S13检测辅助工具包括：直尺、钢卷尺、外卡钳、计算器、擦拭纸、记号笔；S2作业车轮对的轮座镶入部位、卸荷槽部位、刹车盘座及齿座部位检测。本发明技术合理应用于大型养路机械接触网作业车车轴检测，选用合理的探头，选择最佳检测位置检测，提高检测效率，可以灵活检测单一位置，更能够一次检测就覆盖全轴位置。
Description
技术领域
本发明涉及车轴检测技术领域，尤其涉及一种接触网作业车轮对轮轴相控阵检测方法。
背景技术
现有车轴加测实物试块全部依赖于进口，成本很高，试块种类繁多，几乎每种作业车对应一种试块，造成了大量的浪费，现有试块采用全轴试块，重量大、体积大、检测部位重复，同时，现有试块型号不能覆盖全部车型轴型。
现有的检测方法在操作是，通过控制角度进行检测，但是通常需要把角度精确到0.1度，对精度要求过高，不便于实际检测操作，探头制造难，校准难，使用难，对人员技术要求高，同时，在检测时，一共需要使用六个探头，固定在六个不同位置，检测每个探头对应的检测部位；没有移动范围，大大降低了检测效率，加大了检测难度，每次检测都要重新调校探头角度；使用六个探头检测六个固定位置，虽然探头有扩散角，但检测灵敏度还是达不到检测要求，很容易造成某些部位的漏件，误检，从而导致误判。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种接触网作业车轮对轮轴相控阵检测方法。
本发明提出的一种接触网作业车轮对轮轴相控阵检测方法，包括如下步骤：
S1检测设备、耦合剂和辅助工具的选择：
S11超声相控阵设备、探头和试块；
超声相控阵设备为脉冲反射式仪器，其工作频率范围为1MHz～10MHz；探头采用线性相控阵探头；试块分为校准试块、参考试块及模拟缺陷试块；
S12耦合剂为机油；
S13检测辅助工具包括：直尺、钢卷尺、外卡钳、计算器、擦拭纸、记号笔；
S2作业车轮对的轮座镶入部位、卸荷槽部位、刹车盘座及齿座部位检测，根据实际检测条件，可在车轴端面上进行扫查，也可以在轴身扫查；
S3开工前按规定调试仪器：根据检测部位的要求联接好64:64相控阵探头；
S31调节探头扫查角度，使探头扫查范围覆盖需要检测的部位；
S32将探头置于实物试块上，调节检测灵敏度，使人工缺陷能清晰显示；
S33在此检测灵敏度基础上增益6dB，耦合0～6dB，以此作为车轴相控阵各部位检测灵敏度；
S4全轴检测:应用超声波相控阵扇形扫描成像方法，在车轴端面、轴身位置放置相控阵探头对车轴轮座镶入部进行扇形扫查记录；
S41将相控阵探头放置在轴端面检测，检测区域覆盖轴径卸荷槽、轮座镶入部、刹车盘座、轴身、齿轮座，即检测半轴实物试块上所有缺陷，轴端左右两边分别检测，即检测范围覆盖全轴；
S42将相控阵探头放置在轴身检测，检测区域覆盖轴径卸荷槽、轮座镶入部、刹车盘座、轴身、齿轮座，即检测半轴实物试块上所有缺陷，探头左右两边分别检测，即检测范围覆盖全轴；
S5单个部位检测：
S51轴径部位放置探头，可单独检测轴径卸荷槽、轮座、刹车盘，也可整体检测；
S52轴身位置放置探头，可单独检测轴径卸荷槽、轮座、刹车盘、齿轮座部位；
S6探头移动：
S61轴端移动：将探头置于涂好耦合剂的轴端面上扫查，探头均匀受力2～5N,以20～50mm/s的速度，按图方式移动，即沿圆周方向移动；
S62轴身、轴颈移动：将探头置于涂好耦合剂的轴身、轴颈上扫查，探头均匀受力2～5N,以20～50mm/s的速度，按图方式移动，即沿圆周方向移动。
优选的，所述校准试块是指用于超声相控阵检测***性能的测试及增益补偿调试的试块，本标准采用的校准试块为CSK-ⅠA试块和声束控制评定试块。
