专利名称：轨道车辆不落轮超声波车轮自动探伤机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属车轮探伤设备，尤其是一种用于轨道车辆的无需落轮自 动进行超声波车轮探伤的设备。
技术背景 轨道车辆的车轮在使用中，金属内部会产生疲劳裂纹，影响行车安全，因此必须定 期进行超声波探伤。现有探伤方式有两类，一类是将车轮从车辆上拆下后探伤，即落轮探 伤，另一类是对装在车辆上的车轮直接探伤，即不落轮探伤。显而易见后者在效率、成本、及 时性等方面优于前者。目前中国国内尚没有公知的不落轮探伤设备，国外已有此类设备，但 国外的不落轮探伤设备仅配备一套探头送进单元，其探头是轮辋探头、踏面探头一体式，体 积较大，很难通过车辆底盘下狭小曲折的空间将探头送进到车轮处。因此国外设备只能用 于特定的高底盘车型。在国内车型，特别是各型铁路高速列车和各型铁路动车中无法通用。 在国内轨道交通高速化进程迅速推进的背景下，没有适当的不落轮车轮探伤设备已成为高 速轨道交通安全保障的重大技术障碍。
发明内容本实用新型的目的是提供一种新结构的不落轮车轮探伤设备，使其能够通用于国 内各型轨道车辆，特别是各型铁路高速列车和各型铁路动车车轮的不落轮探伤。为实现这个目的，本实用新型所采取的技术方案如下这种轨道车辆不落轮超声 波车轮自动探伤机由探头、行走底盘、托轮转轮机构、踏面探头送进机构、轮辋探头送进机 构、动力驱动机构、液压系统、控制系统组成。其特征是探头为分体式，分为1个踏面探头和 2个轮辋探头；托轮转轮机构的基体是1个升降台，升降台通过升降台油缸连接在带有行走 轮的行走底盘上方，在升降台油缸的推动下可垂直升降；2根承重轴穿过并支撑在升降台 中，2个承重梁分别套装在2根承重轴的两端，每个承重梁都伸出2个钩板，承重梁可沿承重 轴轴向移动；4个夹臂分别活动套装在2个承重轴的最外端，位于承重梁外侧，每侧2个夹 臂可随同侧的承重梁沿承重轴轴向移动，每侧2个夹臂下端分别连接在夹臂油缸的缸底和 活塞杆上，夹臂油缸活塞杆伸缩拉动夹臂在承重轴上转动，每个夹臂上端装有1个托轮，托 轮可在驱动装置带动下转动；踏面探头送进机构的基体是纵向导轨，纵向导轨通过纵向导 轨油缸连接在升降台上方，纵向导轨在纵向导轨油缸的推动下可垂直升降，纵向拖板装在 纵向导轨上，可沿纵向导轨移动，纵向拖板上装有水平回转装置，水平回转装置可带动其上 的水平回转臂水平回转，水平回转臂前端伸出2根水平的回转臂导杆，垂直回转装置活动 地套装在2根回转臂导杆上，可沿回转臂导杆移动，踏面探头导轨装在垂直回转装置上，由 垂直回转装置驱动回转，踏面探头拖板装在踏面探头导轨上，可沿踏面探头导轨移动，踏面 探头装在踏面探头拖板上；轮辋探头送进机构的基体是2个轮辋探头垂直导轨，2个轮辋探 头垂直导轨分别安装在两侧的2个承重梁上，每个轮辋探头垂直导轨上各装有1个轮辋探 头垂直拖板，每个轮辋探头垂直拖板可沿各自的轮辋探头垂直导轨移动，每个轮辋探头垂直拖板上各固定有1个轮辋探头水平导轨，每个轮辋探头水平导轨上各装有1个轮辋探头 水平拖板，2个轮辋探头水平拖板可沿各自的轮辋探头水平导轨移动，2个轮辋探头分别装 在2个轮辋探头水平拖板上。1个踏面探头和2个轮辋探头皆为相控阵超声波探头。行走底盘的行走轮都带有轮缘，可在轨道上导向。