本發(fā)明涉及一種軸承套圈磨削燒傷高速檢測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、磨削燒傷會(huì)導(dǎo)致軸承套圈服役性能降低，磁巴克豪森法是目前檢測(cè)套圈磨削燒傷的重要方法。目前市面上的磁巴克豪森儀器主要利用時(shí)變磁場(chǎng)激勵(lì)磁巴克豪森信號(hào)來檢測(cè)磨削燒傷。磁巴克豪森噪聲法檢測(cè)裝置一般由磁化單元和信號(hào)接收單元兩部分組成，磁化單元由多匝線圈繞制在磁軛上制作而成，信號(hào)接收單元一般采用高靈敏度的線圈。磁巴克豪森儀器工作時(shí)由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生時(shí)變激勵(lì)信號(hào)（一般為正弦波波形），通過功率放大器放大進(jìn)行功率放大后通入繞制在磁軛上的線圈，使得磁軛產(chǎn)生隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)，進(jìn)而磁化被檢測(cè)工件并產(chǎn)生磁巴克豪森信號(hào)。信號(hào)接收單元接收磁巴克豪森信號(hào)，根據(jù)接收到的磁巴克豪森信號(hào)均方根判斷是否發(fā)生磨削燒傷。使用這種磁化方法需要足夠大的電流以產(chǎn)生足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)，同時(shí)在磁軛上繞制線圈的匝數(shù)也會(huì)影響磁場(chǎng)的大小。

2、現(xiàn)有的磁巴克豪森檢測(cè)方法一般采用時(shí)變磁場(chǎng)激勵(lì)磁巴克豪森噪聲信號(hào)，會(huì)產(chǎn)生激勵(lì)線圈發(fā)熱以及電磁干擾的問題。另外，受激勵(lì)頻率低（一般0.1～200?hz）的限制，時(shí)變磁場(chǎng)激勵(lì)磁巴克豪森噪聲響應(yīng)速度慢，存在檢測(cè)速度慢的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，提出了一種軸承套圈磨削燒傷高速檢測(cè)方法及裝置，通過永磁體與軸承套圈的高速旋轉(zhuǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)激勵(lì)磁巴克豪森噪聲，省去了通過信號(hào)發(fā)生器以及功率放大器產(chǎn)生交變電流進(jìn)而產(chǎn)生時(shí)變磁場(chǎng)的過程，克服了目前儀器存在的檢測(cè)速度慢、電磁干擾、發(fā)熱問題難以解決的缺陷。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種軸承套圈磨削燒傷高速檢測(cè)方法，通過將永磁體磁化裝置不動(dòng)，而被檢測(cè)軸承套圈相對(duì)所述永磁體磁化裝置高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)而激勵(lì)產(chǎn)生磁巴克豪森信號(hào)；

3、磁化區(qū)域內(nèi)磁疇在永磁體磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)作用下產(chǎn)生磁疇運(yùn)動(dòng)，磁疇壁位移產(chǎn)生所述磁巴克豪森信號(hào)，接收線圈接收所述磁巴克豪森信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)放大器和低通濾波后通過采集卡能夠轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字磁巴克豪森信號(hào)，通過計(jì)算所述數(shù)字磁巴克豪森信號(hào)的均方根包絡(luò)線作為套圈燒傷的判定條件，通過監(jiān)測(cè)所述數(shù)字磁巴克豪森信號(hào)的均方根包絡(luò)線最大值比最小值是否在所設(shè)定的范圍內(nèi)，判斷所述軸承套圈是否有磨削燒傷。

4、進(jìn)一步的，利用永磁體磁化裝置固定，將所述軸承套圈相對(duì)永磁體磁化裝置高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)而產(chǎn)生所述磁巴克豪森信號(hào)，包括以下步驟：

