專利名稱：滾動軸承輸軸超聲波探傷裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型安裝在現有的鐵路輪軸微機控制自動超聲波探傷機((其專利申請號為87000104)上，對鐵路準軌車輛裝用滾動軸承時的輪軸進行超聲波探傷的專用裝置。
現有的鐵路輪軸微機控制自動超聲波探傷機(以下簡稱自動超探機)雖然能夠對各類鐵路準軌車輛的輪軸進行探傷檢查，這是指這些輪軸的軸頸部位處于空頸狀態，如各類新輪軸或滑動軸承輪軸(檢修時，其軸頸部位的軸瓦全部卸空)。目前，我國鐵路車輛使用安裝滾動軸承的輪軸越來越多，對這類輪軸在運行期間內也都要按技術規定進行檢修，應該對這類輪軸的軸頸部位進行超聲波探傷檢查，根據現有的自動超探機的功能，在對這類裝有滾動軸承輪軸進行探傷時，就必須事先將裝在這類輪軸軸頸上的滾動軸承全部拆卸下來，自動超探機上的外側探頭才能與軸頸表面直接接觸，進行正常的探測工作。但是，假如僅僅為了進行探測檢查，就將所有的滾動軸承從輪軸上拆卸下來，探傷后再重新配裝上滾動軸承，那么，這一拆一裝的過程，不僅大大地增加了工作量，而且，這樣做最大的缺點就在于在拆卸和裝配的過程中，不可避免地會增加輪軸軸頸表面和滾動軸承內圈內圓表面的擦傷，這是很不值得的，因此，在對輪軸進行探傷檢測的工藝中，除滾動軸承本身已經損壞而外，盡量不將滾動軸承從輪軸上卸下來，或者卸滾動軸承的其它部分，仍將其內圈留在輪軸上。
本實用新型的任務是制造出一種可在輪軸端面對軸頸進行超聲波探傷的裝置，將這種裝置安裝在現有的自動超探機上后，使這種自動超探機能夠對那些不拆卸滾動軸承狀態和不拆卸滾動軸承內圈狀態的鐵路輪軸進行超聲波探傷。
本實用新型的內容包括校對中心的裝置和在輪軸端面進行探傷的裝置，二者組合而成。
以下就借助于附圖詳細敘述本實用新型的結構特點和工作原理
圖1為滾動軸承輪軸超聲波探傷裝置的結構總圖。
圖2為蝸輪蝸桿裝置的A－A視圖。
圖3為滑板架的B－B視圖。
圖4為端面探傷裝置的C向視圖。
圖5為端面組合探頭的結構圖。
圖6為滾動軸承輪軸超聲波探傷裝置的工作位置示意圖。
圖中1、限位螺母，2、限位觸塊，3、限位彈簧，4、導電座，5、蝸輪，6、蝸桿，7、軸承，8、蝸輪箱蓋，9、蝸輪箱體，10、絲桿，11、電動機，12、電動機座，13、聯軸器，14、定位桿，15、絕緣套，16，導電塊，17、定位彈簧，18、定位觸塊，19、絕緣質壓帽，20、絕緣定位板，21、導向桿，22、導向套，23、上油盤，24、下油盤，25、導電接頭，26、升降油缸下蓋，27、橡膠密封環，28、升降油缸，29、升降油缸上蓋，30、升降油缸活塞桿，31、機架，32、螺母，33、連接桿，34、墊塊，35、移動油缸前蓋，36、移動油缸活塞桿，37、移動油缸，38、上燕尾滑板，39、移動油缸后蓋，40、下燕尾滑板，41、滑條，42、限位開關，43、探頭油缸后蓋，44、導向花鍵套，45、定位花鍵桿，46、探頭油缸活塞桿，47、探頭油缸，48、導電彈簧，49、絕緣體，50、探頭桿螺母，51、探頭油缸前蓋，52、探頭導電座，53、探頭導向套，54、探頭花鍵軸，55、探頭花鍵套，56、探頭彈簧，57、穿透探頭，58、端面組合探頭，59、有機玻璃體，60、探測晶片，61、探頭外殼盒，62、接頭，63、探頭盒體，64、探頭絕緣套，65、探頭連接塊，66、被測輪軸，67、輪軸滾動軸承，68、底架，69、油泵機組，70、偶合劑泵機組，71、輪體，72、外側探頭，73、內側探頭。