优选的，所述参考试块用于检测校准的试块，本标准采用的参考试块有PRB-Ⅰ、PRB-Ⅱ、PRB-Ⅲ、PRB-Ⅳ、PRB-Ⅴ、GD系列试块、SGB系列试块及AUT试块。
优选的，所述参考试块的外形尺寸应能代表被检工件的特征，试块厚度应与被检工件的厚度相对应，如果涉及到两种或两种以上不同厚度部件焊接接头的检测，试块的厚度应由其最大厚度来确定。
优选的，所述模拟缺陷试块用于检测工艺验证及超声相控阵横波端点衍射法测高技能验证。模拟试块应满足下列要求：
a)模拟缺陷试块一般采用电火花制作，其缺陷类型为被检工件中易出现的典型疲劳缺陷；
b)模拟缺陷试块中的缺陷位置应具有代表性。
优选的，所述超声相控阵设备是成像仪器，其显示方式分为按声程显示成像和按实际几何结构显示成像两种方式。
优选的，所述步骤S4扫描类型分为电子扫描和扇形扫描。
本发明中，所述一种接触网作业车轮对轮轴相控阵检测方法，检测实际车轴时，只要把探头分别放在两端就能全部检测，该技术合理应用于大型养路机械接触网作业车车轴检测，选用合理的探头，选择最佳检测位置检测，提高检测效率，可以灵活检测单一位置，更能够一次检测就覆盖全轴位置。
附图说明
图1为CSK-ⅠA型标准试块图；
图2为声束控制评定试块图；
图3为PRB-Ⅰ试块图；
图4为PRB-Ⅱ试块图；
图5为PRB-Ⅲ试块图；
图6为PRB-Ⅳ试块图；
图7为PRB-Ⅴ试块图；
图8为接触网车车轴半轴试块图；
图9为检测示意图；
图10为成像界面介绍图；
图11为人工缺陷能清晰显示图；
图12为滤波后图像结果图；
图13为轴端面检测图；
图14为轴身检测图；
图15为轴径部位检测图；
图16为轴身位置检测正面图；
图17为轴身位置检测背面图；
图18为探头在轴端面的扫查方式图；
图19为探头在轴身、轴颈的扫查方式图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-19，一种接触网作业车轮对轮轴相控阵检测方法包括如下步骤：
S1检测设备、耦合剂和辅助工具的选择：
S11超声相控阵设备、探头和试块；
超声相控阵设备为脉冲反射式仪器，其工作频率范围为1MHz～10MHz；探头采用线性相控阵探头；试块分为校准试块、参考试块及模拟缺陷试块；
S12耦合剂为机油；
S13检测辅助工具包括：直尺、钢卷尺、外卡钳、计算器、擦拭纸、记号笔；
S2作业车轮对的轮座镶入部位、卸荷槽部位、刹车盘座及齿座部位检测，根据实际检测条件，可在车轴端面上进行扫查，也可以在轴身扫查；
S3开工前按规定调试仪器：根据检测部位的要求联接好64:64相控阵探头；
S31调节探头扫查角度，使探头扫查范围覆盖需要检测的部位；
S32将探头置于实物试块上，调节检测灵敏度，使人工缺陷能清晰显示；
S33在此检测灵敏度基础上增益6dB，耦合0～6dB，以此作为车轴相控阵各部位检测灵敏度；
S4全轴检测:应用超声波相控阵扇形扫描成像方法，在车轴端面、轴身位置放置相控阵探头对车轴轮座镶入部进行扇形扫查记录；
S41将相控阵探头放置在轴端面检测，检测区域覆盖轴径卸荷槽、轮座镶入部、刹车盘座、轴身、齿轮座，即检测半轴实物试块上所有缺陷，轴端左右两边分别检测，即检测范围覆盖全轴；
S42将相控阵探头放置在轴身检测，检测区域覆盖轴径卸荷槽、轮座镶入部、刹车盘座、轴身、齿轮座，即检测半轴实物试块上所有缺陷，探头左右两边分别检测，即检测范围覆盖全轴；
S5单个部位检测：
S51轴径部位放置探头，可单独检测轴径卸荷槽、轮座、刹车盘，也可整体检测；
S52轴身位置放置探头，可单独检测轴径卸荷槽、轮座、刹车盘、齿轮座部位；
S6探头移动：
S61轴端移动：将探头置于涂好耦合剂的轴端面上扫查，探头均匀受力2～5N,以20～50mm/s的速度，按图方式移动，即沿圆周方向移动；
