一種周向渦流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種周向渦流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置，包括機(jī)架、待檢測鋼球及控制系統(tǒng)，機(jī)架的頂端設(shè)置有進(jìn)球倉，進(jìn)球倉上開設(shè)有進(jìn)球口；機(jī)架上還設(shè)置有鋼球表面質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)及鋼球驅(qū)動機(jī)構(gòu)，鋼球表面質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)包括渦流陣列探頭及用于盛放待檢測鋼球的檢測腔，檢測腔位于進(jìn)球倉的底端，渦流陣列探頭包括多個(gè)均布在檢測腔外圍周圈的檢測線圈；所述鋼球驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括摩擦輪，摩擦輪位于檢測腔的下方，摩擦輪的外圍周圈開設(shè)有用于承托待檢測鋼球的凹槽，摩擦輪轉(zhuǎn)動帶動待檢測鋼球滾動。本發(fā)明采用周向渦流陣列的鋼球表面展開方法，通過鋼球的一維滾動即可實(shí)現(xiàn)球面的完全展開，簡便易行。
【專利說明】
_種周向滿流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于物體表面缺陷檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種周向渦流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼球是軸承的關(guān)鍵基礎(chǔ)組件，其表面質(zhì)量直接影響著軸承的性能和壽命。在精密機(jī)械及儀器儀表中應(yīng)用的軸承，滾動體表面的質(zhì)量直接影響著儀器設(shè)備的精度、運(yùn)動性能以及振動和噪聲，嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致機(jī)器儀表的運(yùn)行故障。因此鋼球表面缺陷檢測是鋼球及軸承制造行業(yè)中的關(guān)鍵工序。在鋼球出廠前需要對其表面質(zhì)量進(jìn)行逐一的檢測。
[0003]受檢測成本因素的制約，國內(nèi)的鋼球制造廠商在檢測時(shí)通常采用傳統(tǒng)的人工燈檢法，該方法自動化程度很低，并受限于人工檢測的主觀性，極易出現(xiàn)漏檢及誤檢現(xiàn)象，限制了鋼球及軸承行業(yè)的發(fā)展。
[0004]目前，已研制出的鋼球表面質(zhì)量檢測裝置中，所采用檢測方法有包括光電檢測技術(shù)、渦流探傷技術(shù)、超聲檢測技術(shù)和視覺檢測技術(shù)。為了使被檢測鋼球能夠完全展開，利用以上檢測方法所建立的檢測裝置大多使用子午線展開法或經(jīng)瑋掃描式展開法。兩種方法都需要展開機(jī)構(gòu)使球體沿固定曲線路徑的二維滾動使球面全展開，從而導(dǎo)致展開機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中容易磨損，表面受到磨損的展開裝置會導(dǎo)致球體的不充分展開，極易引起缺陷與漏檢現(xiàn)象，所以必須要周期性更換展開裝置，大大增加了維護(hù)成本。
[0005]由此可見，現(xiàn)有技術(shù)有待于進(jìn)一步的改進(jìn)和提尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為避免上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供了一種周向渦流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0008]—種周向渦流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置，包括機(jī)架、待檢測鋼球及控制系統(tǒng)，機(jī)架的頂端設(shè)置有進(jìn)球倉，進(jìn)球倉上開設(shè)有供待檢測鋼球穿入的進(jìn)球口；機(jī)架上還設(shè)置有鋼球表面質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)及鋼球驅(qū)動機(jī)構(gòu)，鋼球表面質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)包括渦流陣列探頭及用于盛放待檢測鋼球的檢測腔，檢測腔位于進(jìn)球倉的底端，渦流陣列探頭與上述控制系統(tǒng)相連，渦流陣列探頭包括多個(gè)均布在檢測腔外圍周圈的檢測線圈；所述鋼球驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括摩擦輪，摩擦輪位于檢測腔的下方，摩擦輪的外圍周圈開設(shè)有用于承托待檢測鋼球的凹槽，摩擦輪轉(zhuǎn)動帶動待檢測鋼球滾動，凹槽上開設(shè)有與待檢測鋼球相適配的出球口。
[0009]所述檢測腔的外圍周圈設(shè)置有多個(gè)用于放置檢測線圈的線圈安放倉，一個(gè)線圈安放倉內(nèi)對應(yīng)放置一個(gè)檢測線圈，所有檢測線圈配合形成能夠覆蓋半個(gè)待檢測鋼球的檢測區(qū)域。
