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《西南交通大学》 2015年
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轮轴超声波自动探伤系统研制

师睿鑫  
【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、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,超声波数据曲线显示,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性能的调试,探伤机的自动化探伤过程、手动自动转换;用户登录及用户信息管理、自检、性能校验、参数设置、缺陷波形分析与判定、探伤结果记录、存储、打印等功能操作均满足设计要求,保证探伤过程的高效性,探伤结果的准确性和可靠性。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U279.3

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