一種鋼軌焊縫探傷機及探傷方法

2023-10-30 16:53:27 2

一種鋼軌焊縫探傷機及探傷方法
【專利摘要】一種鋼軌焊縫探傷機及探傷方法，涉及鋼軌檢測【技術領域】。該探傷機的機身包括兩根平行設置的地面走行架和兩根與地面走行架垂直的上橫梁架；二級運動系統滑動設置於兩根上橫梁架的頂部，並與探傷機構連接，帶動探傷機構沿地面走行架設置方向運動；一級運動系統與二級運動系統連接，帶動二級運動系統沿上橫梁架設置方向運動；校驗軌道裝置平行於地面走行架設置，並固定於立柱；控制器分別與一級運動系統、二級運動系統、探傷機構、校驗軌道裝置連接，用於控制各部件的工作。利用本探傷機進行探傷時，先用校驗軌道裝置進行探傷機日常性能的校驗，再用探傷機構進行焊縫處的自動掃查，整個探傷過程實現全自動化操作，探傷質量好，工作效率高。
【專利說明】
一種鋼軌焊縫探傷機及探傷方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼軌檢測【技術領域】，具體涉及一種鋼軌焊縫探傷機及探傷方法。

【背景技術】
[0002]在鋼軌焊接工藝中，現有的鋼軌焊縫處的探傷檢測方法簡單、粗糙，主要採用人工對焊縫處的外觀進行觀察。由於人工探傷受人員技術水平、責任心等人為因素的影響較大，經常會出現漏探、漏報等問題，使得人工探傷的質量和效率較低，嚴重影響了探傷的質量，從而造成鋼軌的質量穩定性不高。


【發明內容】

[0003]針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在於提供一種鋼軌焊縫探傷機及探傷方法，能實現探傷過程的全自動化操作，且探傷質量好，工作效率高。
[0004]為達到以上目的，本發明採取的技術方案是:提供一種鋼軌焊縫探傷機，包括框架結構的機身、一級運動系統、二級運動系統、探傷機構、校驗軌道裝置和控制器。所述機身包括兩根平行設置的地面走行架，所述地面走行架的上方水平設有兩根與地面走行架垂直的上橫梁架，所述上橫梁架通過多根立柱固定於地面走行架；所述二級運動系統的兩端分別滑動設置於兩根上橫梁架的頂部，並平行於地面走行架設置，且二級運動系統與探傷機構連接，帶動探傷機構沿地面走行架設置方向運動；所述一級運動系統固定於上橫梁架，並與二級運動系統連接，帶動二級運動系統沿上橫梁架設置方向運動；所述校驗軌道裝置平行於地面走行架設置，並固定於立柱；所述控制器分別與一級運動系統、二級運動系統、探傷機構、校驗軌道裝置連接。
[0005]在上述技術方案的基礎上，所述一級運動系統包括水平設置的氣缸，所述氣缸的一端通過氣缸架固定於上橫梁架，另一端通過魚眼軸承與二級運動系統連接。
[0006]在上述技術方案的基礎上，所述二級運動系統包括橫梁和固定於橫梁的同步輪裝置；所述橫梁平行於地面走行架設置，且橫梁的兩端分別滑動設置於兩根上橫梁架的頂部；所述同步輪裝置包括兩個同步帶輪和連接兩個同步帶輪的同步帶，且一個同步帶輪連接有直流減速電機。
[0007]在上述技術方案的基礎上，所述二級運動系統還包括固定於橫梁的張緊裝置，所述張緊裝置由張緊座、張緊滑塊和張緊螺杆組成，所述張緊座固定於橫梁，所述張緊滑塊滑動設置於張緊座，並通過張緊螺杆緊固，且張緊滑塊與同步帶輪連接。
[0008]在上述技術方案的基礎上，所述二級運動系統還包括兩個限位塊，所述兩個限位塊分別設置於靠近橫梁的兩端處。
[0009]在上述技術方案的基礎上，每根上橫梁架的頂部還設有與上橫梁架平行的直線滑軌，所述直線滑軌靠近兩端處分別設有定位塊；所述二級運動系統的每端滑動設置於對應直線滑軌的兩定位塊之間。