本實用新型的結構特點如下在自動超探機底架(68)的相應位置上安裝一個升降油缸(28)，升降油缸下蓋(26)固定在底架(68)上，升降油缸上蓋(29)將升降油缸(28)上部蓋封，升降油缸活塞桿(30)的活塞部在升降油缸(28)內，另一端與機架(31)固定連接，在底架(68)上還固定安裝兩個導向套(22)，兩個導向桿(21)的一端分別穿過導向套(22)、另一端分別與機架(31)連接，在靠近定位桿(14)的導向桿(21)上安裝一個絕緣質定位板(20)，在定位板(20)安裝導電接頭(25)；定位桿(14)內裝有絕緣套(15)、導電塊(16)、彈簧(17)、觸塊(18)和絕緣質壓帽(19)，定位桿(14)的圓孔套在絲桿(10)下端軸上，孔軸之間采用松動配合，再用螺母(32)定位；絲桿(10)與蝸輪(5)內螺孔套接，蝸輪(5)與蝸桿(6)嚙合，蝸桿(6)的一端通過聯軸器(13)與裝在電動機座(12)上的電動機(11)相聯，蝸輪(5)和蝸桿(6)由軸承(7)支撐在蝸輪箱體(9)內，并用蝸輪箱蓋(8)閉封；在絲桿(10)上端內腔里順序安裝導電座(4)、限位彈簧(3)、限位觸塊(2)和限位螺母(1)；在底架(68)和機架(31)上分別安裝一個下油盤(24)和一個帶有導管的上油盤(23)；在機架(31)上面安裝一個下燕尾滑板(40)和一個上燕尾滑板(38)，兩滑板的燕尾槽內側裝一根滑條(41)，并在下燕尾滑板(40)側面安裝一個限位開關(42)，在兩滑板中間安裝一個移動油缸(37)，缸體兩端用移動油缸前蓋(35)和移動油缸后蓋(39)蓋封，移動油缸活塞桿(36)的活塞部位裝在移動油缸(37)中，另一端伸出移動油缸前蓋(35)與連接桿(33)套接，并用螺母(32)緊固，連接桿(33)加墊塊(34)與上燕尾滑板(38)連接；在上燕尾滑板(38)的上面，并列安裝兩組探頭油缸(47)，這兩組油缸的中心線與滑板中心線垂直，每組探頭油缸(47)中都裝有探頭油缸活塞桿(46)，該活塞桿(46)后腔部套裝定位花鍵桿(45)，定位花鍵桿(45)后部套裝一個導向花鍵套(44)并穿出探頭油缸后蓋(43)用螺母(32)緊固，在探頭油缸活塞桿(46)的前腔部裝有導電彈簧(48)、絕緣體(49)、探頭桿螺母(50)和探頭導電座(52)，并與探頭導向套(53)用螺紋連接，探頭油缸前蓋(51)將探頭油缸(47)前端閉封，探頭導向套(53)內制成花鍵槽與探頭花鍵軸(54)套接，在探頭花鍵軸(54)前端外面套接一個探頭花鍵套(55)，在探頭花鍵套(55)前端用螺紋連接一個探頭連接塊(65)，探頭連接塊(65)內安裝一個探頭彈簧(56)，其前端再用螺紋連接一個探頭絕緣套(64)，這樣，在每組探頭油缸(47)前端的探頭絕緣套(64)上，就可以分別安裝穿透探頭(57)和端面組合探頭(58)。
在此必須說明，穿透探頭(57)和端面組合探頭(58)在構造上分析，都是由探頭盒體(63)，探頭外殼盒(61)、接頭(62)、探測晶片(60)和有機玻璃體(59)組成，但是由于這兩種探頭的功能不同，探頭中探測晶片(60)的數量和安裝角度也就不同，本實用新型采用的穿透探頭(57)的技術是公知技術，在此不再說明了。對于端面組合探頭(58)的構造特點，將穿插在本實用新型的工作原理中加以說明。
所有工作油缸(28)、(37)和(47)中都分別在適當的位置上安裝若干橡膠密封環(27)。
本實用新型的工作原理如下當自動超探機要對裝有滾動軸承(67)的被測輪軸(66)進行探傷時，輪軸(66)與輪體(71)結合部位的探測工作，是由自動超探機內側兩組探頭(73)來完成，這項探測工作不是本實用新型的任務，在此不累敘述，本實用新型的任務是對裝有滾動軸承(67)或裝有滾動軸承內圈的軸頸部分進行超聲波探傷，用以取代原自動超探機的外側探頭(72)。
