close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10063

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2007.12.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 10063
(13) C1
(19)
G 01N 29/26
G 01M 17/08
СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ
КОЛЕСНЫХ ПАР РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТА
И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
(21) Номер заявки: a 20020225
(22) 2002.03.18
(43) 2003.09.30
(71) Заявитель: Дубина Анатолий Владимирович (BY)
(72) Автор: Дубина Анатолий Владимирович (BY)
(73) Патентообладатель: Дубина Анатолий
Владимирович (BY)
(56) BY a 20000607, 2001.
RU 2032171 C1, 1995.
SU 1522088 A1, 1989.
GB 1126429, 1968.
US 5864065 A, 1999.
WO 00/08459 A1.
WO 01/98769 A1.
BY 10063 C1 2007.12.30
(57)
1. Способ ультразвуковой дефектоскопии колесной пары рельсового транспорта, в котором колесную пару нижней частью контролируемых колес погружают в иммерсионные
ванны с контактной жидкостью, фиксируют с возможностью поворота вокруг оси вращения и осуществляют прозвучивание колес одновременно с вращением колесной пары, отличающийся тем, что прозвучивание осуществляют с помощью сканирующих устройств
BY 10063 C1 2007.12.30
с пьезоэлектрическими преобразователями, расположенными в ваннах с контактной жидкостью, на контролируемом колесе фиксируют съемную метку начала угловой координаты и задают направление вращения колесной пары, колесную пару вращают в заданном
направлении К оборотов относительно неподвижного сканирующего устройства, одновременно регистрируют угловую координату съемной метки по отношению к сканирующему устройству, запоминают угловые координаты и амплитуды принимаемых сигналов,
и по превышению браковочного уровня принимаемого сигнала судят о наличии недопустимых дефектов.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что амплитуды принимаемых сигналов, различающиеся по угловой координате на целое число полных оборотов (2П), складывают, и о
наличии недопустимого дефекта судят по превышению браковочного уровня суммарного
сигнала, равного К⋅Nбр., где К - число оборотов, выполненных колесной парой, Nбр. - амплитуда сигнала от недопустимого дефекта при настройке дефектоскопа на уровень браковочной чувствительности.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после выполнения К оборотов колесной
пары коммутируют следующий пьезоэлектрический преобразователь, и цикл контроля
повторяют для каждого из преобразователей.
4. Устройство для ультразвуковой дефектоскопии колесной пары рельсового транспорта, содержащее неподвижное основание с опорами для испытываемой колесной пары,
привод с фрикционным роликом, расположенным с возможностью взаимодействия с боковой поверхностью колеса испытываемой колесной пары, подъемно-поворотное устройство, две иммерсионные ванны, размещенные по вертикальному уровню ниже оси
вращения испытываемой колесной пары и опор, отличающееся тем, что содержит расположенные в иммерсионных ваннах два сканирующих устройства с пьезоэлектрическими
преобразователями, связанными посредством многоканального коммутатора со входом
ультразвукового дефектоскопа, блок управления, входы которого связаны с выходами
блока регистрации угла поворота колесной пары вокруг ее оси вращения, ультразвукового
дефектоскопа и вычислительно-запоминающего устройства, а выходы - с многоканальным
коммутатором и входом вычислительно-запоминающего устройства.
5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что блок регистрации угла поворота колесной пары вокруг ее оси вращения содержит съемную метку начала угловой координаты,
выполненную с возможностью размещения на ободе колеса контролируемой колесной пары, датчик регистрации начала координат, расположенный с возможностью взаимодействия со съемной меткой, и датчик регистрации угла поворота колесной пары, выход
которого соединен со входом блока управления.
Изобретение относится к методам и средствам испытаний изделий ультразвуком и
может быть использовано для выявления дефектов колес при ремонте и изготовлении подвижного состава железнодорожного транспорта.
Известен способ ультразвукового контроля ободьев колес рельсового подвижного состава [1], заключающийся в том, что на часть боковой поверхности обода наносится контактная жидкость, пьезоэлектрический преобразователь вручную перемещают по
заданной траектории сначала в режиме поисковой чувствительности, отмечают места регистрации сигналов от предполагаемых дефектов, а затем в режиме браковочной чувствительности выявляют недопустимые дефекты. Недостатком способа является низкая
производительность контроля.