[0010]在上述技術方案的基礎上，所述探傷機構包括探頭裝置架，所述探頭裝置架的頂部與二級運動系統連接；所述探頭裝置架的上部設有上探頭調整裝置，所述上探頭調整裝置連接有上探頭裝置；所述探頭裝置架的中部設有軌道定位裝置，所述軌道定位裝置設有用於發出鋼軌到位信號的接近開關；所述探頭裝置架的下部設有下探頭調整裝置，所述下探頭調整裝置連接有下探頭裝置；所述探頭裝置架的底部設有耦合系統，所述耦合系統與上探頭裝置、下探頭裝置形成集成耦合水路。
[0011]在上述技術方案的基礎上，所述校驗軌道裝置包括兩組伸縮機構和一根校驗鋼軌，所述校驗鋼軌的兩端分別與兩組伸縮機構連接，校驗鋼軌平行於地面走行架設置，兩組伸縮機構分別固定於立柱，且兩組伸縮機構之間還設有聯動機構。
[0012]在上述技術方案的基礎上，還包括機殼，機身、一級運動系統、二級運動系統、探傷機構、校驗軌道裝置和控制器均設置在機殼內。
[0013]本發明還提供一種基於所述探傷機的探傷方法，其步驟包括:
[0014]S1.開機啟動，並進行探傷機的自檢操作；
[0015]S2.通過控制器控制校驗軌道裝置進入到校驗工位；
[0016]S3.通過控制器啟動一級運動系統，一級運動系統帶動二級運動系統沿上橫梁架設置方向運動，直至與二級運動系統連接的探傷機構移動到校驗軌道裝置處；
[0017]S4.探傷機構利用校驗軌道裝置進行自動校驗動作；
[0018]S5.校驗完成後，通過一級運動系統帶動探傷機構返回到初始位置；
[0019]S6.將待檢鋼軌沿地面走行架設置方向放置到探傷機內部，到位後，一級運動系統帶動探傷機構向待檢鋼軌快速靠攏；
[0020]S7.通過控制器啟動二級運動系統，並手動控制二級運動系統，使二級運動系統帶動探傷機構沿待檢鋼軌設置方向運動，直至探傷機構對正待檢鋼軌的一個焊縫處；
[0021]S8.探傷機構進行自動掃查動作；
[0022]S9.該焊縫處掃查完畢後，二級運動系統帶動探傷機構回位，等待下一焊縫處的掃查；
[0023]S10.重複步驟S7?S9，直至待檢鋼軌的所有焊縫處全部掃查完畢。本發明的有益效果在於:
[0024]1、本探傷機採用由控制器自動控制的探傷機構來實現對鋼軌焊縫處的探傷檢測，取代了傳統的人工探傷方式，探傷過程全自動化，無需人工幹預，減少了漏探、漏報等情況的發生，提聞了探傷的質量和工作效率。
[0025]2、本探傷機設置有一級運動系統和二級運動系統，兩個運動系統能帶動探傷機構運動，確保了探傷機構能夠覆蓋到待測鋼軌的所有焊縫處，保證了探傷結果的全面性及準確性。
[0026]3、本探傷機還設置有校驗軌道裝置，能在進行探傷掃查前先對探傷機的日常性能進行校驗，避免了探傷過程中因機器故障而造成各種損失或損害，提高了探傷機的使用安全性及可靠性。
[0027]4、本發明中，機身採用高強度型鋼拼焊而成，牢固可靠，保證了探傷機整體的強度和剛性；探傷機構的探頭裝置架採用鋁型材拼接而成，不僅結構牢固，重量輕，外形美觀，而且在運動時不會有太大的慣性衝擊，能對探頭裝置起到一定保護作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發明鋼軌焊縫探傷機的結構示意圖；
[0029]圖2為圖1的另一視角示意圖；
[0030]圖3為去除耦合系統後的探頭機構的結構示意圖。
[0031]附圖標記:
[0032]I 一機身，11 一地面走行架，12 一上橫梁架，13 一立柱，14 一直線滑軌，15 一定位塊；
