下载文档原格式
图１车轮探伤的主要区域图２组合探头的覆盖区域区域。
１．２探头组设计每组共５个探头，其中１个直探头、４个斜探头，并且探头角度各不相同，可扫查车轮内部不同的位置。
如图２所示，其中２个斜探头主要用于探测踏面附近的缺陷，另外２个斜探头用于探测踏面以上到车轮外侧面的区域，直探头的作用一是探伤，二是用来监视探头和车轮的耦合程度。
将每一组探头置于一个探头盒中。
探头盒中有一出水孔，从中喷出的水在探头盒和车轮内侧面形成水膜，由此构成水膜法探伤，为动态车轮探伤提供稳定的耦合。
为了使探头盒和车轮更紧密地接触，在探头盒的不同位置安有磁钢。
１．３探头组阵列如图３所示，探头组阵列排列在钢轨内侧的探头架上。
探头架置于钢轨内侧的地沟内，并且可以自动升降。
不探伤时，探头架下降到地沟中可以减少车轮对探头盒的磨损。
每个探头盒的长度是８８ｍｍ，两侧各有４５个探头盒，因此每侧探头盒的总长度为３９６０ｍｍ，大于机车车轮周长，保证在探伤中不会出现漏探。
鬻鬻鬻糕麟鬻霉豢缫麟冀缀黼魏鬻襞鬃蘸鼗襞饕夔麓猫鬻鬻蒸剡－探头架和探头阵列传感器３传感器２传感ｊ嘲Ｉ｜—一图３探头组阵列和传感器位置图由于是在线实时探伤，因此要求在机车行进速度≥３ｋｍ／ｈ时能正常探伤。
而机车的速度受到超声波在车轮中传播的时间Ｔ、超声波探头的横向长度ｄ的限制。
设车轮的速度为Ｖ，则Ｖ—ｄ／Ｔ。
当Ｔ为一次回波的时间，ｄ为５个探头中横向长度最小值时，车速为最大。
如果ｄ＝ｌＯｔｏｎｉ，Ｔ－－－－Ｏ．１２２２ｒｎｓ，Ｖ＝ｄ／Ｔ＝８１．８３３ｍ／ｓ，即Ｖ一２９４ｋｍ／ｈ，理论上能够满足３ｋｍ／ｈ的在线实时探伤需求。
但当车速增加时，车轮和探头间的水耦合难度加大。
２探伤过程２．１探伤流程如图４所示，机车车轮依次通过钢轨边的３个传感器，当经过传感器１时，触发探头架升起和耦合水泵开启。
当通过传感器２和３后，主机测得通过两传感器的时间，并根据两传感器间距求得机车速度。
根据车速和传感器与第一组探头的间距判断探头开始工作时间。
轮轴超声波探伤的智能化技术浅析摘要:随着高速铁路的快速发展，动车组逐渐取代普通客车。
动车组的运营对轮轴的质量要求也越来越高，轮轴探伤的智能化是目前提高探伤效率和质量的主要手段。
通过分析目前常用的轮轴探伤方法，从硬件、软件两方面介绍智能化技术在轮轴探伤中的应用。
随着我国铁路运营里程的不断增长，动车组在列车中所占比例也越来越大。
作为动车组重要部件之一，轮轴在实际运用过程中经常出现裂纹、烧损等问题，影响动车组的运行安全，给铁路运输造成巨大损失。
因此，为了保障铁路运输安全，轮轴探伤检测显得尤为重要。
超声波探伤是目前用于轮轴检测最常用的方法之一。
关键词:轮轴；超声波探伤；智能化技术目前，铁路轨道交通运输设备的发展主要经历了蒸汽机车、电力机车和动车组三个阶段，从蒸汽机车到电力机车，从电力机车到动车组，铁路装备技术不断发展，我国铁路动车组列车运行速度越来越快、运行里程越来越长，对轮轴质量的要求也越来越高。
超声波探伤作为轮轴无损探伤最常用的方法之一，一直被广泛应用于高速列车轮轴探伤中。
目前在我国铁路上使用的轮轴超声波探伤设备主要有超声波探伤仪和X射线探伤仪两种。
传统的轮轴超声波探伤系统是在人工操作下进行，工作人员需对被检测的轮轴进行逐个检查和探伤，且存在着许多弊端：劳动强度大、工作效率低、人员伤亡风险高、易造成漏检等。
随着技术的发展，智能化技术在轮轴探伤中的应用成为可能，本文重点介绍超声波智能化技术在轮轴探伤中的应用，并对其发展方向进行了展望。
