УСТРОЙСТВО УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ КОЛЕСНЫХ ПАР РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТА

Полезная модель относится к средствам испытаний изделий ультразвуком и может быть использована для выявления дефектов колес при ремонте и изготовлении подвижного состава железнодорожного транспорта.
Наиболее близким к заявляемому устройству является стенд для ультразвуковых испытаний колесных пар рельсового подвижного состава, содержащий неподвижное основание с опорами для букс испытываемой колесной пары, привод с фрикционным роликом, расположенный с возможностью взаимодействия с боковой поверхностью колеса испытываемой колесной пары, две иммерсионные ванны, подъемно-поворотное устройство для подъема и поворота колесной пары, причем иммерсионные ванны размешены по вертикальному уровню ниже оси вращения испытываемой колесной пары и ниже опор для букс. [Дубина А.В., Бычек И.С., Комаровский И.С. Заявка РФ №2001114138 на изобретение «Стенд для ультразвуковых испытаний колесных пар рельсового подвижного состава», МПК G01М 17/00, опубл. 2003.06.10].
Недостатком указанного устройства является низкая производительность контроля.
Известно устройство, содержащее два сканирующих устройства с пьезоэлектрическими преобразователями, дефектоскоп ультразвуковой, многоканальный коммутатор пьезоэлектрических преобразователей, блок регистрации угла поворота колесной пары вокруг ее оси вращения, включающий в себя съемную метку начала угловой координаты, датчик регистрации начала координат и датчик регистрации угла поворота колесной пары, причем выходы блока регистрации угла поворота колесной
пары вокруг ее оси вращения и ультразвукового дефектоскопа соединены с входом блока управления, который соединен с многоканальным коммутатором пьезоэлектрических преобразователей и вычислительно-запоминающим устройством. [Патент РФ №2293982, МПК G01N 29/04, опубл. 20.02.2007 г, Дубин А.В. «Способ ультразвуковой дефектоскопии колесных пар рельсового транспорта и устройство для его реализации»].
Недостатком является низкая точность и достоверность.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом полезной модели является повышение точности и достоверности ультразвукового контроля колесных пар железнодорожного подвижного состава.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для ультразвуковой дефектоскопии колесных пар рельсового транспорта, содержащем неподвижное основание с опорами для испытуемой колесной пары, привод с фрикционным роликом, расположенный с возможностью взаимодействия с боковой поверхностью колеса испытуемой колесной пары, подъемно-поворотное устройство для подъема и поворота колесной пары, две иммерсионные ванны, размещенные по вертикальному уровню ниже оси вращения испытуемой колесной пары и ее опор, два сканирующих устройства с пьезоэлектрическими преобразователями, дефектоскоп ультразвуковой, многоканальный коммутатор пьезоэлектрических преобразователей, расположенные на поверхности катания колеса и гребня, блок регистрации угла поворота колесной пары вокруг ее оси вращения, включающий в себя съемную метку начала угловой координаты, датчик регистрации начала координат и датчик регистрации угла поворота колесной пары, причем выходы блока регистрации угла поворота колесной пары вокруг ее оси вращения и ультразвукового дефектоскопа соединены с входом блока управления,
который соединен с многоканальным коммутатором пьезоэлектрических преобразователей и вычислительно-запоминающим устройством, пьезоэлектрические преобразователи сканирующих устройств размещены в n поперечных плоскостях колеса и сдвинуты относительно друг друга по кругу катания на угол не менее α=5°-10°.
На фиг.1 представлено устройство для ультразвукового контроля колесных пар железнодорожного подвижного состава.
На фиг.2 представлено расположение пьезоэлектрических преобразователей на поверхности катания колеса.
Устройство содержит: колесную пару 1, две иммерсионные ванны 2, два сканирующих устройства 3, дефектоскоп ультразвуковой 4, блок регистрации угла поворота колесной пары 5, датчик угла поворота колесной пары 6, датчик регистрации начала координат 7, съемную метку начала угловой координаты 8, многоканальный коммутатор пьезоэлектрических преобразователей 9, блок управления 10, вычислительно-запоминающее устройство 11.
Устройство работает следующим образом. Рычажные системы сканирующих устройств 3 (фиг.1), фрикционные ролики привода и датчика угла поворота 6 переводятся в нерабочее положение, обеспечивая свободную установку колесной пары 1 на опоры. После установки колесной пары в иммерсионные ванны 2 рычажные системы сканирующих устройств 3 и фрикционные ролики привода и датчика угла поворота 6 колесной пары переводятся в рабочее положение. На внешнюю часть обода колеса, расположенного со стороны блока регистрации угла поворота 5 колесной пары вокруг ее оси вращения, в углубление клейма завода-изготовителя устанавливают съемную метку 8. Колесную пару вращают до совпадения съемной метки 8 с датчиком регистрации начала координат 7. Включают блок управления 10, который выдает управляющие сигналы многоканальному коммутатору 9 на включение
первого пьезоэлектрического преобразователя (фиг.2) и блоку регистрации угла поворота 5 колесной пары - на начало отсчета угловой координаты, и приводу - на начало вращения колесной пары. Колесную пару вращают в заданном направлении не менее, чем К×М оборотов, где М - число коммутируемых датчиков, К - число повторений циклов контроля для подтверждения достоверности принятого сигнала. Исходя из опытных данных, принимается К=3. Угловая скорость вращения колесной пары - 4...6 оборотов в минуту. При регистрации отраженного сигнала дефектоскоп через блок управления 10 передает сигнал в вычислительно-запоминающее устройство 11, которое формирует адресную по угловым координатам базу принятых сигналов. После выполнения К оборотов колесной пары, вычислительно-запоминающее устройство идентифицирует соответствующие угловой координате дефекты, выявленные включенным пьезоэлектрическим преобразователем. На блок управления передается информация о наличии и координатах дефекта, выключается привод вращения колесной пары. Цикл контроля повторяется до проверки колеса всеми преобразователями. Информация о результатах контроля сохраняется в вычислительно-запоминающем устройстве 11, после чего формируется пространственная картинка, по которой судят о наличии дефектов и отклонений геометрических параметров от требований ПТЭ.
Устройство реализовано в виде установки для ультразвуковой дефектоскопии колесных пар колеи 1520 мм по ГОСТ 4835-80. Установка совмещена с технологической рельсовой колеей, по которой подаются колесные пары без буксовых узлов и внутренних колец подшипников. Опоры 2 оснащены латунными роликами для предотвращения повреждений поверхности шейки оси. В качестве электронного блока дефектоскопического использован дефектоскоп УД2-12 по ГОСТ 23049-84 и преобразователи пьезоэлектрические из комплекта ПРИЗ-Д5 по ГОСТ
26266-84. В качестве съемной метки начала угловой координаты использован цилиндрический магнит диаметром 7 мм и высотой 5 мм из материала КС-37, намагниченный вдоль оси цилиндра. Иммерсионные ванны выполнены сварными из металлического листа емкостью по 70 л, в качестве контактной среды использована техническая вода. В иммерсионных ваннах размещены сканирующие устройства, каждое из которых оснащено семью пьезоэлектрическими преобразователями.
Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность на 30%, производительность в 2 раза и ресурс колесных пар.