[0033]2--級運動系統，21 —氣缸,22 —氣缸架,23 —魚眼軸承；
[0034]3 一二級運動系統，31 —橫梁,32 —同步輪裝置，33 —直流減速電機，34 —張緊裝置，34a —張緊座，34b —張緊滑塊，34c —張緊螺杆，35 —限位塊；
[0035]4 一探傷機構，41 一探頭裝置架，42 —上探頭調整裝置，43 —上探頭裝置，44 一軌道定位裝置，45 —下探頭調整裝置，46 —下探頭裝置，47 —耦合系統；
[0036]5 一校驗軌道裝置，51 一伸縮機構，52 —校驗鋼軌，53 一聯動機構；
[0037]6 —控制器。

【具體實施方式】
[0038]以下結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0039]如圖1和圖2所示，一種鋼軌焊縫探傷機，包括框架結構的機身1、一級運動系統2、二級運動系統3、探傷機構4、校驗軌道裝置5和控制器6。
[0040]如圖1和圖2所示，所述機身I包括兩根平行設置的地面走行架11,所述地面走行架11的上方水平設有兩根與地面走行架11垂直的上橫梁架12，所述上橫梁架12通過多根立柱13固定於地面走行架11。其中，地面走行架11、上橫梁架12和立柱13採用高強度型鋼拼焊形成機身1，該機身I為探傷機整體的強度和剛性提供了保證，牢固可靠。
[0041]如圖1和圖2所示，所述二級運動系統3的兩端分別滑動設置於兩根上橫梁架12的頂部，並平行於地面走行架11設置。所述二級運動系統3包括橫梁31和固定於橫梁31的同步輪裝置32 ;所述橫梁31平行於地面走行架11設置，且橫梁31的兩端分別滑動設置於兩根上橫梁架12的頂部；所述同步輪裝置32包括兩個同步帶輪和連接兩個同步帶輪的同步帶，且一個同步帶輪連接有直流減速電機33。二級運動系統3的同步帶與探傷機構4連接，直流減速電機33驅動兩個同步帶輪轉動，同步帶輪帶動同步帶運動，從而帶動探傷機構4沿地面走行架11設置方向運動。本實施例中，優選0.4KW的直流減速電機33提供動力，能提供63.5N.M扭矩，保證了探傷工藝對探傷機構4掃查速度的要求。
[0042]另外，為了保證二級運動系統3運行的平穩性和安全性，所述二級運動系統3還設置有張緊裝置34和兩個限位塊35。所述張緊裝置34固定於橫梁31，由張緊座34a、張緊滑塊34b和張緊螺杆34c組成。所述張緊座34a固定於橫梁31，所述張緊滑塊34b滑動設置於張緊座34a，並通過張緊螺杆34c緊固，且張緊滑塊34b與同步帶輪連接。通過調節張緊螺杆34c使張緊滑塊34b滑動，可將同步帶張緊或鬆弛在一定張力範圍內，克服了同步帶的彈性變形且消除了同步帶的往復間隙。兩個限位塊35分別設置於靠近橫梁31的兩端處，有效避免了在控制器6出錯時，由於直流減速電機33無法停止工作而使探傷機構4撞上機身I而造成損壞。
[0043]如圖1和圖2所示，所述一級運動系統2固定於上橫梁架12，包括水平設置的氣缸21，該氣缸21的一端通過氣缸架22固定於上橫梁架12，另一端通過魚眼軸承23與二級運動系統3連接。通過氣缸21的伸縮運動，一級運動系統2帶動二級運動系統3沿上橫梁架12設置方向運動，從而帶動探傷機構4沿上橫梁架12設置方向運動。