1.轮轴探伤方法超声波探伤是用一种发射频率低于30MHz的超声波，在物体表面或内部进行传播，并能形成回波的一种无损检测方法。
超声波探伤是一种在不接触工件情况下，利用超声波属性对工件内部或表面缺陷进行探伤的技术。
轮轴超声波探伤目前主要采用脉冲反射法。
脉冲反射法是一种常用的轮对超声波探伤技术，通过检测超声波信号的幅值和频率，来识别裂纹等缺陷。
以下是脉冲反射法的基本原理：使用一种特殊的超声波探头进行探伤，该探头在探伤过程中发射超声波信号，并在返回信号中记录幅值和频率等信息。
基于铁路货车轮轴超声波探伤工艺的研究发布时间：2022-09-20T09:16:11.681Z 来源：《科学与技术》2022年5月10期作者：赵帅[导读] 现如今，我国铁路领域规模随着经济的提升、科技的进步得以全面扩张赵帅中国中车集团齐齐哈尔车辆有限公司沧州分公司河北沧州 061113摘要：现如今，我国铁路领域规模随着经济的提升、科技的进步得以全面扩张，而在铁路领域中铁路运输行业占据着重要的比例，同时，随着铁路领域的扩张，铁路企业的数量也随之增多。
因此提升铁路货车生产质量、加快铁路货车生产效率、保证铁路货车运行安全、注重铁路货车整体性能不仅可以提升我国铁路在世界的影响力，同时也是增强铁路企业的竞争力。
在铁路货车制造过程中，轮轴是货车安全运行的重要部件，因此对于铁路货车轮轴的分析与研究是必不可少的。
本文以基于铁路货车轮轴超声波探伤工艺的研究为题，通过对轮轴损伤进行分析、研究铁路货车轮轴超声波探伤工艺、以及超声波探伤自动化发展，以此来有效掌握轮轴损伤原因，并提升铁路货车安全性与技术水平，满足我国铁路行业的发展需求。
关键词：铁路领域；铁路货车；轮轴；超声波；探伤工艺引言：轮轴对于铁路货车的重要性不言而喻，不仅具备承重作用，同时还承担着保证铁路货车的安全保证，并且轮轴的质量问题也关乎着整个铁路运输的经济发展。
在铁路货车运输过程中，对于轮轴的影响因素有许多，包括轮轴结构设计、材料选择、重量承受、运行环境和使用条件等方面。
因此，为了提高轮轴在铁路货车运行中的应用效果，对于轮轴的检测以及检修至关重要。
超声波探伤工艺是一种无损检测技术，可以有效应用在轮轴检测过程中，起到重要的作用。
并且，随着科学技术的不断进步，利用计算机技术不断完善超声波探伤工艺，实现超声波探伤自动化，不仅可以提升轮轴检测效率，同时还能够有效提升铁路货车安全性，推动铁路行业快速发展。
一、铁路货车轮轴损伤分析铁路货车轮轴是由车轮以及车轴两部分零件组成，而在轮轴实际运行过程中，车轮的磨损率要大于车轴。
Internal Combustion Engine & Parts• 71 •车轮近表面缺陷的超声表面波探伤探讨张弢(中车哈尔滨车辆有限公司，哈尔滨150056)摘要：本文从经典物理学理论出发，从本质上分析了超声表面波的理论特性，并结合这些理论特性，解释了超声表面波在车轮探 伤中可能出现的现象及其理论依据，有助于更加准确的判定实际探伤过程中缺陷信息。
Abstract：This paper starts from th e theor^^o f classical physics,analyzes th e characteristics o f ultrasonic surface wave theory in essence,and com bines th e characteristics o f these theories to explain th e possible phenom enon o f th e ultrasonic surface w ave in th e w heel inspection and its theoretical basis,helps to determ ine defect inform ation in th e actual testing process m o re accurately.