[实用新型]一种车载式轮对探伤系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及铁路轮对探伤技术，具体涉及一种车载式轮对探伤系统。

背景技术

无论是高铁还是普通铁路，在“十二五”期间列车的速度将会进一步的提高。列车提速后，车轮在高速运动条件下，受到速度效应和制动方式的制约，其受力状态发生了很大变化，对其强韧性、耐磨性、抗热裂性、抗疲劳性、抗剥离性提出了更高的要求。如何保证车轮和车轴的安全是当前铁路行业安全生产的重要需求之一。车轮是机车车辆的最终受力部件，它把机车车辆的载荷传给钢轨，并在钢轨上转动，完成车辆的运行。车轮性能的好坏，直接影响着行车的安全。近年来，随着高速和重载的发展，机车车辆的轮对要承受很大的动态负载，在车轮踏面、轮辋、轮辐及辐板孔附近易出现应力集中现象，造成车轮产生疲劳裂纹等故障，严重时可导致车轮破碎，机车颠覆性事故。因此，对车轮检测并准确地判断其缺陷位置一直是铁道运输部门非常重视的问题，除了在新车轮出厂服役前要经过严格的质量检验之外，还要在车轮的使用、运行寿命阶段进行不断地跟踪检验疲劳裂纹的产生和发展过程。

目前对车轮采用的无损探伤方法有很多种，主要依据车轮各部位出现缺陷的特点和实际检验级别的需要，选用较为合适的无损探伤方法进行检验。从探伤工具的利用方面最简单的方法是机车检修人员通过锤敲车轮发出的声音来判断车轮的缺损情况，也可以利用便携式的探伤仪进行现场的车轮缺陷探伤和评估，大型自动化探伤设备能提供更加严格的车轮质量检验手段。从被检车轮解体方面可分为在线检测和落轮检测两种方式；从被检车轮运行状态方面也可分为静态检测和动态检测两种方式；从选用的车轮无损探伤方面主要有磁粉探伤法、涡流探伤法、液体渗透法和超声探伤法等。其中，磁粉和涡流探伤法仅能对车轮的表面及近表面的缺陷进行检验，液体渗透法仅能对车轮表面开口的缺陷进行检验，超声探伤法可对车轮内部的缺陷进行检验。在车轮缺陷的动态检测方面，早在20世纪70年代初，国际上就开始了自动检测在线车轮缺陷的超声方法的研究。20世纪80年代中期，德国利用电磁超声技术研制成功车轮踏面裂纹EMAT探伤装置，该全自动探伤装置实现了运行机车车轮的动态探伤。80年代末期，美国也研制出类似的电磁超声探伤装置。电磁超声检测由于在线的列车车轮内部存在回流电流，回流电流会影响车轮内部交变电流，从而干扰电磁超声波的产生，影响检测结果。因此电磁超声检测方法仅对车轮的踏面表面及近表面缺陷探伤有效，且缺陷判伤容易受到踏面表面其它非缺陷物质(如油污、粘滞物等)的干扰。国内从早期主要是依赖人工检测到现在已形成较为完善的车轮检测体系，但随着提速及对安全性要求的提高，尤其是对于轮对缺陷的早期检测，近年来，逐渐开始研究地面安装的车轮在线自动探伤装置。但车载自动探伤设备还是一个空白。

目前轮对探伤的方式分为两种：落轮式探伤和在线式探伤：（1）落轮式探伤主要适用于整备场机车车辆检修，需要将车轮拆下，安装至探伤装置上。缺点是检修需要机车进库，并进行拆卸，因而时间长、效率低及工作量大，另外，无法进行轮对健康状态的实时检测。（2）在线式探伤分为正线轨边探伤和整备场进场线探伤。正线探伤是将设备安装于正线轨道上，车轮经过时进行探伤。缺点是探伤区域有限，仅局限于轮辋浅层8mm范围内，且会受电力机车回流干扰，无法进行轮对健康状态的实时检测。整备场进场线探伤是将设备安装于机务段整备场进场线路上，当车轮经过时进行探伤。缺点是造价高，施工周期长，探伤区域有限，仅限于轮辋、轮缘及辐板浅层，另外，无法进行轮对健康状态的实时检测。从以上说明可知，现有轮对探伤技术存在着探伤效率及人员工作量与探伤覆盖范围及成本之间的矛盾，即落轮式探伤设备保证了探伤覆盖范围，且成本相对低廉，但效率低，且工作人员工作量大，在线式探伤设备效率较高，但成本较高，施工量大，且探伤覆盖面受限。且上述两种方式都不能实现实时检测，因此如何解决探伤效率及人员工作量与探伤覆盖范围及成本的矛盾问题、实现机车车辆行进中轮对探伤，已经成为一项亟待解决的关键技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够在机车车辆出厂时预装在机车上，检测快速高效、无需后期线路施工、探伤范围广、可覆盖车轮所有需要检测部位、造价较低、机车运行过程中可随时检测轮对健康状态的车载式轮对探伤系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：