[0044]如圖3所示，所述探傷機構4包括探頭裝置架41，該探頭裝置架41採用鋁型材拼接而成，不僅結構牢固，重量輕，外形美觀，而且在運動時不會有太大的慣性衝擊，能對探頭裝置起到一定保護作用。所述探頭裝置架41的頂部與二級運動系統3連接。所述探頭裝置架41的上部設有上探頭調整裝置42，所述上探頭調整裝置42連接有上探頭裝置43，通過上探頭調整裝置42的調整，可控制上探頭裝置43豎直方向上的運動，其中，所述上探頭裝置43用於探查鋼軌的軌頭及軌腰。所述探頭裝置架41的中部設有軌道定位裝置44，所述軌道定位裝置44設有用於發出鋼軌到位信號的接近開關。所述探頭裝置架41的下部設有下探頭調整裝置45，所述下探頭調整裝置45連接有下探頭裝置46，通過下探頭調整裝置45的調整，可控制下探頭裝置46豎直方向上的運動，其中，所述下探頭裝置46用於探查鋼軌的軌底。所述探頭裝置架41的底部設有耦合系統47，所述耦合系統47與上探頭裝置43、下探頭裝置46形成集成耦合水路，能有效保證探頭裝置的探傷效果。
[0045]如圖1和圖2所示，所述校驗軌道裝置5平行於地面走行架11設置，並固定於立柱13。所述校驗軌道裝置5包括兩組伸縮機構51和一根校驗鋼軌52。所述校驗鋼軌52的兩端分別與兩組伸縮機構51連接，且校驗鋼軌52平行於地面走行架11設置。兩組伸縮機構51分別固定於立柱13，每組伸縮機構51採用凸輪軸承作為導向輪，在槽型滑軌裡運動，並用氣缸推動校驗鋼軌52伸縮。為了保證運動的同步，在兩組伸縮機構51之間還設有聯動機構53，使運動不會因為兩組伸縮機構51的特性差異而導致運動遲滯。
[0046]如圖1和圖2所示，所述控制器6固定於一根地面走行架11上，所述控制器6分別與一級運動系統2、二級運動系統3、探傷機構4、校驗軌道裝置5連接。所述控制器6的面板上設有日常校驗按鈕、運動控制按鈕和自動掃查按鈕，日常校驗按鈕用於控制校驗軌道裝置5的校驗操作；運動控制按鈕用於控制一級運動系統2和二級運動系統3的運動操作；自動掃查按鈕用於控制探傷機構4的探傷操作。
[0047]本實施例中，每根上橫梁架12的頂部還設有與上橫梁架12平行的直線滑軌14，所述直線滑軌14靠近兩端處分別設有定位塊15，所述二級運動系統3的每端滑動設置於對應直線滑軌14的兩定位塊15之間。所述直線滑軌14使二級運動系統3的運動更加靈活、可靠，所述定位塊15能對二級運動系統3的運動進行很好的定位及限位。另外，本探傷機還設計有機殼，機身1、一級運動系統2、二級運動系統3、探傷機構4、校驗軌道裝置5和控制器6均設置在機殼內，該機殼設計不但起到了防塵防灰及保護的作用，而且外形美觀。
[0048]一種基於上述鋼軌焊縫探傷機的探傷方法，包括以下步驟:
[0049]S1.開機啟動，並進行探傷機的自檢操作。其中，自檢操作包括檢測一級運動系統2和二級運動系統3的動作是否正常，探傷機構4的各探頭裝置是否回位，校驗軌道裝置5的兩組伸縮裝置51的動作是否正常。
[0050]S2.自檢操作正常完成後，通過控制器6的日常校驗按鈕控制校驗軌道裝置5，校驗伸縮裝置51的氣缸動作，並利用該氣缸推動校驗鋼軌52進入到校驗工位。
[0051]S3.校驗鋼軌52到位後，通過控制器6的運動控制按鈕啟動一級運動系統2，令一級運動系統2帶動二級運動系統3沿上橫梁架12設置方向運動，從而使隨動的探傷機構4向校驗工位移動，直至與二級運動系統3連接的探傷機構4移動到校驗鋼軌52處。
[0052]S4.移動到位後，軌道定位裝置44的接近開關發出鋼軌到位信號，探傷機構4的上探頭裝置43、下探頭裝置46利用校驗鋼軌52自動按照程序進行各種校驗動作。
[0053]S5.校驗動作正常完成後，通過一級運動系統2帶動探傷機構4返回到初始位置。