[0010]各所述線圈安放倉均與待檢測鋼球相切，且與各線圈安放倉相垂直的垂直面均過待檢測鋼球的球心。
[0011]相鄰兩個(gè)所述檢測線圈的圓心與待檢測鋼球的球心連線的夾角小于30°，且相鄰兩個(gè)檢測線圈在待檢測鋼球表面的掃描區(qū)域不重復(fù)。
[0012]所有所述檢測線圈配合形成一個(gè)半球，該半球的直徑與被檢測鋼球的直徑之差大于 0.8mm、小于 2mm。
[0013]所述凹槽的截面呈V型，所述鋼球驅(qū)動機(jī)構(gòu)還包括帶動摩擦輪旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)設(shè)置在機(jī)架的一側(cè)，驅(qū)動電機(jī)與上述控制系統(tǒng)相連。
[0014]所述機(jī)架上還設(shè)置有鋼球壓持機(jī)構(gòu)，鋼球壓持機(jī)構(gòu)包括壓桿和支撐軸承，壓桿的一端與機(jī)架相鉸接、另一端設(shè)置有壓球軸承，壓桿設(shè)置有壓球軸承的一端伸入進(jìn)球倉內(nèi)，待檢測鋼球落入檢測腔后，壓球軸承在壓桿的帶動下落至待檢測鋼球的斜上方形成對待檢測鋼球的壓持，所述檢測腔未放置線圈安放倉的一側(cè)開設(shè)有軸承倉，支撐軸承安裝在軸承倉內(nèi)，待檢測鋼球落入檢測腔后，支承軸承形成對待檢測鋼球的橫向支撐力。
[0015]所述壓桿通過壓球軸承作用在待檢測鋼球上的力分解為水平分力與豎直分力，水平分力與上述橫向支撐力大小相等、方向相反。
[0016]所述鋼球壓持機(jī)構(gòu)還包括壓緊彈簧，壓緊彈簧位于壓桿的下方，壓緊彈簧的一端與壓桿的中部相連、另一端與機(jī)架相連。
[0017]所述機(jī)架上還設(shè)置有用于檢測壓桿位置的光電開關(guān)傳感器，光電開關(guān)傳感器與上述控制系統(tǒng)相連。
[0018]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明所取得的有益效果為:
[0019]1、本發(fā)明中的檢測腔和渦流陣列探頭均靜止不動，待檢測鋼球在摩擦輪的帶動下進(jìn)行一維滾動即可實(shí)現(xiàn)球面的完全展開，在相同的檢測環(huán)境下，簡化了展開機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，減少了產(chǎn)品的加工成本，降低了設(shè)備的維護(hù)難度。
[0020]2、本發(fā)明中的摩擦輪采用摩擦系數(shù)比較高的非金屬材料制作，待檢測鋼球在摩擦輪凹槽的作用下轉(zhuǎn)動，摩擦輪不易磨損，摩擦輪轉(zhuǎn)動過程中能帶動待檢測鋼球充分展開，避免了漏檢現(xiàn)象的發(fā)生，提高了檢測精度。
[0021]3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，安裝維修方便，且制作成本較低。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的軸測圖。
[0023]圖2為本發(fā)明的俯視圖。
[0024]圖3為本發(fā)明的正視圖。
[0025]圖4為圖3的A-A向剖視圖。
[0026]圖5為本發(fā)明中檢測腔與渦流陣列探頭的相對位置關(guān)系示意圖。
[0027]圖6為本發(fā)明中檢測線圈的連接關(guān)系示意圖。
[0028]其中，
[0029]1、進(jìn)球倉2、進(jìn)球口 3、壓球軸承4、壓桿5、壓緊彈簧6、待檢測鋼球7、支撐軸承8、摩擦輪9、出球口 10、機(jī)架11、驅(qū)動電機(jī)12、線圈安放倉13、檢測線圈14、線圈連接導(dǎo)線15、檢測腔16、電流入口 17、電流出口
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
[0031]如圖1至圖6所示，一種周向渦流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置，包括機(jī)架10、待檢測鋼球6及控制系統(tǒng)，機(jī)架10的頂端設(shè)置有進(jìn)球倉I，進(jìn)球倉I上開設(shè)有供待檢測鋼球6穿入的進(jìn)球口 2;機(jī)架10上還設(shè)置有鋼球表面質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)及鋼球驅(qū)動機(jī)構(gòu)，鋼球表面質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)包括渦流陣列探頭及用于盛放待檢測鋼球6的檢測腔15，檢測腔15位于進(jìn)球倉I的底端，渦流陣列探頭與上述控制系統(tǒng)相連，渦流陣列探頭包括多個(gè)均布在檢測腔15外圍周圈的檢測線圈13，相鄰兩個(gè)檢測線圈13通過線圈連接導(dǎo)線14相連，其中位于最外側(cè)的兩個(gè)檢測線圈中的一個(gè)連通電流入口 16、另外一個(gè)連通電流出口 17;所述檢測腔15的外圍周圈設(shè)置有多個(gè)用于放置檢測線圈13的線圈安放倉12，一個(gè)線圈安放倉12內(nèi)對應(yīng)放置一個(gè)檢測線圈13，所有檢測線圈13配合形成能夠覆蓋半個(gè)待檢測鋼球6的半球狀的檢測區(qū)域，該檢測區(qū)域的直徑與被檢測鋼球6的直徑之差大于0.8_、小于2mm;各所述線圈安放倉12均與待檢測鋼球6相切，且與各線圈安放倉12相垂直的垂直面均過待檢測鋼球6的球心；相鄰兩個(gè)所述檢測線圈13的圓心與待檢測鋼球6的球心連線的夾角為α，α小于30°，且相鄰兩個(gè)檢測線圈13在待檢測鋼球6表面的掃描區(qū)域不重復(fù)。