关键词：超声表面波;车轮；无损检测1问题提出的背景铁路车辆车轮是保证铁路运输安全的关键部件，近年 来，多次发生铁路客车、机车的车轮踏面剥离，影响正常的 铁路运输秩序和安全的情况，从现有的剥离情况看，大多 数的剥离是由于材料内部存在非金属夹杂所致，而目前，对车轮探伤，在客车和机车中，采用踏面双晶探头加轮辋 内侧面纵波直探头的方式，而货车车轮，检修中，踏面部位 甚至没有探伤要求，这对铁路车辆的运行安全，存在着隐 患，一旦发生踏面大面积剥离，可能导致车辆脱轨，造成重 大的经济损失，也影响铁路的正常运输秩序，因此，找到合 适的车轮探伤方法显得尤其必要。
火车车轮超声波探伤摘要:本文介绍了火车车轮超声波A扫描和C扫描探伤,并对C扫描探伤的原理、方法和过程进行了详细的介绍。
对于C扫描探伤的直接接触法与水浸法两种方法进行了比较,水浸法探伤在探测不同取向缺陷、较薄试件、灵敏度、分辨率、探头寿命和可靠性方面具有较大优势。
对于超声波A扫描和C扫描探伤的优缺点进行了比较。
关键词:火车车轮超声波探伤C扫描常规车轮检测主要是以A扫描为主,A扫描探伤是基本的探伤方式,其采用脉冲反射幅度法检测缺陷。
A扫描只能反应基本信息且与技术人员的经验有极大关系。
常规超声波检验主要分为在线检测和离线检测两种。
自动车轮探伤工序如图1所示。
设备采用耦合接触法超声波探伤,车轮内侧面和踏面分别布置一组组合式耦合接触式双晶探头,声束覆盖各扫查面宽度。
工件经过抛丸处理后由辊道进入检测托辊,稳定后工件转动,实现探头对工件轴向和径向的扫查,检测人员观察屏幕及各通道指示灯,发现有缺陷红灯指示时切换屏幕显示,转动工件仔细确认缺陷,并填写检验结果,检查完毕,车轮经辊道进入下一检测工序。
1 车轮超声C扫描探伤C扫描实现了材料检测的自动化,使检测结果呈直观的图像显示;超声C扫描具有良好的穿透性,对缺陷具有较高的灵敏度和可靠性;C 扫描可以获得材质内部缺陷、损伤的大量信息,甚至可以对工件的整体品质做一定的质量评估[1～2]。
1956年在美国的加里福尼亚的派拉蒙研究出世界上第一台超声波C扫描检测仪器,C扫描技术很快推广应用到材料内部缺陷的检测上。
超声波C扫描提取垂直于声束指定截面(即横向截面像)的回波信息合成二维图像,可获取不同截面的信息,因此被广泛应用[3～4],超声C扫描过程如图2所示。
在水浸式C扫描成像中,超声探头得移动是二维扫描即要沿x方向扫描,又要沿z方向扫描。
为获得某一与声束轴线垂直的断面在y=y0的图像,扫描声束应聚焦与该平面,并从换能器接收到的散射信号中选取对应于y=y0处的信号幅度,调制图像中与物体坐标(x,z)相应像素的亮度,以获得y=y0截面的图像。
车辆轮轴超声波检测技术研究与实现叶树涛（工程师033-22366）哈尔滨铁路局工业总公司，黑龙江哈尔滨150001摘要介绍了机车车轴超声检测的方法和现状。
在分析现有探伤方法优、缺点的基础上，提出了一种基于PC机的机车车轴探伤系统的设计，该系统可用于机车车轴的在线和离线探伤，解决了目前超声探伤系统检测频率较低的问题。