[0054]S6.將待檢鋼軌沿地面走行架11設置方向放置到探傷機內部，到位後，啟動運動控制按鈕，令一級運動系統2帶動探傷機構4向待檢鋼軌快速靠攏，直線滑軌14上的定位塊15對探傷機構4的運動進行限位，將探傷機構4定位在放置待檢鋼軌的指定位置。
[0055]S7.通過控制器6的運動控制按鈕啟動二級運動系統3，並手動控制二級運動系統3(由於待檢鋼軌是滑移到探傷機內的，所以焊縫停位不準，需手動操作二級運動系統3進行對正操作)，使二級運動系統3帶動探傷機構4沿待檢鋼軌設置方向運動，直至探傷機構4對正待檢鋼軌的一個焊縫處。
[0056]S8.對正後，通過控制器6的自動掃查按鈕啟動探傷機構4，上探頭裝置43、下探頭裝置46開始進行自動掃查動作。
[0057]S9.該焊縫處掃查完畢後，二級運動系統3帶動探傷機構4回位，等待下一焊縫處的掃查。
[0058]S10.重複步驟S7?S9，直至待檢鋼軌的所有焊縫處全部掃查完畢。
[0059]利用本方法進行鋼軌焊縫的探傷時，採用了由控制器6自動控制的探傷機構4來實現對鋼軌焊縫處的探傷檢測，取代了傳統的人工探傷方式，探傷過程全自動化，無需人工幹預，減少了漏探、漏報等情況的發生，提高了探傷的質量和工作效率。並且，在進行探傷掃查前先利用校驗軌道裝置5對探傷機的日常性能進行校驗，避免了探傷過程中因機器故障而造成各種損失或損害，提高了探傷機的使用安全性及可靠性。
[0060]本發明不局限於上述實施方式，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護範圍之內。本說明書中未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員公知的現有技術。
【權利要求】
1.一種鋼軌焊縫探傷機，其特徵在於:包括框架結構的機身(I)、一級運動系統(2)、二級運動系統(3)、探傷機構(4)、校驗軌道裝置(5)和控制器(6)； 所述機身(I)包括兩根平行設置的地面走行架(11)，所述地面走行架(11)的上方水平設有兩根與地面走行架(11)垂直的上橫梁架(12)，所述上橫梁架(12)通過多根立柱(13)固定於地面走行架(11); 所述二級運動系統(3)的兩端分別滑動設置於兩根上橫梁架(12)的頂部，並平行於地面走行架(11)設置，且二級運動系統(3)與探傷機構(4)連接，帶動探傷機構(4)沿地面走行架(11)設置方向運動； 所述一級運動系統(2)固定於上橫梁架(12)，並與二級運動系統(3)連接，帶動二級運動系統(3)沿上橫梁架(12)設置方向運動； 所述校驗軌道裝置(5)平行於地面走行架(11)設置，並固定於立柱(13)； 所述控制器(6)分別與一級運動系統(2)、二級運動系統(3)、探傷機構(4)、校驗軌道裝置(5)連接。
2.如權利要求1所述的鋼軌焊縫探傷機，其特徵在於:所述一級運動系統(2)包括水平設置的氣缸(21)，所述氣缸(21)的一端通過氣缸架(22)固定於上橫梁架(12)，另一端通過魚眼軸承(23)與二級運動系統(3)連接。
3.如權利要求1所述的鋼軌焊縫探傷機，其特徵在於:所述二級運動系統(3)包括橫梁(31)和固定於橫梁(31)的同步輪裝置(32);所述橫梁(31)平行於地面走行架(11)設置，且橫梁(31)的兩端分別滑動設置於兩根上橫梁架(12)的頂部；所述同步輪裝置(32)包括兩個同步帶輪和連接兩個同步帶輪的同步帶，且一個同步帶輪連接有直流減速電機(33)。
4.如權利要求3所述的鋼軌焊縫探傷機，其特徵在於:所述二級運動系統(3)還包括固定於橫梁(31)的張緊裝置(34)，所述張緊裝置(34)由張緊座(34a)、張緊滑塊(34b)和張緊螺杆(34c)組成，所述張緊座(34a)固定於橫梁(31)，所述張緊滑塊(34b)滑動設置於張緊座(34a)，並通過張緊螺杆(34c)緊固，且張緊滑塊(34b)與同步帶輪連接。