每侧夹臂前端与该侧夹臂上的托轮端面沿承重轴轴向的距离是一固定值，使每侧 夹臂在随同侧的承重梁沿承重轴向外移动时，当钩板到达车辆铁轨上方时，夹臂上的托轮 与车轮对齐。 这种轨道车辆不落轮超声波车轮自动探伤机工作时，行走轮沿被测车辆下方的地 坑中的轨道运动，行走底盘带动整个设备进入被测车辆下方，并与车辆上一对同轴的车轮 对齐。升降台在升降台油缸驱动下升起使钩板高于车辆铁轨上面，两侧承重梁沿承重轴向 外伸出，钩板勾住车辆铁轨上面，两侧的夹臂油缸活塞杆伸出，推动夹臂绕承重轴转动，同 侧2个夹臂上端相互靠近，两侧夹臂上的托轮分别夹住两侧的被测车轮，并使被测车轮在 夹紧力的作用下抬起，脱离铁轨面成为悬空状态。启动托轮的驱动装置使托轮旋转，进而通 过托轮和被测车轮间的摩擦力带动被测车轮转动。在控制系统控制下，踏面探头送进机构 的纵向导轨油缸将纵向导轨顶起，纵向拖板在纵向导轨上移动，水平回转装置带动水平回 转臂转动，垂直回转装置在回转臂导杆上移动，踏面探头导轨在垂直回转装置带动下回转， 踏面探头拖板在踏面探头导轨上移动。这些运动在控制系统的协调控制下，形成踏面探头 拖板的特定运动轨迹，使踏面探头拖板上的踏面探头，得以通过被测车辆底盘下狭小曲折 的空间到达被测车轮踏面处，进行踏面探伤。一侧的被测车轮探伤完毕后，上述各运动部件 按另一个特定轨迹联合运动，使踏面探头到达同车轴上另一侧的被测车轮踏面处，进行另 一侧车轮的踏面探伤。同时2个轮辋探头送进机构开始工作，轮辋探头垂直拖板连同其上 的轮辋探头水平导轨沿轮辋探头垂直导轨移动，轮辋探头水平拖板连同其上的轮辋探头沿 轮辋探头水平导轨移动。两个方向的运动最终使2个轮辋探头分别靠上两侧车轮的轮辋， 进行两个车轮的轮辋探伤。在探伤过程中被测车轮处于转动状态，使得可以对车轮的整个 轮廓进行探伤。探伤完毕后，探伤机各部件复位，行走底盘沿地坑中的轨道运动到下一个车 轴处，按上述方式进行新一轮车轮探伤。本实用新型的有益效果在于采用分体式探头，使探头体积缩小，配备三套探头送 进单元，使3个探头可以顺利到达国内各型轨道车辆车轮的踏面和轮辋处，自动完成不落 轮相控阵超声波车轮探伤。为高速轨道交通安全提供了重要技术保障。
以下结合附图对本实用新型的结构作详细说明附

图1是轨道车辆不落轮超声波车轮自动探伤机整机轴侧简图。在附图1中，1是行走轮，2是行走底盘，3是夹臂油缸，4是托轮，5是夹臂，6是承 重轴，7是承重梁，8是钩板，9是升降台，10是升降台油缸，11是纵向导轨油缸，12是纵向导 轨，13是纵向拖板，14是水平回转装置，15是水平回转臂，16是回转臂导杆，17是垂直回转 装置，18是踏面探头导轨，19是踏面探头拖板，20是踏面探头，21是轮辋探头，22是轮辋探 头水平拖板，23是轮辋探头水平导轨，24是轮辋探头垂直拖板，25是轮辋探头垂直导轨。
具体实施方式
如附图1所示该轨道车辆不落轮超声波车轮自动探伤机的具体构造是升降台9 通过升降台油缸10 (共4个，在升降台四角各1个)连接在带有行走轮1 (共4个，在行走底 盘四角各1个)的行走底盘2上方，升降台9在升降台油缸10的推动下可垂直升降；承重 轴6 (共2根，平行排列)穿过并支撑在升降台9中，承重梁7 (共2个，两侧对称排列)分 别套装在2根承重轴6的两端，每个承重梁7都伸出2个钩板8，承重梁7可沿承重轴6轴 向移动；4个夹臂5分别活动套装在2个承重轴6的最外端，位于承重梁7外侧，每侧2 个 