S62轴身、轴颈移动：将探头置于涂好耦合剂的轴身、轴颈上扫查，探头均匀受力2～5N,以20～50mm/s的速度，按图方式移动，即沿圆周方向移动。
本发明中，所述校准试块是指用于超声相控阵检测***性能的测试及增益补偿调试的试块，本标准采用的校准试块为CSK-ⅠA试块和声束控制评定试块。
本发明中，所述参考试块用于检测校准的试块，本标准采用的参考试块有PRB-Ⅰ、PRB-Ⅱ、PRB-Ⅲ、PRB-Ⅳ、PRB-Ⅴ、GD系列试块、SGB系列试块及AUT试块。
本发明中，所述参考试块的外形尺寸应能代表被检工件的特征，试块厚度应与被检工件的厚度相对应，如果涉及到两种或两种以上不同厚度部件焊接接头的检测，试块的厚度应由其最大厚度来确定。
本发明中，所述模拟缺陷试块用于检测工艺验证及超声相控阵横波端点衍射法测高技能验证。模拟试块应满足下列要求：
a)模拟缺陷试块一般采用电火花制作，其缺陷类型为被检工件中易出现的典型疲劳缺陷；
b)模拟缺陷试块中的缺陷位置应具有代表性。
本发明中，所述超声相控阵设备是成像仪器，其显示方式分为按声程显示成像和按实际几何结构显示成像两种方式。
本发明中，所述步骤S4扫描类型分为电子扫描和扇形扫描。
相控阵探头参数：
a)晶片参数：晶片数量、晶片宽度、晶片间隙及晶片单元宽度。
b)楔块参数：楔块尺寸、楔块角度及楔块声速。
4.8.2延时法则参数
a)晶片数量：设定延时法则使用的晶片数量。
b)晶片位置：设定激发晶片的起始位置。
c)角度参数：设定在工件中所用声束的固定角度、声束的角度范围。
d)距离参数：设定在工件中的声程或深度。
e)声速参数：设定在工件中的声速，例如横波声速、纵波声速。
f)工件厚度：设定被检工件的厚度。
g)采用聚焦声束检测时，设定聚焦声程或深度，测出焦柱尺寸。
本发明：检测设备、耦合剂和辅助工具的选择：超声相控阵设备、探头和试块；超声相控阵设备为脉冲反射式仪器，其工作频率范围为1MHz～10MHz；探头采用线性相控阵探头；试块分为校准试块、参考试块及模拟缺陷试块；耦合剂为机油；检测辅助工具包括：直尺、钢卷尺、外卡钳、计算器、擦拭纸、记号笔；作业车轮对的轮座镶入部位、卸荷槽部位、刹车盘座及齿座部位检测，根据实际检测条件，可在车轴端面上进行扫查，也可以在轴身扫查；开工前按规定调试仪器：根据检测部位的要求联接好64:64相控阵探头；调节探头扫查角度，使探头扫查范围覆盖需要检测的部位；将探头置于实物试块上，调节检测灵敏度，使人工缺陷能清晰显示；在此检测灵敏度基础上增益6dB，耦合0～6dB，以此作为车轴相控阵各部位检测灵敏度；全轴检测:应用超声波相控阵扇形扫描成像方法，在车轴端面、轴身位置放置相控阵探头对车轴轮座镶入部进行扇形扫查记录；将相控阵探头放置在轴端面检测，检测区域覆盖轴径卸荷槽、轮座镶入部、刹车盘座、轴身、齿轮座，即检测半轴实物试块上所有缺陷，轴端左右两边分别检测，即检测范围覆盖全轴；将相控阵探头放置在轴身检测，检测区域覆盖轴径卸荷槽、轮座镶入部、刹车盘座、轴身、齿轮座，即检测半轴实物试块上所有缺陷，探头左右两边分别检测，即检测范围覆盖全轴；单个部位检测：轴径部位放置探头，可单独检测轴径卸荷槽、轮座、刹车盘，也可整体检测；轴身位置放置探头，可单独检测轴径卸荷槽、轮座、刹车盘、齿轮座部位；探头移动：轴端移动：将探头置于涂好耦合剂的轴端面上扫查，探头均匀受力2～5N,以20～50mm/s的速度，按图方式移动，即沿圆周方向移动；轴身、轴颈移动：将探头置于涂好耦合剂的轴身、轴颈上扫查，探头均匀受力2～5N,以20～50mm/s的速度，按图方式移动，即沿圆周方向移动。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种接触网作业车轮对轮轴相控阵检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1检测设备、耦合剂和辅助工具的选择：