5.如權利要求3所述的鋼軌焊縫探傷機，其特徵在於:所述二級運動系統(3)還包括兩個限位塊(35)，所述兩個限位塊(35)分別設置於靠近橫梁(31)的兩端處。
6.如權利要求1所述的鋼軌焊縫探傷機，其特徵在於:每根上橫梁架(12)的頂部還設有與上橫梁架(12)平行的直線滑軌(14)，所述直線滑軌(14)靠近兩端處分別設有定位塊(15);所述二級運動系統(3)的每端滑動設置於對應直線滑軌(14)的兩定位塊(15)之間。
7.如權利要求1所述的鋼軌焊縫探傷機，其特徵在於:所述探傷機構(4)包括探頭裝置架(41)，所述探頭裝置架(41)的頂部與二級運動系統(3)連接；所述探頭裝置架(41)的上部設有上探頭調整裝置(42)，所述上探頭調整裝置(42)連接有上探頭裝置(43);所述探頭裝置架(41)的中部設有軌道定位裝置(44)，所述軌道定位裝置(44)設有用於發出鋼軌到位信號的接近開關；所述探頭裝置架(41)的下部設有下探頭調整裝置(45)，所述下探頭調整裝置(45)連接有下探頭裝置(46);所述探頭裝置架(41)的底部設有耦合系統(47)，所述耦合系統(47)與上探頭裝置(43)、下探頭裝置(46)形成集成耦合水路。
8.如權利要求1所述的鋼軌焊縫探傷機，其特徵在於:所述校驗軌道裝置(5)包括兩組伸縮機構(51)和一根校驗鋼軌(52)，所述校驗鋼軌(52)的兩端分別與兩組伸縮機構(51)連接，校驗鋼軌(52)平行於地面走行架(11)設置，兩組伸縮機構(51)分別固定於立柱(13)，且兩組伸縮機構(51)之間還設有聯動機構(53)。
9.如權利要求1所述的鋼軌焊縫探傷機，其特徵在於:還包括機殼，機身(I)、一級運動系統(2)、二級運動系統(3)、探傷機構(4)、校驗軌道裝置(5)和控制器(6)均設置在機殼內。
10.一種基於權利要求1所述探傷機的探傷方法，其特徵在於，包括以下步驟: S1.開機啟動，並進行探傷機的自檢操作； S2.通過控制器(6)控制校驗軌道裝置(5)進入到校驗工位； S3.通過控制器(6)啟動一級運動系統(2)，一級運動系統(2)帶動_■級運動系統(3)沿上橫梁架(12)設置方向運動，直至與二級運動系統(3)連接的探傷機構(4)移動到校驗軌道裝置(5)處； S4.探傷機構(4)利用校驗軌道裝置(5)進行自動校驗動作； S5.校驗完成後，通過一級運動系統(2)帶動探傷機構(4)返回到初始位置； S6.將待檢鋼軌沿地面走行架(11)設置方向放置到探傷機內部，到位後，一級運動系統(2)帶動探傷機構(4)向待檢鋼軌快速靠攏； S7.通過控制器(6)啟動_■級運動系統(3)，並手動控制_■級運動系統(3)，使_■級運動系統(3)帶動探傷機構(4)沿待檢鋼軌設置方向運動，直至探傷機構(4)對正待檢鋼軌的一個焊縫處； S8.探傷機構(4)進行自動掃查動作； S9.該焊縫處掃查完畢後，二級運動系統(3)帶動探傷機構(4)回位，等待下一焊縫處的掃查； S10.重複步驟S7?S9，直至待檢鋼軌的所有焊縫處全部掃查完畢。
【文檔編號】G01N33/20GK104407116SQ201410718747
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月2日 優先權日:2014年12月2日
【發明者】王賢偉 申請人:武漢翰鐵科技有限公司