夹臂5可随同侧的承重梁7沿承重轴6轴向移动，每侧2个夹臂5下端分别连接在夹臂油 缸3(共2个，两侧对称排列)的缸底和活塞杆上，夹臂油缸3的活塞杆伸缩拉动夹臂5在 承重轴6上转动，每个夹臂5的上端装有1个托轮4 (共4个)，托轮4可在驱动装置带动 下转动；纵向导轨12通过纵向导轨油缸11 (共4个，在纵向导轨四角各1个)连接在升降 台9上方，纵向导轨12在纵向导轨油缸11的推动下可垂直升降，纵向拖板13装在纵向导 轨12上，可沿纵向导轨12移动，纵向拖板13上装有水平回转装置14，水平回转装置14可 带动其上的水平回转臂15水平回转，水平回转臂15前端伸出2根水平的回转臂导杆16，垂 直回转装置17活动地套装在2根回转臂导杆16上，可沿回转臂导杆16移动，踏面探头导 轨18装在垂直回转装置17上，由垂直回转装置17驱动回转，踏面探头拖板19装在踏面探 头导轨18上，可沿踏面探头导轨18移动，踏面探头20装在踏面探头拖板19上；2个轮辋 探头垂直导轨25分别安装在两侧的2个承重梁7上，每个轮辋探头垂直导轨25上各装有 1个轮辋探头垂直拖板24，每个轮辋探头垂直拖板24可沿各自的轮辋探头垂直导轨25移 动，每个轮辋探头垂直拖板24上各固定有1个轮辋探头水平导轨23，每个轮辋探头水平导 轨23上各装有1个轮辋探头水平拖板22，2个轮辋探头水平拖板22可沿各自的轮辋探头 水平导轨23移动，2个轮辋探头21分别装在2个轮辋探头水平拖板22上。这种轨道车辆不落轮超声波车轮自动探伤机工作时，行走轮1沿被测车辆下方的 地坑中的轨道运动，行走底盘2带动整个设备进入被测车辆下方，并与车辆上一对同轴的 车轮对齐。升降台9在升降台油缸10的驱动下升起，使钩板8高于车辆铁轨上面，两侧承 重梁7沿承重轴6向外伸出，钩板8勾住车辆铁轨上面，两侧的夹臂油缸3活塞杆伸出，推 动夹臂5绕承重轴6转动，同侧2个夹臂5上端相互靠近，两侧夹臂5上的托轮4分别夹住 两侧的被测车轮，并使被测车轮在夹紧力的作用下抬起，脱离铁轨面成为悬空状态。启动托 轮4的驱动装置使托轮4旋转，进而通过托轮4和被测车轮间的摩擦力带动被测车轮转动。 在控制系统控制下，踏面探头20的送进机构开始工作，其纵向导轨油缸11将纵向导轨12 顶起，纵向拖板13在纵向导轨12上移动，水平回转装置14带动水平回转臂15转动，垂直 回转装置17在回转臂导杆16上移动，踏面探头导轨18在垂直回转装置17带动下回转，踏 面探头拖板19在踏面探头导轨18上移动。这些运动在控制系统的协调控制下，形成踏面 探头拖板19的特定运动轨迹，使踏面探头拖板19上的踏面探头20得以通过被测车辆底盘 下狭小曲折的空间到达被测车轮踏面处，进行踏面探伤。一侧的被测车轮探伤完毕后，上述 各运动部件按另一个特定轨迹联合运动，使踏面探头20到达同车轴上另一侧的被测车轮 踏面处，进行另一侧车轮的踏面探伤。同时2个轮辋探头21的送进机构开始工作，轮辋探 头垂直拖板24连同其上的轮辋探头水平导轨23沿轮辋探头垂直导轨25移动，轮辋探头水 平拖板22连同其上的轮辋探头21沿轮辋探头水平导轨23移动。两个方向的运动最终使2个轮辋探头21分别靠上两侧车轮的轮辋，进行两个车轮的轮辋探伤。在探伤过程中被测车轮处于转动状态，使得可以对车轮的整个轮廓进行探伤。探伤完毕后，探伤机各部件复位， 行走底盘2沿地坑中的轨道运动到下一个车轴处，按上述方式进行新一轮车轮探伤。