Способ реализуется с помощью механизированной установки для дефектоскопии вагонных колесных пар, проект № 6733В [2], содержащей неподвижное основание, на котором смонтирован привод механизма вращения колесной пары с фрикционными роликами,
опорные ролики, на которые устанавливается колесная пара, направляющий рельс и меха2
BY 10063 C1 2007.12.30
низм для перемещения дефектоскопа вдоль проверяемой оси. Опорные ролики механизма
вращения колесной пары конструктивно выполнены на одном уровне с рельсами технологических путей. Недостатком указанной установки является низкая производительность
контроля.
Известен технологический процесс ультразвуковой дефектоскопии вагонных колес,
описанный в [3] и заключающийся в том, что пьезоэлектрические преобразователи направляют на контактных поверхностях испытываемого колеса по концентрическим окружностям с помощью сканирующего устройства, которое устанавливают на обод
испытываемого колеса, на контролируемый сектор колеса кистью наносят контактную
жидкость, затем осуществляют поисковый контроль путем ручного перемещения сканирующего устройства в режиме поисковой чувствительности и отмечают зоны появления
сигналов в пределах контролируемого сектора. Затем проворачивают колесную пару механизмом вращения и таким же образом выполняют поисковый контроль следующих секторов, а после этого отмеченные зоны контролируют повторно в режиме браковочной
чувствительности для выявления недопустимых дефектов.
Недостатком указанного способа является низкая производительность и достоверность контроля.
Наиболее близким к заявляемому способу (прототип) является описание работы стенда для ультразвуковых испытаний колесных пар рельсового подвижного состава [4], в котором колесную пару нижней частью контролируемых колес погружают в иммерсионные
ванны с контактной жидкостью, фиксируют ее положение с возможностью поворота вокруг оси вращения, и осуществляют ультразвуковой контроль (прозвучивание) колес эхоимпульсным методом одновременно с вращением колесной пары.
Наиболее близким к заявляемому устройству является стенд для ультразвуковых испытаний колесных пар рельсового подвижного состава [4], 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 размещены
по вертикальному уровню ниже оси вращения испытываемой колесной пары и ниже опор
для букс.
Недостатком указанных способа и устройства является низкая производительность и
достоверность контроля.
Задачей предлагаемого способа и устройства для его реализации является повышение
производительности и достоверности ультразвукового контроля колес железнодорожного
подвижного состава.
Технический результат достигается способом, в котором колесную пару нижней частью контролируемых колес погружают в иммерсионные ванны с контактной жидкостью,
фиксируют с возможностью вращения вокруг продольной оси, и осуществляют прозвучивание колес одновременно с вращением колесной пары, отличающимся тем, что прозвучивание осуществляют с помощью сканирующих устройств с пьезоэлектрическими
преобразователями, расположенными в ваннах с контактной жидкостью, на контролируемом колесе устанавливают съемную метку начала угловой координаты и задают направление вращения колесной пары, колесную пару вращают в заданном направлении К
оборотов относительно неподвижного сканирующего устройства, одновременно регистрируют угловую координату съемной метки по отношению к сканирующему устройству,
запоминают угловые координаты и амплитуды принимаемых сигналов, и по превышению
браковочного уровня принимаемого сигнала судят о наличии недопустимых дефектов.
Для подтверждения достоверности амплитуды принятых сигналов, различающиеся по угловой координате на целое число полных оборотов (2П), складывают, и о наличии недопустимого дефекта судят по превышению браковочного уровня суммарного сигнала,
3
BY 10063 C1 2007.12.30
равного К · Nбp., где К - число оборотов, выполненных колесной парой, Nбp. - амплитуда
сигнала от недопустимого дефекта при настройке дефектоскопа на уровень браковочной
чувствительности.
После выполнения К оборотов колесной пары коммутируют следующий пьезоэлектрический преобразователь и цикл контроля повторяют для каждого из преобразователей.
Способ реализуется посредством устройства, содержащего неподвижное основание с
опорами для испытываемой колесной пары, привод с фрикционным роликом, расположенным с возможностью взаимодействия с боковой поверхностью колеса испытываемой колесной пары, подъемно-поворотное устройство для подъема и поворота колесной пары, две
иммерсионные ванны, размещенные по вертикальному уровню ниже оси вращения испытываемой колесной пары и ее опор, отличающегося тем, что содержит расположенные в
иммерсионных ваннах с контактной жидкостью два сканирующих устройства с пьезоэлектрическими преобразователями, связанными посредством многоканального коммутатора с
входом ультразвукового дефектоскопа, блок управления, входы которого связаны с выходами блока регистрации угла поворота колесной пары вокруг ее оси вращения, ультразвукового дефектоскопа и вычислительно-запоминающего устройства, а выходы - с
многоканальным коммутатором и входом вычислительно-запоминающего устройства.
