1.     背景

輪對(duì)是窄軌車輛的重要部件，其質(zhì)量的好壞，直接影響到行車安全。作為輪對(duì)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)——輪對(duì)的組裝應(yīng)引起我們的高度重視。

輪對(duì)組裝采用車軸和輪轂孔的過(guò)盈配合來(lái)實(shí)現(xiàn)，中國(guó)地方鐵路《窄軌車輛檢修規(guī)則》規(guī)定：輪與軸的配合過(guò)盈量為0.14—0.25mm。

利用壓力組裝法通過(guò)油壓機(jī)的壓力，將車軸的輪座壓裝于車輪轂中，靠金屬的彈性變形的特點(diǎn)，采用較合理的配合過(guò)盈量，使輪對(duì)的輪轂孔做緊密的夾固接合。其配合不產(chǎn)生塑性變形，不松動(dòng)。

鑒于車輛輪對(duì)受力復(fù)雜，使用年限長(zhǎng)，加之輪對(duì)在制動(dòng)時(shí)閘瓦和車輪磨擦產(chǎn)生的高熱傳導(dǎo)的輪轂會(huì)引起輪轂孔的膨脹，軸頸運(yùn)轉(zhuǎn)熱傳導(dǎo)到輪座會(huì)引起輪座膨脹等情況《窄軌車輛檢修規(guī)則》規(guī)定壓裝的終壓力按輪轂孔直徑計(jì)算，每100mm小不得低于30噸，大不得超過(guò)50噸；

在這樣的高壓和高負(fù)載情況下，很可能在壓裝面產(chǎn)生裂紋，而壓裝部位由于無(wú)法接觸到，而且周邊區(qū)域形狀復(fù)雜，一般只能用超聲方法進(jìn)行檢測(cè)。而使用超聲相控陣技術(shù)可以更加直觀的顯示缺陷信息，即使缺陷是埋藏在壓裝部位固有信號(hào)內(nèi)。

2.     檢測(cè)對(duì)象描述

檢測(cè)部位為輪對(duì)與軸之間的壓裝區(qū)，將探頭放置在軸身上，使用相控陣扇掃技術(shù)對(duì)壓裝區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，并使用編碼器進(jìn)行編碼記錄，以得到整個(gè)360度連續(xù)的檢測(cè)結(jié)果。

3.     使用的設(shè)備：

（1）    Omniscan MX2超聲相控陣系統(tǒng)

（2）    5L32相控陣探頭

（3）    45度楔塊，帶弧度

4.     檢測(cè)結(jié)果

使用相控陣技術(shù)可以得到連續(xù)的扇形掃查視圖，通過(guò)分析不同角度下的B掃描視圖，在58度發(fā)現(xiàn)3個(gè)缺陷指示，33度發(fā)現(xiàn)3個(gè)缺陷指示，41和42度分別發(fā)現(xiàn)1個(gè)缺陷指示，但經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)41，42度發(fā)現(xiàn)的缺陷與33度發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)缺陷實(shí)際上是一個(gè)缺陷的頭和尾。而缺陷的中間部分由于混在固有回波中，所以無(wú)法分辨。

因而得出結(jié)論為在58度（即遠(yuǎn)端）有3個(gè)缺陷，在33度（即近端）有3個(gè)缺陷，具體分析如下：

良好部位的圖像，其中扇掃圖中的信號(hào)為固有回波，在整個(gè)掃描的過(guò)程中一直存在，不作為缺陷考慮，固有回波之外的信號(hào)為缺陷。

1號(hào)缺陷，58度角發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明缺陷在遠(yuǎn)端（軸外側(cè)）

2號(hào)缺陷，58度角發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明缺陷在遠(yuǎn)端（軸外側(cè)）

3號(hào)缺陷，58度角發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明缺陷在遠(yuǎn)端（軸外側(cè)），但缺陷信號(hào)較弱。

4號(hào)缺陷，在33度角發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明缺陷在近端（軸內(nèi)側(cè)），而且看到的是缺陷的頭部。

4號(hào)缺陷，在42度角也被發(fā)現(xiàn)，而且看到的是缺陷的尾部，即33度和42度看到的同一個(gè)缺陷。判斷依據(jù)是33度和42度角看到缺陷時(shí)所處的位置*一致，即上圖和下圖B掃描圖中垂直光標(biāo)數(shù)字657標(biāo)識(shí)的位置。

5號(hào)缺陷，在33度角發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明缺陷在近端（軸內(nèi)側(cè)），而且看到的是缺陷的頭部。

5號(hào)缺陷，在41度角也被發(fā)現(xiàn)，而且看到的是缺陷的尾部，即33度和41度看到的同一個(gè)缺陷。判斷依據(jù)是33度和41度角看到缺陷時(shí)所處的位置*一致，即上圖和下圖B掃描圖中垂直光標(biāo)數(shù)字808標(biāo)識(shí)的位置。

6號(hào)缺陷，信號(hào)較弱，而且只能看到缺陷頭部，其他部位混在固有回波中。

5.     結(jié)論

使用相控陣可以檢測(cè)出壓裝部位的裂紋，雖然由于壓裝力的影響使得壓裝部位有固有的反射信號(hào)，但使用B掃描成像仍然可以清晰地發(fā)現(xiàn)隱藏在固有反射信號(hào)里面的裂紋缺陷。