[0032]所述鋼球驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括摩擦輪8，摩擦輪8位于檢測腔15的下方，摩擦輪8采用摩擦系數(shù)比較高的非金屬材料制作，摩擦輪8的外圍周圈開設(shè)有用于承托待檢測鋼球6的凹槽，凹槽的截面呈V型，所述鋼球驅(qū)動機(jī)構(gòu)還包括帶動摩擦輪旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機(jī)11，驅(qū)動電機(jī)11設(shè)置在機(jī)架10的一側(cè)，驅(qū)動電機(jī)11與上述控制系統(tǒng)相連，摩擦輪8轉(zhuǎn)動帶動待檢測鋼球6在檢測腔15內(nèi)滾動，凹槽上沿摩擦輪8的徑向開設(shè)有向內(nèi)凹陷且與待檢測鋼球6相適配的出球口9，當(dāng)出球口 9轉(zhuǎn)至正對待檢測鋼球6的時(shí)候，待檢測鋼球6在自重的作用下從檢測腔15脫出并落入出球口 9，之后在摩擦輪8的旋轉(zhuǎn)帶動下被裹挾帶走。
[0033]所述控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)及數(shù)字信號處理器TMS320F2812，該數(shù)字信號處理器內(nèi)設(shè)置有變頻調(diào)幅電路，變頻調(diào)幅電路主要由穩(wěn)壓電路、LC振蕩電路、檢波電路和放大偏置電路等幾部分組成，渦流陣列探頭將檢測來的信號依次經(jīng)LC振蕩電路、檢波電路和放大偏置電路后送入數(shù)字信號處理器的A/D輸入端，數(shù)字信號處理器與計(jì)算機(jī)相連，由計(jì)算機(jī)完成對待檢測鋼球6的缺陷監(jiān)測及分析。
[0034]所述機(jī)架10上還設(shè)置有鋼球壓持機(jī)構(gòu)，鋼球壓持機(jī)構(gòu)包括壓桿4、壓緊彈簧5及支撐軸承7，壓桿4的一端與機(jī)架10相鉸接、另一端設(shè)置有壓球軸承3，壓緊彈簧5位于壓桿4的下方，壓緊彈簧5的一端與壓桿4的中部相連、另一端與機(jī)架10相連，壓桿4設(shè)置有壓球軸承3的一端伸入進(jìn)球倉I內(nèi)，待檢測鋼球6落入檢測腔15后，壓球軸承3在壓桿4的帶動下落至待檢測鋼球6的斜上方形成對待檢測鋼球6的壓持，所述機(jī)架10上還設(shè)置有用于檢測壓桿4位置的光電開關(guān)傳感器，光電開關(guān)傳感器與上述控制系統(tǒng)相連;所述檢測腔15未放置線圈安放倉12的一側(cè)開設(shè)有軸承倉，支撐軸承7安裝在軸承倉內(nèi)，待檢測鋼球6落入檢測腔15后，支承軸承7形成對待檢測鋼球6的橫向支撐力，所述壓桿4通過壓球軸承3作用在待檢測鋼球6上的力分解為水平分力與豎直分力，水平分力與上述橫向支撐力大小相等、方向相反，也就是說水平分力與橫向支撐力構(gòu)成力的平衡系，待檢測鋼球6在豎直分力的作用下被壓在摩擦輪8的凹槽內(nèi)，并在摩擦輪8的帶動下滾動。
[0035]利用本發(fā)明對鋼球進(jìn)行表面質(zhì)量監(jiān)測的過程大致為:待檢測鋼球6通過進(jìn)球口2進(jìn)入進(jìn)球倉I，向上抬起壓桿4，待檢測鋼球6順利落入位于進(jìn)球倉I底部的檢測腔15，壓桿4在壓緊彈簧5的作用下通過頂端的壓球軸承3并結(jié)合支撐軸承7將待檢測鋼球6固定在縱向平面上，摩擦輪8周圈的凹槽限制了待檢測鋼球6在橫向平面上的運(yùn)動。當(dāng)光電開關(guān)傳感器檢測到壓桿4有位置變動時(shí)，表明待檢測鋼球6已經(jīng)進(jìn)入檢測腔15中，此時(shí)啟動驅(qū)動電機(jī)11并給檢測線圈13通電，待檢測鋼球6在摩擦輪8的帶動下在檢測腔15內(nèi)滾動，渦流陣列探頭開始檢測，待檢測鋼球6表面經(jīng)過渦流陣列探頭的完全檢測，通過出球口9被摩擦輪8帶出檢測腔15。下一個(gè)待檢測鋼球6從進(jìn)球口 2進(jìn)入，重復(fù)執(zhí)行上述操作，從而實(shí)現(xiàn)了對待檢測鋼球6表面質(zhì)量的自動檢測。
[0036]本發(fā)明中未述及的部分采用或借鑒已有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。