5、步驟1：通過軸承勻速旋轉(zhuǎn)、探頭不動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)所述永磁體磁場(chǎng)與所述軸承套圈的滾道相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所述永磁體磁場(chǎng)與所述軸承套圈的滾道內(nèi)部磁疇產(chǎn)生相互作用，通過所述永磁體磁場(chǎng)與所述軸承套圈的滾道的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而通過相互作用的擾動(dòng)誘導(dǎo)產(chǎn)生巴克豪森跳躍，軸承旋轉(zhuǎn)裝置包括兩個(gè)主動(dòng)輪和一個(gè)用于輔助轉(zhuǎn)動(dòng)的從動(dòng)輪，兩個(gè)所述主動(dòng)輪勻速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)所述軸承套圈旋轉(zhuǎn)，所述從動(dòng)輪具有彈壓結(jié)構(gòu)，所述從動(dòng)輪能夠壓緊所述軸承套圈，防止所述軸承套圈抖動(dòng)，安裝軸承時(shí)拉開所述從動(dòng)輪，將所述軸承套圈放置于兩個(gè)所述主動(dòng)輪上方，松開所述從動(dòng)輪，確保所述從動(dòng)輪的彈壓結(jié)構(gòu)處于拉伸狀態(tài)；

6、步驟2：用于檢測(cè)的所述探頭為永磁體磁軛以及信號(hào)接收線圈一體的探頭，所述信號(hào)接收線圈采用線型陣列線圈，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述軸承套圈的全覆蓋掃查，所述軸承套圈的下端面與所述永磁體磁軛的引腳下表面處于同一平面內(nèi)，所述探頭內(nèi)部設(shè)有彈壓結(jié)構(gòu)，所述探頭的檢測(cè)線圈個(gè)數(shù)不少于，結(jié)果向下取整，l為軸承套圈寬度，為檢測(cè)線圈外徑，檢測(cè)前壓緊所述探頭，使所述探頭的楔形端部處于壓縮狀態(tài)，所述探頭能夠?qū)崿F(xiàn)沿滾道周向局部磁化和軸向局部磁化兩種磁化方式；

7、步驟3：通過編碼器檢測(cè)所述從動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)角度控制采樣點(diǎn)距離間隔進(jìn)而實(shí)現(xiàn)等空間采樣，單次采樣旋轉(zhuǎn)角度為所述從動(dòng)輪每旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行一次采樣，所述采樣點(diǎn)距離間隔至多為，為所述接收線圈外徑，所述主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為，為從動(dòng)輪有效旋轉(zhuǎn)半徑；

8、步驟4：采用相同尺寸的磨削回火燒傷軸承套圈和無磨削燒傷軸承套圈作為對(duì)比，確定最佳磁巴克豪森檢測(cè)靈敏度轉(zhuǎn)速，將相同轉(zhuǎn)速下磨削回火燒傷的所述數(shù)字磁巴克豪森信號(hào)的均方根包絡(luò)線最大值與無磨削燒傷的所述數(shù)字磁巴克豪森信號(hào)的均方根包絡(luò)線平均值的比值作為磁巴克豪森檢測(cè)靈敏度判定依據(jù)，通過改變主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速得到不同的比值，比值越大，磁巴克豪森檢測(cè)靈敏度越高，選取比值最大值對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速作為最佳轉(zhuǎn)速；

9、步驟5：通過放置于磁軛磁極中間且垂直所述軸承套圈的滾道放置的線圈，實(shí)現(xiàn)所述磁巴克豪森信號(hào)的拾取，通過模擬信號(hào)采集卡能夠采集所述接收線圈的所述磁巴克豪森信號(hào)，采樣頻率高于所述磁巴克豪森信號(hào)的最高頻率的兩倍，其采樣頻率優(yōu)選范圍是；

10、步驟6：計(jì)算所述磁巴克豪森信號(hào)的均方根包絡(luò)線，通過計(jì)算每個(gè)采樣點(diǎn)的均方根，將所計(jì)算的均方根依次連接得到所述磁巴克豪森信號(hào)的均方根包絡(luò)線，所述磁巴克豪森信號(hào)的均方根包絡(luò)線的最大值、最小值為軸承旋轉(zhuǎn)單圈對(duì)應(yīng)的均方根包絡(luò)線的最大值和最小值，通過軸承旋轉(zhuǎn)單圈的均方根包絡(luò)線的最大值比最小值以及均方根包絡(luò)線的平均值判定是否燒傷，當(dāng)兩個(gè)條件參數(shù)均低于報(bào)警閾值時(shí)，套圈判定為合格品，任意一個(gè)條件參數(shù)高于報(bào)警閾值時(shí)，判定為不合格品。