关键词超声检测；信号处理；探伤；USB；FPGA车轴是机车车辆中涉及安全的重要运转部件之一，在制造和使用过程中，会出现各种危害性缺陷。
我国约有百万根以上的车轴在线路上运行着，任何一根车轴的断裂，往往都会导致列车颠覆，运输中断，甚至是车毁人亡的恶性事故，并造成巨大的经济损失。
随着列车速度和车流量的提高，缺陷的发生和发展有提早和加快的趋势，给运输安全构成极大威胁。
为确保行车安全,铁路部门十分重视探伤工作, 定期对车轴关键部位进行超声波探伤。
目前，超声检测中手工操作仍占优势，检测结果将取决于操作人员的个人技术和经验，包含的主观因素较多。
因此在超声探伤中实现缺陷的自动识别、自动报警和自动记录，并提供缺陷参数和图形信息，实现探伤自动化并提高探伤精度，研究和改进超声波探伤方法, 对防止断轴事故、确保行车安全具有十分重要的意义。
1 机车车轴超声检测现状目前国内外对火车轮轴的检测主要放在生产环节和进行定期检修上，平时只是进行粗略的以耳听、眼看、手摸为主的检测。
而国外不少发达国家的铁路部门已经开始研究火车车轴在线自动检测装置。
美国、意大利等国都研制出了机车轮轴自动化探伤系统，德国DB铁路、法国铁路等已经开发出了车载式检测系统。
我国对运行中的轮轴检测主要是通过用锤子敲击机车轮轴听其声音有无异常来判断缺陷的，而对已运行的火车轮轴定期检修时，往往先将其卸下再搬到检测台上进行检测，这种检测不但效率低而且容易漏检。
1984年武汉自动化研究所与铁道部郑州江岸车辆段，开始共同研制了微机轮轴超声波自动探伤机。
利用这套系统不仅可以准确找轮轴上的裂纹，而且可以画出裂纹波形以建立轮轴的卡片存档，从而提高了修车质量和管理水平。
机车整体车轮与轮箍超声波探伤技术研究摘要:论述了整体车轮和轮箍的缺陷类型、分布状况，介绍了新制整体车轮和轮箍的探伤方法，分析了超声波探伤波形，并对易发问题提出了改进措施和建议。
关键词：整体车轮；轮箍；缺陷；超声波探伤0 前言随着铁路客运列车的全面提速，对机车各部分性能的要求也相应提高。
整体车和轮箍是机车走行部的主要运动部件，由于新品在制造过程中有可能因冶金缺陷形成先天性裂纹源，并在以后的运用过程中直接与钢轨接触，承受着各种交变载荷，会逐渐萌生和扩展为疲劳缺陷，因此为了保证行车安全，保证新制整体车轮和轮箍的探伤质量十分重要。
1 缺陷类型及分布状况整体车轮和轮箍中的缺陷有冶金缺陷和疲劳缺陷两大类。
冶金缺陷是指车轮或轮箍在冶金、生产加工过程中产生的缺陷，主要有气孔、疏松、砂眼、夹杂物、白点、偏析、裂纹等。
在使用过程中出现的疲劳缺陷主要为车轮辋裂、轮箍崩箍、轮箍标记字头裂纹、踏面以及轮缘剥离和掉块，基本属于接触疲劳损伤、踏面制动型和滑动型热损伤。
由于冶金缺陷的存在，车轮和轮箍在运用过程中出现应力集中，在应力集中区域，金属容易延展出裂纹。
在以往的研究分析中发现，车轮和轮箍疲劳源区中常存在脆性氧化物夹杂Al2O3或 6Al2O3·CaO，这类夹杂物实际上近似或等同于微小的裂纹[1]，在应力的作用下形成内部疲劳裂纹，并逐渐向表面扩展。
疲劳裂纹是一种十分危险的缺陷，而冶金缺陷是疲劳缺陷的主要诱因。
冶金缺陷具有典型的周向方向性，一般沿碾压方向延伸；而疲劳缺陷多数产生于车轮轮箍踏面下10～30mm范围内，裂纹源常位于踏面下15mm左右，一般先沿圆周方向发展，然后再折向径向(也有直接沿径向发展的)[2]，沿与踏面成30°～40°的方向向踏面扩展。
2 新制整体车轮和轮箍的常见裂损情况和探伤方法2.1 内部缺陷及探伤方法新制整体车轮或轮箍的内部缺陷主要有气孔、疏松、砂眼、夹杂物、白点、偏析等。
