一种钢轨轨头表面伤损深度测量装置及其使用方法

本发明涉及伤损深度测量，尤其涉及一种钢轨轨头表面伤损深度测量装置及其使用方法。

背景技术：

1、钢轨是铁路轨道的主要组成部件，它的功能在于引导车辆的车轮前进，承受车轮巨大的压力，钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面，实践表明，钢轨顶面被车轮长期滚压以后，在轨头内侧圆角处经常会出现一种钢轨伤损，发生的原因主要是在轨头内侧圆角处的轮轨接触应力最大，钢轨表面下几毫米处的剪应力使得钢轨发生剪切疲劳，产生裂纹和表面掉块，长此以往影响钢轨使用寿命。

2、一般情况下，对于钢轨表面伤损的深度是通过使用深度计对裂纹、掉块深度进行测量，但钢轨表面伤损裂纹在很多情况下是非常小的，而深度计的测头相较于裂纹或掉块较大，无法将测头完全伸入裂纹底部，不能精确测量裂纹深度，同时钢轨表面伤损裂纹在大多数情况下是不规则的，而深度计的测量杆和测头均为竖直的，同样无法精确测量伤损深度，因此需要一种专门测量钢轨轨头伤损深度的装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种钢轨轨头表面伤损深度测量装置及其使用方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种钢轨轨头表面伤损深度测量装置，包括小车和安装架,所述小车底端中部固定设置有安装架，安装架底部均匀设置有若干个活动工装，每个活动工装均开设有工装槽，每个工装槽内均固定设置有对中机构，小车底端两侧对称设置有定位轮，定位轮内开设有安装槽，安装槽内安装有定位机构；

4、所述对中机构包括电动伸缩杆、对中齿轮和对中盒，工装槽内部设置有固定的工装架，工装槽顶部穿接有电动伸缩杆的固定端，电动伸缩杆伸缩端两侧对称设置有固定的齿条，齿条两侧设置有转动连接于工装架的从动齿轮且从动齿轮与齿条相啮合，工装架两侧均转动连接有对中齿轮，对中齿轮与从动齿轮向啮合，两个对中齿轮中心固定连接有相对称的l型连杆，l型连杆末端转动连接有对中盒；

5、所述定位机构包括圆形板和弧形磁铁，安装槽两侧固定设置有对称的圆形板，圆形板外圈的定位轮开设有与圆形板厚度相同的定位槽，两个圆形板相对面上均匀开设有六个第一滑槽，圆形板侧壁开设有环形槽，环形槽内滑动连接有六个弧形磁铁。

6、优选的，所述小车一侧侧壁固定连接有把手，小车远离把手一侧的定位轮两侧固定连接有支架，支架底部设置有喷涂机构，小车两侧转动连接有c型车架，小车顶端安装有记录仪，小车底端四周安装有可伸缩的车轮。

7、优选的，所述活动工装顶端两侧对称设置有t型的第二滑块，第二滑块底部两侧对称设置有若干个弹簧，安装架底部两侧均匀开设有若干个第二滑槽，第二滑块滑动连接于第二滑槽内且弹簧与第二滑槽侧壁抵接。

8、优选的，所述l型连杆末端固定设置有圆头，圆头转动连接于对中盒侧壁。

9、优选的，所述对中盒远离l型连杆一侧上下对称设置有滑条，两个滑条之间开设有第一凹槽，第一凹槽内设置有电动滑块，每组对中机构的两个第一凹槽内分别滑动连接有发射器和接收器。

10、优选的，所述电动伸缩杆伸缩端底端固定设置有对中块，对中块底端两侧对称设置有与对中盒相同的滑条，对中块底部开设有第二凹槽，第二凹槽内设置有电动滑块，电动滑块底端固定连接有于第二凹槽相适配的探伤板。

11、优选的，所述喷涂机构包括固定杆和喷头，支架首端底部固定设置有三角固定块，支架中部竖直安装有固定杆，固定杆底端通过横板固定连接有对称的竖直板，竖直板相对面开设有若干个喷头，喷头管道连接小车内的耦合剂泵。

12、优选的，所述安装槽中心对称设置有两个圆台，两个圆台之间安装有双轴电机，两个圆台相远离一侧转动连接有内齿轮，双轴电机的两个输出轴固定连接有与内齿轮相啮合的主动齿轮，内齿轮一侧转动连接有六个弧形连杆，每个弧形连杆转动连接有滑动连接于第一滑槽内的第一滑块，每个第一滑块末端固定连接弧形磁铁，每个弧形磁铁外壁贴附有橡胶皮。

13、一种钢轨轨头表面伤损深度测量装置的使用方法，具体步骤如下：

14、步骤一：工作人员推动小车至待检测段钢轨处，通过车架将小车抬起并将前后两定位轮放置在钢轨表面，启动双轴电机，双轴电机转动带动两内齿轮转动，内齿轮即可带动弧形连杆和第一滑块沿着第一滑槽滑动，推动弧形磁铁和橡胶皮自环形槽内滑出至与定位槽外壁相齐平，此时橡胶皮与钢轨表面接触，弧形磁铁吸附钢轨；