本實用新型所需要解決的最終技術問題，雖然是在輪軸端面對軸頸進行超聲波探傷的問題，但是，要實現在輪軸端面進行準確的超聲波探傷，關鍵還在于首先解決其端面組合探頭(58)的中心線應該與輪軸(66)的中心線重合的問題，對于機械設備來講，要使它在工作中自動選校中心，就要為它選取一個基準。以往，人們通常選用輪體(71)的踏面作為基準，但由于車輪在運行和檢修過程中產生摩損，被測各輪軸的踏面形狀和尺寸都不一樣，因此，用這個基準是難以校準中心的。
本實用新型選取校對中心的基準部位是車輛滾動軸承(66)外圈的外圓，由于車輛滾動軸承都是符合國家等級精度的標準件，其外圓直徑都是一致的，而且，這個部位在運用過程中又不會有磨損，那么，滾動軸承(67)外圓到輪軸中心線的距離h，應該是一個常數，即滾動軸承(67)的外圓半徑。同樣的道理，當輪軸(66)的軸頸上如果安裝著滾動軸承(67)內圈，其內圈的外圓半徑也是一個常數，這時，就以其內圈的外圓作為基準部位。
現在以對帶著整個滾動軸承(67)的被測輪軸(66)進行檢測為例，說明本實用新型的工作程序。
E位，是本實用新型進行檢測工作前導向桿(21)下端的原始位置。
工作開始時，按動規定電鈕，電動機(11)運轉，通過聯軸器(13)帶動蝸桿(6)和蝸輪(5)轉動，絲桿(10)隨著蝸輪(5)轉動并且上升，安裝在絲桿(10)后端的定位桿(14)也就隨著絲桿(10)上升，由于定位桿(14)孔與絲桿(10)后端軸之間是松配合，所以定位桿(14)并不隨絲桿(10)轉動，僅在螺母(32)的作用下隨絲桿(10)作上下平動，定位桿(14)前端的定位觸塊(18)在定位彈簧(17)的彈力作用下，貼靠在絕緣定位板(20)表面滑動，當定位觸塊(18)上升到a位時，與導電接頭(25a)接觸，該接頭帶電，就將電訊號通過導電塊(16)傳給電動機(11)，電動機(11)即停轉，這樣，絲桿(10)等部件都停止運動。由于a位是預先經過計算而確定的，此時，裝在絲桿(10)前端限位螺母(1)上表面的位置與端面組合探頭(58)中心線的距離，就正好等于滾動軸承(67)的外圓半徑。
然后，升降油缸(28)開始工作，升降油缸活塞桿(30)上升，整個校對中心裝置的機架(31)也上升，并帶動安裝在機架(31)上的所有部件一起隨之上升，在上升過程中，當安裝在絲桿(10)最前端的限位觸塊(2)的頂部與滾動軸承(67)外圓接觸時，限位觸塊(2)停止上升，其環臺部開始壓縮限位彈簧(3)，形成彈性接觸，一旦限位觸塊(2)的底部與仍然在上升的導電座(4)接觸，立即發出電訊號傳給油泵機組(69)，油泵機組(69)就停機，升降油缸活塞桿(30)也就停止工作，機架(31)也就停止上升了，導向桿(21)下端處于F位置。此時，限位螺母(1)和限位觸塊的上表面都正好與滾動軸承(67)外圓接觸，至此，端面組合探頭(58)的中心線就與輪軸(66)的中心線相重合了。
校準好中心后，探頭油缸(47)開始工作，探頭油缸活塞桿(46)將端面組合探頭(58)推向被測輪軸(66)的端面，當兩者接觸后，探頭彈簧(56)起緩沖作用，探頭連接塊(65)反向推動探頭花鍵軸(54)，使導電座(52)與導電彈簧(48)接觸，接通電訊號傳給油泵機組(69)，使其停機，探頭油缸活塞桿(46)就停止在必要的位置上。由于探頭彈簧(56)和導電彈簧(48)的彈力作用，端面組合探頭(58)上的有機玻璃體(59)與被測輪軸(66)端面之間可保持必要的壓力接觸。
