轮轴超声波自动探伤系统研制

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1、万方数据国内图书分类号：U270．7国际图书分类号：西南交通大学硕士研究生学位论文轮轴超声波自动探伤系统研制年级：至Q!Q级姓名：垣查鑫申请学位级别：工程亟±专业：奎牺王程指导教师：拯羞笾虽4教援王国民直级王程』!巫二。一五年一月万方数据ClassifiedIndex：U270．7U．D．C：SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisTHEDEVELOPMENT0FANAUTOMATICUIJRAS0NICFLAWDETETECTINGSYSTEMFORWHEEL．SE

2、TSGrade：Candidate：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：Supervisor：20lUSmrui．xinMasterofEngineeringMachineryandvehicleengineeringProf．翰NGmei．chuanSeniorEngineerWANGguo—minJan．2015万方数据西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被

3、查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保幽用本授权书。(请在以上方框内打‘‘√”)⋯一繇J谬b⋯黼：麟才B强：幽l∑．1。f易、／日期：沙1F、I．1易万方数据西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：本论文根据铁路上现有的轮轴人工超声波检测方式和微机自动超声波轮轴检测设备现状，研制了新型可实现轮轴的轮座镶入部、轴颈根

4、部、轴身大裂纹的超声波探伤的自动探伤设备。新型超声波自动探伤机采用更稳定的机械结构、对转轮器进行了优化设计，基于DMC运动控制卡进行运动控制，在分析误差的基础上通过前馈重复定位误差补偿的PID控制方法进行误差补偿，设计了电器系统、降低系统噪声，编写了软件控制程序，协调实现了并行运作、协调管理、功能模块化、响应式操作，从而提高了轮轴超声波探伤过程的工作效率，探伤结果的准确性和可靠性，符合原铁道部《铁路货车轮轴组装、检修及管理规则》(铁运12007198号)中相关要求，并在现场进行了调试及运行使用。本人郑重声明：所呈交的

5、学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：f日期：二b旷．万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要铁路货车车辆的走行部对车辆运行性能起着至关重要的作用，轮轴是走行部的关键部件，其质量的优劣，影响着铁路的运行安全。在车辆制造、检修过程中采取有效手段发现轮轴缺陷并及时处理，对提高货车制造

6、、检修质量，保证运输安全起着关键性作用。随着铁路的迅速发展，新车型、新轴型的不断运用，轮轴探伤在车辆检修环节中显得更加重要。目前，车辆轮轴的探伤手段主要依靠人工手动超声波探伤，这种探伤方式效率低，操作人员工作强度大，并且可靠性差，对于目前已有的轮轴超声波自动探伤机来说，在探伤应用实际过程中存在着设计不尽合理、探伤精度欠佳等诸多问题。本文研制了可对轮轴的轮座镶入部、轴颈根部、轴身大裂纹等实现超声波自动探伤的设备，希望有效地弥补目前探伤方式的缺陷，提高轮轴超声探伤的效率及可靠性。在机械系统方面，选用刚度和强度更高的型材进

7、行结构设计，提高稳定性，转轮机构采用机械缓冲稳定，符合相关规程要求，探头运动采用精度高的伺服、步进电机驱动丝杠，确保运动可靠性及探伤定位精度，选用小角度探头增强探测覆盖面。在控制系统和电器控制方面，选择DMC运动控制卡进行探伤运动控制，在分析误差的基础上通过前馈重复定位误差补偿的PID控制方法进行误差补偿，定位稳定性高，定位精度可以达到±0．005mm，在探头与车轴接触部分耦合液在探伤过程中自动控制喷淋，减少了探头的磨损，探伤过程可进行自动探伤或手动探伤选择，降低探伤人员的劳动强度、提高工作效率。设计了电器系统、通过

8、对设备各部分的放置布局进行统筹规划、传输线的屏蔽处理、电控柜内的降噪处理等措施，降低系统噪声，编写了软件控制程序，协调实现了并行运作、协调管理、功能模块化、响应式操作，实现了操作人员信息管理，超声波数据蓝线显示，内部裂纹发现计算报警，裂纹定位，自检、轮轴探伤结果储存、调阅、打印等功能。研制的探伤机通过试运行和整体

9、生能的调试，探伤机的自动化探伤