15、步骤二：启动电动伸缩杆，电动伸缩杆伸缩端伸长，齿条即带动从动齿轮和对中齿轮转动，两l型连杆相向转动带动对中盒接近轨头两侧，待对中盒和对中块的滑条抵接轨头后停止电动伸缩杆完成安装；

16、步骤三：收回车轮，启动耦合剂泵，将耦合剂储罐内的耦合剂自喷头均匀的喷洒至轨头，随着小车的移动，喷涂机构即可提前将耦合剂喷涂至待探伤段钢轨，控制电动滑块推动发射器、接收器和探伤板分别自第一凹槽和第二凹槽内滑动出直至抵接轨头表面，推动把手使小车沿着钢轨移动，移动过程中超声波设备对钢轨裂纹等损伤进行测量并将数据反馈到记录仪内；

17、步骤四：当出现弧弯时对中盒受力，圆头可在对中盒受力时实现对中盒的角度转换，使得对中盒始终保持与轨头的接触，不会因为钢轨存在的弧弯而使对中盒短暂的脱离轨头，同时对中机构受力带动活动工装摆动，弹簧压缩，使活动工装适应钢轨的弧度，出弧弯后，弹簧复位使得活动工装摆动带动对中机构复位；

18、步骤五：待探伤结束后，控制双轴电机反转，收回弧形磁铁至环形槽内，电动伸缩杆收缩，带动对中盒及对中块脱离钢轨，并放下车轮，即可搬运小车离开钢轨。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、本发明通过设置喷涂机构，喷涂机构设置于支架的前端，在工作人员将小车置于钢轨上之后，支架自然也处于钢轨上方，此时两竖直板分别位于轨头两侧，工作人员即可控制启动耦合剂泵，将耦合剂储罐内的耦合剂自喷头均匀的喷洒至轨头，随着小车的移动，喷涂机构即可提前将耦合剂喷涂至待探伤段钢轨，确保发射器和接收器与轨头的完全耦合，防止在探伤过程中出现失波现象而造成数据缺失影响探伤精度。

21、本发明通过设置定位轮与定位机构，在探伤操作中将车轮收起以防止车轮与轨枕之间的颠簸影响探伤操作，定位轮不同于车轮，定位轮直接行走在钢轨表面，与钢轨直接接触可保证超声波设备与钢轨之间的相对稳定性，当开始进行探伤操作时，控制定位机构自安装槽内展开，使得弧形磁铁与定位槽外壁相齐平，即可拉进弧形磁铁与钢轨表面之间的距离，在推动小车移动时，弧形磁铁的吸附力即可配合定位轮两侧的环形凸起实现定位轮与钢轨的稳定配合，提升小车的稳定性，确保超声波设备的稳定探测，而在未进行探伤、探伤结束以及探伤前准备过程中，弧形磁铁可收纳于环形槽内，便于工作人员在钢轨上安装或拆下小车，橡胶皮可增加定位轮与钢轨之间的摩擦，减少相对滑动，也可将钢轨与弧形磁铁之间隔开，在弧形磁铁起到吸附功能的同时又不至于吸附力过大而影响小车的推动，通过控制双轴电机1的正反转来带动弧形磁铁的展开与收纳，无需人工手动，操作便捷。

22、本发明通过设置对中机构与超声波发射器、接收器，相比于传统的探头式探伤法的诸多不便，超声波探伤法的指向性好、穿透力强、灵敏度高、盲区少等优点更能满足现在的钢轨探伤需求，对中机构既能辅助调整发射器与接收器的位置，又能与对中盒相配合，使得小车在移动过程中确保发射器和接收器保持与轨头的耦合，实现连续高效的探伤操作，弹性连接的l型连杆及电动伸缩杆底部可在对中机构工作时防止因存在误差而出现对中机构两侧不对称而受力不同损伤对中盒的现象，也可对齿轮及齿条进行保护，防止磨损齿轮而影响对中机构的正常工作，对中机构到位后，压力传感器受到压力可反馈到记录仪上，反之若对中盒出现偏移而与钢轨表面脱离，则对应的压力传感器失力，此时记录仪即可进行提示，提醒工作人员及时进行调整，可滑动的活动工装可适应钢轨的弧度，防止在小车转动时损伤对中机构，影响探伤操作的正常工作，圆头连接的自适应角度调节配合第二滑块和弹簧，即可同时保证对中盒与轨头的接触以及对中机构的稳定，而在未进行探伤及探伤前的准备阶段中，对中机构也可通过展开型连杆带动对中盒升高，不影响小车在钢轨上的安装或拆下。