在端面組合探頭(58)里，根據檢測需要，按若干等分位置、以若干種不同的角度安裝若干個探測晶片(60)，檢測時可發射出不同角度的多束超聲波，當被測輪軸(66)以中心線旋轉360°的過程中，這些波束就可覆蓋到被測輪軸(66)軸頸所需檢測的所有部位，本實用新型的端面組合探頭(58)里，通常按6個等分位、以6種不同的角度安裝6個探測晶片(60)，亦可以按相同原理安裝4個、或5個、或7個、或8個探測晶片(60)。端面探測工序完成后，探頭油缸活塞桿(46)就會帶著端面組合探頭(58)退回原位。
如需要對整根輪軸(46)進行軸向穿透性超聲波探測的話，移動油缸(37)開始工作，移動油缸活塞桿(36)通過連接桿(33)帶動上燕尾滑板(38)平動，其移動的距離是固定的，即當穿透探頭(57)的中心線移動端面組合探頭(58)的原中心線時，上燕尾滑板(38)就會觸及安裝在下燕尾滑板(40)外側面的限位開關(42)，電訊號傳給油泵機組(69)，使其停機，穿透探頭(57)即處于工作位置了。
由于兩種探頭所配油缸的結構是一樣的，進行穿透探測時的工作程序與進行端面探測時的程序一樣，此處不再重復敘述。
無論是進行端面探測還是進行穿透探測，只要探頭上的有機玻璃體(59)與被測輪軸(66)接觸以后，偶合劑泵機組(71)就開始工作，向探頭和輪軸端面噴射偶合劑，偶合劑流入上油盤(23)，再經下油盤(24)，流回到總偶合劑箱體內，過濾后循環使用。
當探測完一個輪軸(66)后，再探測其它輪軸時，工作程序再重復。
以下再進一步說明一個問題，當對只安裝著滾動軸承(67)內圈的輪軸(66)進行檢測時，該裝置又是如何校對中心的呢？這個問題是這樣解決的由于滾動軸承(67)內圈外圓的半徑尺寸也是一個標準常數，就根據這個常數進行計算，在該裝置導向桿(21)的絕緣定位板(20)上，再選取一個b位，同樣也安裝一個導電接頭(25b)，這個導電接頭(25b)與另外一個規定電鈕連接，需要對安裝內圈的輪軸進行探測的話，就按這個電鈕，此時，b位的導電接頭(25b)通電，而a位的導電接頭(25a)就不帶電，當定位觸塊(18)上升到達a位時，導電接頭(25a)就不會給它停止運動的電訊號，它繼續上升，當它與導電接頭(25b)接觸時，就會收到停止運動的電訊號，使絲桿(10)等停止，此時，限位螺母(1)上表面與端面組合探頭(58)中心線的距離就正好等于滾動軸承(67)內圈外圓半徑。由此可見，在本裝置中，預先經過計算選取a、b兩個位置，分別安裝導電接頭(25a、b)，就是校對中心的關鍵。
同樣的道理，如果還要再選若干個基準的話，只需通過計算，在導向桿(21)的定位板(20)上選取若干相應位置，安裝若干個導電接頭(25)，并分別與不同的電鈕相連就行了，以后根據檢測需要，要取哪個基準來校對中心線，就按相應的電鈕即可實現。本實用新型的定位板(20)上通常安裝2個或3個導電接頭(25)，亦可根據需要安裝4個或5個或6個導電接頭。
本實用新型所有工作程序，都利用原自動超探機配裝的微型電子計算機進行控制。
本實用新型經過實際安裝和長期使用，使原自動超探機能對裝有滾動軸承或裝有滾動軸承內圈的輪軸軸頸進行端面超聲波探傷，也能對輪軸體進行穿透性超聲波探傷，這就擴大了該機的使用范圍，增加了該機的探測功能，從而提高輪軸探傷工作的準確性和效率，減輕探傷工作的勞動量。
權利要求1.一種安裝在鐵路輪軸微機控制自動超聲波探傷機底架上、對輪軸軸頸進行端面超聲波探傷的裝置，其特征是升降油缸(28)的升降油缸下蓋(26)固定在底架(68)上，升降油缸上蓋(29)將升降油缸(28)上部蓋封，升降油缸活塞桿(30)的活塞部在升降油缸(28)內，另一端與機架(31)固定連接，在底架(68)上還固定安裝兩個導向套(22)，兩個導向桿(21)的一端分別穿過導向套(22)，另一端分別與機架(31)固定連接，在靠近導向桿(21)上安裝一個絕緣質定位板(20)，在絕緣定