[0037]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的精神所作的舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種周向渦流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置，其特征在于，包括機(jī)架、待檢測鋼球及控制系統(tǒng)，機(jī)架的頂端設(shè)置有進(jìn)球倉，進(jìn)球倉上開設(shè)有供待檢測鋼球穿入的進(jìn)球口；機(jī)架上還設(shè)置有鋼球表面質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)及鋼球驅(qū)動機(jī)構(gòu)，鋼球表面質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)包括渦流陣列探頭及用于盛放待檢測鋼球的檢測腔，檢測腔位于進(jìn)球倉的底端，渦流陣列探頭與上述控制系統(tǒng)相連，渦流陣列探頭包括多個(gè)均布在檢測腔外圍周圈的檢測線圈；所述鋼球驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括摩擦輪，摩擦輪位于檢測腔的下方，摩擦輪的外圍周圈開設(shè)有用于承托待檢測鋼球的凹槽，摩擦輪轉(zhuǎn)動帶動待檢測鋼球滾動，凹槽上開設(shè)有與待檢測鋼球相適配的出球口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種周向渦流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置，其特征在于，所述檢測腔的外圍周圈設(shè)置有多個(gè)用于放置檢測線圈的線圈安放倉，一個(gè)線圈安放倉內(nèi)對應(yīng)放置一個(gè)檢測線圈，所有檢測線圈配合形成能夠覆蓋半個(gè)待檢測鋼球的檢測區(qū)域。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種周向渦流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置，其特征在于，各所述線圈安放倉均與待檢測鋼球相切，且與各線圈安放倉相垂直的垂直面均過待檢測鋼球的球心。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種周向渦流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置，其特征在于，相鄰兩個(gè)所述檢測線圈的圓心與待檢測鋼球的球心連線的夾角小于30°，且相鄰兩個(gè)檢測線圈在待檢測鋼球表面的掃描區(qū)域不重復(fù)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種周向渦流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置，其特征在于，所有所述檢測線圈配合形成一個(gè)半球，該半球的直徑與被檢測鋼球的直徑之差大于0.8mm、小于2mm ο6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種周向渦流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置，其特征在于，所述凹槽的截面呈V型，所述鋼球驅(qū)動機(jī)構(gòu)還包括帶動摩擦輪旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)設(shè)置在機(jī)架的一側(cè)，驅(qū)動電機(jī)與上述控制系統(tǒng)相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種周向渦流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置，其特征在于，所述機(jī)架上還設(shè)置有鋼球壓持機(jī)構(gòu)，鋼球壓持機(jī)構(gòu)包括壓桿和支撐軸承，壓桿的一端與機(jī)架相鉸接、另一端設(shè)置有壓球軸承，壓桿設(shè)置有壓球軸承的一端伸入進(jìn)球倉內(nèi)，待檢測鋼球落入檢測腔后，壓球軸承在壓桿的帶動下落至待檢測鋼球的斜上方形成對待檢測鋼球的壓持，所述檢測腔未放置線圈安放倉的一側(cè)開設(shè)有軸承倉，支撐軸承安裝在軸承倉內(nèi)，待檢測鋼球落入檢測腔后，支承軸承形成對待檢測鋼球的橫向支撐力。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種周向渦流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置，其特征在于，所述壓桿通過壓球軸承作用在待檢測鋼球上的力分解為水平分力與豎直分力，水平分力與上述橫向支撐力大小相等、方向相反。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種周向渦流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置，其特征在于，所述鋼球壓持機(jī)構(gòu)還包括壓緊彈簧，壓緊彈簧位于壓桿的下方，壓緊彈簧的一端與壓桿的中部相連、另一端與機(jī)架相連。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種周向渦流陣列鋼球表面質(zhì)量檢測裝置，其特征在于，所述機(jī)架上還設(shè)置有用于檢測壓桿位置的光電開關(guān)傳感器，光電開關(guān)傳感器與上述控制系統(tǒng)相連。
【文檔編號】G01N27/90GK105823823SQ201610237634
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】張華宇, 鐘明明, 曹茂永, 謝鳳芹, 趙月, 劉文貝, 張偉鵬, 魏志恒
【申請人】山東科技大學(xué)