S11超声相控阵设备、探头和试块；
超声相控阵设备为脉冲反射式仪器，其工作频率范围为1MHz～10MHz；探头采用线性相控阵探头；试块分为校准试块、参考试块及模拟缺陷试块；
S12耦合剂为机油；
S13检测辅助工具包括：直尺、钢卷尺、外卡钳、计算器、擦拭纸、记号笔；
S2作业车轮对的轮座镶入部位、卸荷槽部位、刹车盘座及齿座部位检测，根据实际检测条件，可在车轴端面上进行扫查，也可以在轴身扫查；
S3开工前按规定调试仪器：根据检测部位的要求联接好64:64相控阵探头；
S31调节探头扫查角度，使探头扫查范围覆盖需要检测的部位；
S32将探头置于实物试块上，调节检测灵敏度，使人工缺陷能清晰显示；
S33在此检测灵敏度基础上增益6dB，耦合0～6dB，以此作为车轴相控阵各部位检测灵敏度；
S4全轴检测:应用超声波相控阵扇形扫描成像方法，在车轴端面、轴身位置放置相控阵探头对车轴轮座镶入部进行扇形扫查记录；
S41将相控阵探头放置在轴端面检测，检测区域覆盖轴径卸荷槽、轮座镶入部、刹车盘座、轴身、齿轮座，即检测半轴实物试块上所有缺陷，轴端左右两边分别检测，即检测范围覆盖全轴；
S42将相控阵探头放置在轴身检测，检测区域覆盖轴径卸荷槽、轮座镶入部、刹车盘座、轴身、齿轮座，即检测半轴实物试块上所有缺陷，探头左右两边分别检测，即检测范围覆盖全轴；
S5单个部位检测：
S51轴径部位放置探头，可单独检测轴径卸荷槽、轮座、刹车盘，也可整体检测；
S52轴身位置放置探头，可单独检测轴径卸荷槽、轮座、刹车盘、齿轮座部位；
S6探头移动：
S61轴端移动：将探头置于涂好耦合剂的轴端面上扫查，探头均匀受力2～5N,以20～50mm/s的速度，按图方式移动，即沿圆周方向移动；
S62轴身、轴颈移动：将探头置于涂好耦合剂的轴身、轴颈上扫查，探头均匀受力2～5N,以20～50mm/s的速度，按图方式移动，即沿圆周方向移动。
2.根据权利要求1所述的一种接触网作业车轮对轮轴相控阵检测方法，其特征在于，所述校准试块是指用于超声相控阵检测***性能的测试及增益补偿调试的试块，本标准采用的校准试块为CSK-ⅠA试块和声束控制评定试块。
3.根据权利要求1所述的一种接触网作业车轮对轮轴相控阵检测方法，其特征在于，所述参考试块用于检测校准的试块，本标准采用的参考试块有PRB-Ⅰ、PRB-Ⅱ、PRB-Ⅲ、PRB-Ⅳ、PRB-Ⅴ、GD系列试块、SGB系列试块及AUT试块。
4.根据权利要求1所述的一种接触网作业车轮对轮轴相控阵检测方法，其特征在于，所述参考试块的外形尺寸应能代表被检工件的特征，试块厚度应与被检工件的厚度相对应，如果涉及到两种或两种以上不同厚度部件焊接接头的检测，试块的厚度应由其最大厚度来确定。
5.根据权利要求1所述的一种接触网作业车轮对轮轴相控阵检测方法，其特征在于，所述模拟缺陷试块用于检测工艺验证及超声相控阵横波端点衍射法测高技能验证。模拟试块应满足下列要求：
a)模拟缺陷试块一般采用电火花制作，其缺陷类型为被检工件中易出现的典型疲劳缺陷；
b)模拟缺陷试块中的缺陷位置应具有代表性。
6.根据权利要求1所述的一种接触网作业车轮对轮轴相控阵检测方法，其特征在于，所述超声相控阵设备是成像仪器，其显示方式分为按声程显示成像和按实际几何结构显示成像两种方式。
7.根据权利要求1所述的一种接触网作业车轮对轮轴相控阵检测方法，其特征在于，所述步骤S4扫描类型分为电子扫描和扇形扫描。
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