11、進(jìn)一步的，通過磁巴克豪森信號(hào)檢測(cè)所述軸承套圈的信號(hào)為合格樣品檢測(cè)信號(hào)持續(xù)均勻的噪聲信號(hào)，不合格回火燒傷樣品在回火燒傷區(qū)域轉(zhuǎn)動(dòng)到所述接收線圈的下方磁化區(qū)域內(nèi)并遠(yuǎn)離的過程中，所述磁巴克豪森信號(hào)出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，所述軸承旋轉(zhuǎn)單圈的均方根包絡(luò)線的最大值與最小值的比值增大；不合格淬火燒傷樣品在淬火燒傷區(qū)域轉(zhuǎn)動(dòng)到所述接收線圈的下方磁化區(qū)域內(nèi)并遠(yuǎn)離的過程中，所述磁巴克豪森信號(hào)出現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，所述軸承旋轉(zhuǎn)單圈的均方根包絡(luò)線的最大值與最小值比值減小。

12、第二方面，本發(fā)明提供一種根據(jù)如上中任一項(xiàng)所述的軸承套圈磨削燒傷高速檢測(cè)方法的檢測(cè)裝置，包括軸承旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元、永磁體磁軛勵(lì)磁單元、磁巴克豪森信號(hào)接收單元、磁巴克豪森信號(hào)采集單元以及磁巴克豪森信號(hào)處理單元，所述軸承旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元由主動(dòng)輪和從動(dòng)輪組成，所述永磁體磁軛勵(lì)磁單元包括單個(gè)永磁體提供激勵(lì)磁場(chǎng)，所述永磁體磁軛勵(lì)磁單元能夠設(shè)置為軸向磁化和周向磁化兩種檢測(cè)模式，軸向磁化時(shí)，永磁體磁極連線平行于軸承套圈的軸向方向，周向磁化時(shí)，所述永磁體磁極連線垂直于所述軸承套圈的軸向方向，所述磁巴克豪森信號(hào)接收單元由線圈組成，且所述線圈的軸線垂直于軸承滾道，所述磁巴克豪森信號(hào)處理單元包括低通濾波運(yùn)算放大器，所述低通濾波運(yùn)算放大器能夠?yàn)V掉高頻噪聲干擾信號(hào)，所述磁巴克豪森信號(hào)采集單元通過模擬信號(hào)采集卡和均方根包絡(luò)線的計(jì)算算法，將所述磁巴克豪森信號(hào)接收單元的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)：本發(fā)明的軸承套圈磨削燒傷高速檢測(cè)方法及裝置，采用單個(gè)永磁體提供激勵(lì)磁場(chǎng)，利用永磁體磁場(chǎng)與滾道內(nèi)部磁疇產(chǎn)生相互作用，通過永磁體與軸承套圈滾道的相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致相互作用的擾動(dòng)誘導(dǎo)產(chǎn)生巴克豪森跳躍，省去了傳統(tǒng)時(shí)變磁場(chǎng)磁化所需的信號(hào)發(fā)生器、功率放大器；利用軸承勻速旋轉(zhuǎn)、探頭不動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)永磁磁場(chǎng)探頭與軸承套圈滾道的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過控制軸承旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)磁巴克豪森噪聲的幅值響應(yīng)靈敏度；利用磁軛結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)軸承套圈滾道的局部磁化，采用軸向或周向磁化方式對(duì)軸承套圈滾道進(jìn)行磁化；利用位于磁軛磁極中間且垂直套圈滾道放置的線圈實(shí)現(xiàn)磁巴克豪森信號(hào)的拾??；利用磁巴克豪森信號(hào)的均方根包絡(luò)幅值實(shí)現(xiàn)對(duì)滾道磨削燒傷的識(shí)別，滾道不存在磨削燒傷時(shí)，磁巴克豪森包絡(luò)幅值為平坦的直線；滾道存在磨削燒傷時(shí)，磁巴克豪森信號(hào)的包絡(luò)幅值在磨削燒傷的位置發(fā)生突變。

14、本發(fā)明的軸承套圈磨削燒傷高速檢測(cè)方法及裝置，采用單個(gè)永磁體磁軛激勵(lì)，多個(gè)檢測(cè)線圈并行排列的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)滾道的全覆蓋檢測(cè)。