位板(20)上安裝導電接頭(25)；定位桿(14)內裝有絕緣套(15)，導電塊(16)、定位彈簧(17)、定位觸塊(18)和絕緣質壓帽(19)，定位桿(14)的圓孔以松動配合的方式套在絲桿(10)下端軸部，用螺母(32)定位；絲桿(10)與蝸輪(5)內螺孔套接，蝸輪(5)與蝸桿(6)嚙合，蝸桿(6)通過聯軸器(13)與裝在電動機座(12)上的電動機(11)相聯，蝸輪(5)和蝸桿(6)由軸承(7)支撐在蝸輪箱體(9)內，并用蝸輪箱蓋(8)閉封，在絲桿(10)上端內腔里順序安裝導電座(4)、限位彈簧(3)、限位觸塊(2)和限位螺母(1)；在底架(68)和機架(31)上分別安裝一個下油盤(24)和一個帶有漏管的上油盤(23)；在機架(31)上板面安裝一個下燕尾滑板(40)的一個上燕尾滑板(38)，兩滑板的燕尾槽內側裝一根滑條(41)，并在下燕尾滑板(40)的外側面安裝一個限位開關(42)，在兩滑板中間安裝一個移動油缸(37)，缸體兩端用移動油缸前蓋(35)和移動油缸后蓋(39)蓋封，移動油缸活塞桿(36)的活塞部位裝在移動油缸(37)中，另一端伸出移動油缸前蓋(35)與連接桿(33)套接，并以螺母(32)緊固，連接桿(33)加墊塊(34)與上燕尾滑板聯接；在上燕尾滑板(38)上面，并列安裝結構相同的兩組探頭油缸(47)，這兩組油缸的中心線與上下滑板中心線相垂直，在每組探頭油缸(47)中都裝有探頭油缸活塞桿(40)，該活塞桿(46)后腔部套裝活塞桿定位花鍵桿(45)，定位花鍵桿(45)后部套裝一個導向花鍵套(44)并穿出探頭油缸后蓋(43)用螺母(32)緊固；在探頭油缸活塞桿(46)前腔部順序裝有導電彈簧(48)、絕緣體(49)、探頭桿螺母(50)和探頭導電座(52)，并與探頭導向套(53)的螺紋連接，探頭油缸前蓋(51)將探頭油缸(47)前端蓋封，探頭導向套(53)內制成花鍵槽與探頭花鍵軸(54)后端套接，在探頭花鍵軸(54)前端外面套接探頭花鍵套(55)，在探頭花鍵套(55)前端有螺紋連接探頭連接塊(65)，探頭連接塊(65)內腔安裝一個探頭彈簧(56)，其前端再以螺紋安裝探頭絕緣套(64)；在兩組探頭油缸(47)前端的探頭絕緣套(64)上，分別安裝穿透探頭(57)和端面組合探頭(58)，這兩種探頭都是由有機玻璃體(59)、探測晶片(60)、探頭外殼盒(61)、接頭(62)和探頭盒體(63)構成；此外在所有工作油缸(28)、(37)和(47)中都分別在適當的位置上安裝若干橡膠密封環(27)。
2.根據權利要求1所述的端面超聲波探傷裝置，其特征是，在絕緣質定位板(20)上安裝兩個、或三個、或四個導電接頭(25)。
3.根據權利要求2所述的端面超聲波探傷裝置，其特征是，在端面組合探頭(58)里以等分位置、不同角度的方式，可安裝4個、或5個、或6個、或7個、或8個探測晶片(60)。
專利摘要一種適合于對鐵路輪軸進行超聲波探傷的裝置，將其安裝在現有的鐵路輪軸微機控制自動超聲波探傷機上，利用該機配裝的微型電子計算機系統，對探測工藝進行程序控制，就可以對那些安裝著滾動軸承或滾動軸承內圈的輪軸軸頸部位直接進行端面探測，并可對輪軸整體進行穿透性探測，從而擴大了該機的應用范圍，增加了該機的探測功能，提高了輪軸探傷工作的準確性和效率，減輕探傷工作的勞動量。
文檔編號G01N29/04GK2039847SQ8821615
公開日1989年6月21日 申請日期1988年11月16日 優先權日1988年11月16日
發明者周德育 申請人:武漢鐵路分局江岸車輛段
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
