Ультразвуковой катящийся преобразователь

 

Изобретение относится к дефектоскопии рельсов и может быть использовано в ультразвуковых вагонах-дефектоскопах железных дорог и метрополитенов. Цель изобретения - улучшение функциональных характеристик преобразователя. Преобразователь содержит ось с подшипниками, на которой установлено колесо, заполняемое контактной жидкостью, выполненное в виде дисков и соединенное ободом с установленной на нем эластичной шиной, в полости колеса размещен пьезоблок с закрепленными на нем пьезоэлементами. Жесткое основание обода имеет радиальные прорези. В дисках выполнены отверстия для слива контактной жидкости, расположенные на окружности с центром на оси преобразователя и радиусом не менее наружного радиуса подшипников. Канал подачи контактной жидкости имеет выход в торец пьезоблока. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,Я0„„1605

Ai (5!)5 G 0 М 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ч r,y г я ( (10 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П!НТ СССР. (21) 4367378/25-28 (22) 25.01. 88 (46) 07. 11.90. Бюл. У 41 (7 !) Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В.Н. Образцова (72) А.А.Бродова и В.П.Тетюев (53) 620. 179. 16 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 114729, кл. G 01 N 29/04, 1985.

2 (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КАТЯЩИЙСЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к дефектоскопии рельсов и может быть использовано в ультразвуковых вагонах-дефектоскопах железных popor и метрополитенов. Цель изобретения — улучшение функциональных характеристик преобразователя. Преобразователь содержит ось с подшипниками, на которой уста35

3 1605186 новлено колесо, заполняемое контактной жидкостью, выполненное в виде дисков и соепиненное ободом с установленной на нем эластичной шиной, в полости колеса размещен пьезоблок с закрепленными на нем пъезоэлементами.

Жесткое основание обода имеет радиальI

Изобретение относится к дефектоскопии рельсов и может быть использовано в ультразвуковых вагонах-дефектоскопах железных дорог и метрополитенов.

Цель изобретения — улучшение функциональных характеристик преобразователя. 20

На фиг. 1 изображен преобразователь, .поперечный разрез; на фиг. 2— то же, продольный разрез; на фиг. 3— зона контакта преобразователя с контролируемым рельсом.

Преобразователь содержит ось 1 с подшипниками 3, на которой установлено колесо, заполняемое конт.актной жидкостью, выполненное в виде дисков 4 и 5, соединенных ободом 6 с установ- 30 ленной на нем эластичной шиной 7, в полости колеса размещен пьезоблок 8 с закрепленными на нем пьезоэлементами 9, 1

Жесткое основание обода 6 имеет радиальные прорези 10. Диски 4 и 5 связаны с осью с возможностью вращения посредством подшипников 2 и 3, закрытых крышками 11 и 12. 40

Для заполнения полости колеса контактной жидкостью служат штуцер 13 и канал, включающий отверстия 14 и 15 в оси

1 и отверстия 16 и 17 в пьезоблоке 8; Отверстие 17 расположено в наиболее

45 удаленной от оси вращения части пьезоблока - в его торце. В дисках выполнены отверстия 18 для слива контактной жидкости. Для обеспечения акустической связи между шиной 7 и контро->О лируемым рельсом 19 служит сопло 20, через которое при работе подается контактная жидкость в направлении, попутном движению шины относительно сопла. 55

Между внутренней цилиндрической поверхностью шины 7 и наружной цилинные прорези. В дисках выполнены отверстия для . слива контактной жидкости, расположенные на окружности с центром на оси преобразователя и радиусом не менее наружного радиуса подшипников. Канал подачи контактной жидкости имеет выход в торец пьезоблока.

3 ил, дрической поверхностью основания обода 6 имеется зазор 0,5-1,0 мм.

Преобразователь работает следующим обр азом.

При неподвижном преобразователе контактная жидкость, подаваемая в полость колеса, заполняет его нижнюю часть в виде сегмента, хорда которого расположена на уровне нижнего из сливных отверстий,18, и не достигает подшипников 2 и 3. Излишек контактной жидкости выливается наружу через это отверстие. Это предохраняет подшипники 2 и 3 от попадания контактной жидкости, предотвращая тем самым их преждевр еменный выход из строя.

Через прорези 10 контактная жидкость подается в радиальный зазор между основанием обода 6 и шиной 7. При прижатии преобразователя к рельсу 19 радиальный зазор между шиной 7 и основанием обода 6 уменьшается, а излишек контактной жидкости выжимается в полость колеса через прорези 10. Таким образом зазор в зоне ультразвукового луча пьезопреобразователя 9 постоянно заполнен контактной жидкостью, что обеспечивает стабильную акустическую связь между основанием обода 6 и шиной 7.

При качении преобразователя по рельсу 19 в механический контакт вступают смоченные жидкостью из сопла 20 поверхности шины 7 и рельса 19. За счет эластичности шины 7 зона контакта ее и рельса 19 представляет собой площадку, причем поверхность шины 7, деформируясь на микронеровностях поверхности рельса, плотно прилегает к ней, а микрозазор между прилегающими поверхностями шины 7 и рельса 19 заполнен контактной жидкостью, что обеспечивает стабильную акустическую связь между ними.

При движении преобразователя колесо вращается и под действием цен5 160518 тробежной силы контактная жидкость в нем принимает форму кольца, давление в котором возрастает по мере увеличения расстояния от оси вращения, благодаря чему на периферии ьезобло5 к а обр аэ ует ся э он а повыше нно ro д авл ения. Давление во всех точках кольца контактной жидкости, равноотстоящих от оси вращения, одинаково и тем выше, чем больше частота вращения колеса и чем больше расстояние от данной точки до внутренней поверхности кольца. При вращении колеса обеспечивается равенство давления подачи контактной жидкости и давления в кольце жидкости на уровне отверстия 17, причем толщина кольца, а следовательно, и объем жидкости в колесе будут тем меньше, чем выше частота вращения и 20 чем дальше от оси вращения расположено отверстие 17. При некоторой ограниченной снизу частоте вращения колеса сливные отверстия 18 оказываются в зоне, свободной от контактной жид- 25 кости, слив жидкости из колеса прекращается, что предотвращает повышенный ее расход, а ограничение объема жидкости в колесе снижает сопротивление вращению и износ эластичной шины. 30

В катящемся преобразователе попадание контактной жидкости в подшипники устранено выполнением в дисках ко8 леса отверстий для слива контактной жидкости, а сопротивление вращению колеса и, следовательно, износ эластичной шины, снижены путем уменьшения заполнения объема колеса контактной жидкостью за счет подачи ее только в зону повышенного давления (последнее исключает также потери контактной жидкости через спивные отверстия при вращении колеса), Формул а из обр ет ения Ультразвуковой катящийся преобразователь, содержащий ось с подшипниками, на которой установлено колесо, заполняемое контактной жидкостью, выполненное в виде дисков, соединенных ободом с установленной на нем эластичной шиной, в поло сти кол ес а р аэ меще H пьеэоблок с закрепленными на нем преобразователями, штуцер с каналом пода" чи контактной жидкости, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью улучшения функциональных характеристик преобразователя, в дисках выполнены отверстия для слива контактной жидкости, расположенные на окружности с центром на оси преобразователя и радиусом не менее наружного радиуса подшипника, а канал подачи контактной жидкости имеет выход в торец пьеэоблока.

1605186

Составитель О. Антонова

Т ехр ед M. Дидык КоРРектоР П,Патай

Редактор Л, Гратилпо

Заказ 3451 Тираж 504 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул„ Гагарина, 101