权利要求一种轨道车辆不落轮超声波车轮自动探伤机由探头、行走底盘、托轮转轮机构、踏面探头送进机构、轮辋探头送进机构、动力驱动机构、液压系统、控制系统组成。其特征是探头为分体式，分为1个踏面探头和2个轮辋探头；托轮转轮机构的基体是1个升降台，升降台通过升降台油缸连接在带有行走轮的行走底盘上方，在升降台油缸的推动下可垂直升降；2根承重轴穿过并支撑在升降台中，2个承重梁分别套装在2根承重轴的两端，每个承重梁都伸出2个钩板，承重梁可沿承重轴轴向移动；4个夹臂分别活动套装在2个承重轴的最外端，位于承重梁外侧，每侧2个夹臂可随同侧的承重梁沿承重轴轴向移动，每侧2个夹臂下端分别连接在夹臂油缸的缸底和活塞杆上，夹臂油缸活塞杆伸缩拉动夹臂在承重轴上转动，每个夹臂上端装有1个托轮，托轮可在驱动装置带动下转动；踏面探头送进机构的基体是纵向导轨，纵向导轨通过纵向导轨油缸连接在升降台上方，纵向导轨在纵向导轨油缸的推动下可垂直升降，纵向拖板装在纵向导轨上，可沿纵向导轨移动，纵向拖板上装有水平回转装置，水平回转装置可带动其上的水平回转臂水平回转，水平回转臂前端伸出2根水平的回转臂导杆，垂直回转装置活动地套装在2根回转臂导杆上，可沿 回转臂导杆移动，踏面探头导轨装在垂直回转装置上，由垂直回转装置驱动回转，踏面探头拖板装在踏面探头导轨上，可沿踏面探头导轨移动，踏面探头装在踏面探头拖板上；轮辋探头送进机构的基体是2个轮辋探头垂直导轨，2个轮辋探头垂直导轨分别安装在两侧的2个承重梁上，每个轮辋探头垂直导轨上各装有1个轮辋探头垂直拖板，每个轮辋探头垂直拖板可沿各自的轮辋探头垂直导轨移动，每个轮辋探头垂直拖板上各固定有1个轮辋探头水平导轨，每个轮辋探头水平导轨上各装有1个轮辋探头水平拖板，2个轮辋探头水平拖板可沿各自的轮辋探头水平导轨移动，2个轮辋探头分别装在2个轮辋探头水平拖板上。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆不落轮超声波车轮自动探伤机，其特征在于1个踏 面探头和2个轮辋探头皆为相控阵超声波探头。
3.根据权利要求1所述的轨道车辆不落轮超声波车轮自动探伤机，其特征在于行走 底盘的行走轮都带有轮缘，可在轨道上导向。
4.根据权利要求1所述的轨道车辆不落轮超声波车轮自动探伤机，其特征在于每侧 夹臂前端与该侧夹臂上的托轮端面沿承重轴轴向的距离是一固定值，使每侧夹臂在随同侧 的承重梁沿承重轴向外移动时，当钩板到达车辆铁轨上方时，夹臂上的托轮与车轮对齐。
专利摘要一种轨道车辆不落轮超声波车轮自动探伤机，由探头、行走底盘、托轮转轮机构、踏面探头送进机构、轮辋探头送进机构、动力驱动机构、液压系统、控制系统组成。其探头为分体式相控阵超声波探头，分为1个踏面探头和2个轮辋探头。其托轮转轮机构可以将被测车轮托起，并使车轮转动；其踏面探头送进机构可以将踏面探头，通过车辆底盘下狭小曲折的空间自动送进到同轴的两个车轮的踏面处；2个轮辋探头送进机构可以将2个轮辋探头分别自动送进到同轴的两个车轮的轮辋处；共同完成车轮整体探伤。适用于国内各型轨道车辆，特别是各型铁路高速列车和各型铁路动车的不落轮车轮探伤。
文档编号G01N29/04GK201697897SQ20102022097
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者马建群, 高光辉 申请人:北京新联铁科技发展有限公司