Блок регистрации угла поворота колесной пары вокруг ее оси вращения содержит
съемную метку начала угловой координаты, выполненную с возможностью размещения
на ободе колеса контролируемой колесной пары, датчик регистрации начала координат,
расположенный с возможностью взаимодействия со съемной меткой, и датчик регистрации угла поворота колесной пары, выход которого соединен с входом блока управления.
На фигуре показана функциональная схема устройства. Устройство содержит основание с опорами для испытываемой колесной пары 1, привод с фрикционным роликом, расположенный с возможностью взаимодействия с боковой поверхностью колеса
испытываемой колесной пары, две иммерсионные ванны 2, размещенные по вертикальному уровню ниже оси вращения испытываемой колесной пары 1 и ее опор. В иммерсионных ваннах 2 размещены два сканирующих устройства 3 с пьезоэлектрическими
преобразователями, связанными посредством многоканального коммутатора 9 с ультразвуковым дефектоскопом 4. Блок управления 10 входами связан с блоком регистрации угла поворота 5 колесной пары вокруг ее оси вращения, с выходом ультразвукового
дефектоскопа 4 и выходом вычислительно-запоминающего устройства 11, вход которого
связан с выходом блока управления 10. Выходами блок управления 10 связан с входом
ультразвукового дефектоскопа 4, входом коммутатора каналов 9, входом вычислительнозапоминающего устройства 11. Блок регистрации угла поворота 5 колесной пары вокруг
ее оси вращения включает в себя датчик угла поворота 6 колесной пары, датчик регистрации начала координат 7, съемную метку 8 начала угловой координаты.
Устройство работает следующим образом. Рычажные системы сканирующих устройств 3, фрикционные ролики привода и датчика угла поворота 6 переводятся в нерабочее положение, обеспечивая свободную установку колесной пары на опоры. После
установки колесной пары 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 заводаизготовителя 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 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
4
BY 10063 C1 2007.12.30
датчиков, К - число повторений циклов контроля для подтверждения достоверности принятого сигнала.
Исходя из опытных данных, принято 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. При последующих
оборотах сигналы с одноименными адресами складываются. После выполнения К оборотов
колесной пары адресные ячейки, накопившие К сигналов о наличии дефекта, идентифицируются вычислительно-запоминающим устройством как соответствующие угловой координате дефекта, выявленного включенным пьезоэлектрическим преобразователем. На блок
управления 10 передается информация о наличии и координатах дефекта, выключается
привод вращения колесной пары. При отсутствии адресных ячеек, накопивших К сигналов
о наличии дефекта, выполняется коммутация следующего преобразователя и цикл контроля
повторяется до проверки колеса всеми преобразователями. Информация о результатах контроля сохраняется в вычислительно-запоминающем устройстве 11.
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 пятью пьезоэлектрическими преобразователями.
Для проверки выявляемости дефектов использована колесная пара типа РУ1-950 с
толщиной обода 30 мм, обточенная по поверхности катания, на которой были созданы искусственные дефекты в виде сверлений диаметром 3 мм в соответствии с требованиями,
изложенными в технологической инструкции [2]. Испытания установки при контроле колесных пар в технологических условиях колесного цеха вагоноремонтного предприятия
показали более высокую производительность и выявляемость дефектов по сравнению с
технологическим процессом, описанным в [3], и стендом, описанным в [4].
Источники информации:
1. Ильин В.А. и др. Дефектоскопия деталей подвижного состава железных дорог и
метрополитенов. - М.: Транспорт, 1983. - С. 292-295.
2. Руководство по испытанию на растяжение и дефектоскопированию вагонных деталей. ЦВТ-6. - М.: Транспорт, 1982. - С. 15.
3. Технологическая инструкция по ультразвуковому контролю ободьев цельнокатанных колес дефектоскопом УД2-12 с устройством УСК-4. ТИ07.09.08-98. - М.: МПС РФ,
Утв. 19.06.1998 Департаментом вагонного хозяйства. - С. 153-154.
4. Заявка РБ а 20000607 на изобретение, МПК G 01M 17/00, 2001.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
229 Кб
Теги
by10063, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа