阅读说明：本技术 一种动车构架自动探伤机及其工作方法 (automatic flaw detector for bullet train frame and working method of automatic flaw detector ) 是由 杨宝林 谢莹莹 王鑫 方孝钟 杨红伟 孙佳 张迪 于 2019-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种动车构架自动探伤机,含有机架、磁化喷淋室、托起定位支承装置和夹持旋转输送装置,磁化喷淋室位于机架的后部,磁化喷淋室内设有磁化线圈装置和磁悬液喷淋系统；夹持旋转输送装置位于机架上,夹持旋转输送装置能够在机架上前后移动,托起定位支承装置设置在机架的前部,夹持旋转输送装置在机架上移动时能够在磁化线圈装置中通过,进行磁化、观察磁痕及退磁。本发明的线圈单元一、线圈单元二和线圈单元三构成三维笼式的磁化区域,对构架进行高效完整的磁化；并且线圈单元三可开合,用于构架的进出。本发明能够对构架的复杂结构进行机械化探伤作业,与现有技术通过人工分段进行探伤相比,因此不仅省工省时效率高,而且探伤质量好。(The invention discloses an automatic flaw detector for a bullet train framework, which comprises a rack, a magnetization spray chamber, a supporting and positioning supporting device and a clamping rotary conveying device, wherein the magnetization spray chamber is positioned at the rear part of the rack, and a magnetization coil device and a magnetic suspension spray system are arranged in the magnetization spray chamber; the clamping rotary conveying device is positioned on the rack, can move back and forth on the rack, the supporting and positioning supporting device is arranged at the front part of the rack, and the clamping rotary conveying device can pass through the magnetizing coil device when moving on the rack to magnetize, observe magnetic traces and demagnetize. The coil unit I, the coil unit II and the coil unit III form a three-dimensional cage type magnetization area, and the framework is magnetized efficiently and completely; and the coil unit III can be opened and closed and is used for the in and out of the framework. The invention can carry out mechanized flaw detection operation on the complex structure of the framework, and compared with the prior art of carrying out flaw detection through manual segmentation, the invention not only saves labor and time and has high efficiency, but also has good flaw detection quality.)

一种动车构架自动探伤机及其工作方法

技术领域

本发明涉及铁路车辆检测探伤设备，特别是一种动车构架自动探伤机。

背景技术

构架是动车运行装置的重要组成部分。构架通常采用堆焊后进行打磨工艺，考虑到部分焊缝比较宽，而且打磨后无法分清母材和焊缝，所以探伤区域比较大。目前进采用的便携式探伤仪，一次探伤区域相对于整个焊缝来讲比较小，需要多次交叉操作才能完成整条焊缝焊接，但这样很易产生漏探情况。由于上述构架的特珠结构，目前只能通过人工分段进行探伤，不仅费工费时，而且探伤质量得不到保证。对所述构架存在缺陷进行全面探伤且探伤质量好的设备目前还没有出现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种动车构架自动探伤机，该动车构架自动探伤机及其工作方法不仅省工省时效率高，而且探伤质量好。

为解决上述技术问题，本发明一种动车构架自动探伤机，包括机架、磁化喷淋室、托起定位支承装置和夹持旋转输送装置，磁化喷淋室位于机架的后部，磁化喷淋室内设有磁化线圈装置和磁悬液喷淋系统；夹持旋转输送装置位于机架上，夹持旋转输送装置能够在机架上前后移动，托起定位支承装置设置在机架的前部，夹持旋转输送装置在机架上移动时能够在磁化线圈装置中通过。

所述夹持旋转输送装置包括前夹紧装置、后夹紧装置、底板、导轨和驱动装置，前夹紧装置和后夹紧装置结构相同，前夹紧装置和后夹紧装置对称位于底板的前部和后部，导轨设置在所述机架上，底板位于导轨上，且与导轨构成移动连接；前夹紧装置包括夹持臂、转轴、支承座、滑轨、移动气缸、减速机和电机，转轴与支承座的上部构成转动连接，转轴的一端设置在夹持臂的中部，夹持臂的两端分别设有夹头，转轴的另一端与减速机相连，减速机与电机相连，减速机设置在支承座上，支承座与滑轨构成移动连接，滑轨固定在所述底板的前部，移动气缸与所述底板的前部构成铰接，移动气缸的活塞杆与支承座构成铰接；驱动装置含量有前链轮、后链轮、链条、驱动减速机和驱动电机，驱动电机与驱动减速机相连，驱动减速机设置在所述机架的后端部，前链轮和后链轮分别与所述机架的前中部和后端部构成转动连接，前链轮和后链轮通过所述链条相连，链条上设有连接板，该连接板与所述底板相连，驱动减速机与后链轮相连。

所述夹头包括夹头座、夹紧气缸一、夹紧气缸二、夹爪一、夹爪二、夹爪支架板和定位座，定位座设置在夹头座的前端，夹爪支架板设置在夹头座的内前部，夹爪一和夹爪二的中部分别与夹头支架板的两侧构成铰接，夹紧气缸一和夹紧气缸二与夹头座的后部构成铰接，夹紧气缸一的活塞杆和夹紧气缸二的活塞杆分别与夹爪一的后端和夹爪二的后端构成铰接，夹头座固定在所述夹持臂上。

所述托起定位支承装置包括四个结构相同的托起定位支承单元，对称分布在位于所述机架前部；托起定位支承单元包括支架、升降气缸、支承头、导轨座和水平移动气缸，导轨座固定在所述机架上，支架的底部与导轨座构成移动连接，水平移动气缸与导轨座构成铰接，水平移动气缸的活塞杆与支架构成铰接，升降气缸设置在支架上，支承头设置在升降气缸的活塞杆上。

所述支承头为圆台锥体结构。

所述磁化喷淋室包括壳体，壳体的下端设置在所述机架上，壳体的前部和后部分别设有移动前门和移动后门。

磁化线圈装置包括固定架、移动架、左气缸、右气缸、线圈单元一、线圈单元二和线圈单元三；固定架包括顶部的框架，框架的四角分别设有四根立柱，四根立柱均设置在机架上，移动架包括左移动架和右移动架，左移动架和右移动架分别位于固定架内部的左侧和右侧，左移动架上端和右移动架上端分别与所述框架构成移动连接，左移动架下端和右移动架下端分别与所述机架构成移动连接，左移动架和右移动架能够在框架内左右移动，左移动架的中部与左气缸构成铰接，左气缸设置在左横梁上，左横梁的两端分别设置在固定架左侧两立柱中部，右移动架的中部与右气缸构成铰接，右气缸设置在右横梁上，右横梁的两端分别设置在固定架右侧两立柱中部；

线圈单元一由若干个沿机架前后方向的线圈构成，若干个沿机架前后方向的线圈等间距设置在固定架的内中部，所述左移动架和右移动架位于线圈单元一的左边和右边，且所述导轨穿过若干个沿机架前后方向的线圈的内下部；

线圈单元二由沿机架左右方向的左线圈和沿机架左右方向的右线圈构成，左线圈和右线圈分别设置在左移动架的外侧和右移动架的外侧；

线圈单元三包括若干沿机架上下方向的开合式线圈和线圈开合装置，若干沿机架上下方向的开合式线圈均包括左半线圈和右半线圈，开合式线圈的左半线圈至上而下依次设置在所述左移动架的内侧，开合式线圈的右半线圈由至上而下依次设置在所述右移动架的内侧，

开合式线圈中所有的右半线圈的前端均装有所述线圈开合装置，在右半线圈中除最上面的一个右半线圈的后端外、其余右半线圈中的后端均装有所述线圈开合装置。

所述线圈开合装置包括压架、压紧气缸和压头，压紧气缸设置在压架的外侧面上，压头设置在压紧气缸的活塞杆上，开合式线圈右半线圈中的前端或后端设置在压架内部一侧面上。

磁悬液喷淋系统包括喷淋管，喷淋管设置在所述固定架上。

本发明还进一步公开了一种动车构架自动探伤机的工作方法，其步骤如下：

（1）托起定位支承装置的四个托起定位支承单元同时向内侧移动等待构架上料；

（2）构架通过天车吊装至定位支承装置四个托起定位支承单元的支承头上；

（3）四个托起定位支承单元的气缸同时推动连同构架一起上升，垂直方向定位构架；

（4）夹持旋转输送装置的前夹紧装置和后夹紧装置同时通过各自移动气缸推动相互靠近，水平方向定位构架；

（5）前夹紧装置和后夹紧装置上各自的夹持臂上的夹头夹紧构架；

（6）定位支承装置四个托起定位支承单元的气缸缩回，支承头下降脱离构架，托起定位支承装置的四个托起定位支承单元回到初始位置；

（7）夹持旋转输送装置将构架旋转90度与水平成垂直状态；

（8）在夹持旋转输送装置的带动下，使构架进入磁化喷淋室内；

（9）磁化喷淋室前部和后部分别设有的移动前门和移动后门关闭；

（10）磁化线圈装置的左移动架和右移动架分别在左气缸和右气缸的推动下， 线圈单元三的开合式线圈闭合，喷淋磁悬液后进行同步磁化；

（11）磁化完成后，磁化线圈装置的左移动架和右移动架分别在左气缸和右气缸的拉动下线圈单元三的开合式线圈分开，磁化喷淋室的移动前门和移动后门打开；

（12）在夹持旋转输送装置的带动下，构架移出磁化喷淋室，到达上料观察位置，观察构架下部的磁痕；

（13）在夹持旋转输送装置的带动下，构架旋转180度，将之前的上侧未被观察区域转至下方，观察构架剩余部分的磁痕；

（14）在夹持旋转输送装置的带动下，构架再次进入磁化喷淋室内；

（15）磁化线圈装置的左移动架和右移动架分别在左气缸和右气缸的推动下， 线圈单元三的开合式线圈闭合，对构架进行退磁操作；

（16）退磁工作完成，磁化线圈装置的左移动架和右移动架分别在左气缸和右气缸的拉动下线圈单元三的开合式线圈分开；

（17）在夹持旋转输送装置的带动下，构架移出磁化喷淋室，到达上料观察位置；

（18）在夹持旋转输送装置的带动下，构架旋转270度回到水平状态；

（19）托起定位支承装置的四个托起定位支承单元向内侧移动，四个托起定位支承单元支承头上升托住构架；

（20）夹持旋转输送装置前夹紧装置和后夹紧装置夹持臂上夹头松开构架，前夹紧装置和后夹紧装置相互远离，与构架脱离；

（21）定位支承装置的四个托起定位支承单元的支承头与构架一同下降，等待天车过来下料。

有益效果：本发明中的线圈单元一、线圈单元二和线圈单元三构成三维笼式的磁化区域，对构架进行高效完整的磁化；并且线圈单元三可开合，用于构架的进出。本发明在使用时，首先通过天车将构架放在托起定位支承装置，夹持旋转输送装置将构架夹持住进入磁化喷淋室内，磁化线圈装置通电磁化；夹持旋转输送装置将构架移出磁化喷淋室并旋转方便观察构架的磁痕；最后夹持旋转输送装置将构架夹持住再次进入磁化喷淋室内对构架进行退磁操作。

本发明能够对构架的复杂结构进行机械化探伤作业，与现有技术通过人工分段进行探伤相比，因此不仅省工省时效率高，而且探伤质量好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是磁化线圈装置的结构示意图；

图3是线圈单元三的结构示意图；

图4是线圈开合装置的结构示意图；

图5是夹头的局部结构示意图；

图6是托起定位支承单元的局部结构示意图。

具体实施方式

图1中，本发明一种动车构架自动探伤机，包括机架、磁化喷淋室、托起定位支承装置18和夹持旋转输送装置3。磁化喷淋室位于机架的后部，磁化喷淋室内设有磁化线圈装置和磁悬液喷淋系统。夹持旋转输送装置3位于机架上，夹持旋转输送装置3能够在机架上前后移动，托起定位支承装置18设置在机架的前部，夹持旋转输送装置3在机架上移动时能够在磁化线圈装置中通过。

所述夹持旋转输送装置3包括前夹紧装置2、后夹紧装置4、底板、导轨和驱动装置。前夹紧装置2和后夹紧装置4结构相同，前夹紧装置2和后夹紧装置4对称位于底板的前部和后部。导轨设置在所述机架上，底板位于导轨上，且与导轨构成移动连接。前夹紧装置2包括夹持臂23、转轴25、支承座26、滑轨24、移动气缸27、减速机28和电机1。转轴25与支承座26的上部构成转动连接，转轴25的一端设置在夹持臂23的中部，夹持臂23的两端分别设有夹头，转轴25的另一端与减速机28相连，减速机28与电机1相连，减速机28设置在支承座26上。支承座26与滑轨24构成移动连接，滑轨24固定在所述底板的前部，移动气缸27与所述底板的前部构成铰接，移动气缸27的活塞杆与支承座26构成铰接。驱动装置含量有前链轮、后链轮、链条13、驱动减速机和驱动电机12，驱动电机12与驱动减速机相连，驱动减速机设置在所述机架的后端部，前链轮和后链轮分别与所述机架的前中部和后端部构成转动连接，前链轮和后链轮通过所述链条13相连，链条13上设有连接板，该连接板与所述底板相连，驱动减速机与后链轮相连。

所述前夹紧装置2和后夹紧装置4上的夹头均结构相同，以后夹紧装置4夹持臂34右侧的夹头为例，如图5所示，所述夹头包括夹头座30、夹紧气缸一33、夹紧气缸二32、夹爪一29、夹爪二31、夹爪支架板35和定位座36。定位座36设置在夹头座30的前端，夹爪支架35板设置在夹头座30的内前部，夹爪一29和夹爪二31的中部分别与夹头支架板35的两侧构成铰接。夹紧气缸一33和夹紧气缸二32与夹头座30的后部构成铰接，夹紧气缸一33的活塞杆和夹紧气缸二32的活塞杆分别与夹爪一29的后端和夹爪二31的后端构成铰接，夹头座30固定在后夹紧装置4夹持臂34的右侧。

如图1所示，所述托起定位支承装置18包括四个结构相同的托起定位支承单元，对称分布在位于所述机架前部。如图6所示，托起定位支承单元包括支架37、升降气缸21、支承头22、导轨座19和水平移动气缸20，导轨座19固定在所述机架上，支架37的底部与导轨座19构成移动连接，水平移动气缸20与导轨座19构成铰接，水平移动气缸20的活塞杆与支架37构成铰接，升降气缸21设置在支架37上，支承头22设置在升降气缸21的活塞杆上。

为了提高定位效果，所述支承头22为圆台锥体结构。

所述磁化喷淋室包括壳体，图中未示，壳体的下端设置在所述机架上，壳体的前部和后部分别设有移动前门和移动后门。

如图2所示，磁化线圈装置包括固定架、移动架、左气缸、右气缸14、线圈单元一、线圈单元二和线圈单元三。固定架包括顶部的框架7，框架7的四角分别设有四根立柱16，四根立柱16均设置在机架上。移动架包括左移动架5和右移动架17，左移动架5和右移动架17分别位于固定架内部的左侧和右侧，左移动架5上端和右移动架17上端分别与所述框架7构成移动连接，左移动架5下端和右移动架17下端分别与所述机架构成移动连接，左移动架5和右移动架17能够在框架内左右移动。左移动架5的中部与左气缸构成铰接，左气缸设置在左横梁上，左横梁的两端分别设置在固定架左侧两立柱中部；右移动架17的中部与右气缸14构成铰接，右气缸14设置在右横梁15上，右横梁15的两端分别设置在固定架右侧两立柱中部。

线圈单元一由若干个沿机架前后方向的线圈11构成，若干个沿机架前后方向的线圈11等间距设置在固定架的内中部，所述左移动架5和右移动架17位于线圈单元一的左边和右边，且所述导轨穿过若干个沿机架前后方向的线圈11的内下部。相邻线圈11之间通过导线相连。

线圈单元二由沿机架左右方向的左线圈10和沿机架左右方向的右线圈构成。左线圈10和右线圈分别设置在左移动架5的外侧和右移动架17的外侧。左线圈10和右线圈之间通过软导线相连。

如图3所示，线圈单元三包括若干沿机架上下方向的开合式线圈和线圈开合装置8。若干沿机架上下方向的开合式线圈均包括左半线圈6和右半线圈9，开合式线圈的左半线圈6至上而下依次设置在所述左移动架5的内侧，开合式线圈的右半线圈9由至上而下依次设置在所述右移动架17的内侧，

开合式线圈中所有的右半线圈9的前端均装有所述线圈开合装置8，在右半线圈9中除最上面的一个右半线圈的后端外、其余右半线圈9中的后端均装有所述线圈开合装置8。

如图4所示，所述线圈开合装置包括压架37、压紧气缸39和压头38，压紧气缸39设置在压架37的外侧面上，压头38设置在压紧气缸39的活塞杆上。实际使用时，开合式线圈右半线圈9中的前端或后端设置在压架37内部一侧面上。当需要将左半线圈6和右半线圈9时，

只需要将左半线圈6前端和后端分别***所述压架37内，然后压紧气缸39分别带动压头38夹紧左半线圈6前端和后端，实现左半线圈6和右半线圈9的闭合。

磁悬液喷淋系统包括喷淋管，喷淋管设置在所述固定架上。由于磁悬液喷淋系统为现有技术，故不详述。

本发明还进一步公开了一种动车构架自动探伤机的工作方法，其步骤如下：

（1）托起定位支承装置18的四个托起定位支承单元同时向内侧移动等待构架上料；

（2）构架通过天车吊装至定位支承装置18四个托起定位支承单元的支承头22上；

（3）四个托起定位支承单元的气缸同时推动连同构架一起上升，垂直方向定位构架；

（4）夹持旋转输送装置3的前夹紧装置2和后夹紧装置4同时通过各自移动气缸推动相互靠近，水平方向定位构架；

（5）前夹紧装置2和后夹紧装置4上各自的夹持臂上的夹头22夹紧构架；

（6）托起定位支承装置18四个托起定位支承单元的气缸缩回，支承头22下降脱离构架，托起定位支承装置18的四个托起定位支承单元回到初始位置；

（7）夹持旋转输送装置3将构架旋转90度与水平成垂直状态；

（8）在夹持旋转输送装置3的带动下，使构架进入磁化喷淋室内；

（9）磁化喷淋室前部和后部分别设有的移动前门和移动后门关闭；

（10）磁化线圈装置的左移动架5和右移动架17分别在左气缸和右气缸14的推动下， 线圈单元三的开合式线圈闭合，喷淋磁悬液后进行同步磁化；

（11）磁化完成后，磁化线圈装置的左移动架5和右移动架17分别在左气缸和右气缸14的拉动下线圈单元三的开合式线圈分开，磁化喷淋室的移动前门和移动后门打开；

（12）在夹持旋转输送装置3的带动下，构架移出磁化喷淋室，到达上料观察位置，工作人员这时观察构架下部的磁痕；

（13）在夹持旋转输送装置3的带动下，构架旋转180度，将之前的上侧未被观察区域转至下方，工作人员这时观察构架剩余部分的磁痕；

（14）在夹持旋转输送装置3的带动下，构架再次进入磁化喷淋室内；

（15）磁化线圈装置的左移动架5和右移动架17分别在左气缸和右气缸14的推动下， 线圈单元三的开合式线圈闭合，对构架进行退磁操作；

（16）退磁工作完成，磁化线圈装置的左移动架5和右移动架17分别在左气缸和右气缸14的拉动下线圈单元三的开合式线圈分开；

（17）在夹持旋转输送装置3的带动下，构架移出磁化喷淋室，到达上料观察位置；

（18）在夹持旋转输送装置3的带动下，构架旋转270度回到水平状态；

（19）托起定位支承装置18的四个托起定位支承单元向内侧移动，四个托起定位支承单元支承头22上升托住构架；

（20）夹持旋转输送装置3前夹紧装置2和后夹紧装置4夹持臂上夹头松开构架，前夹紧装置2和后夹紧装置4相互远离，与构架脱离；

（21）托起定位支承装置18的四个托起定位支承单元的支承头22与构架一同下降，等待天车过来下料。

从上可以看出，上述动车构架自动探伤机能够对构架的特珠结构进行机械化探伤作业，与现有技术通过人工分段进行探伤相比，因此不仅省工省时效率高，而且探伤质量好。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。