一種滾動軸承殘餘奧氏體的電磁在線檢測方法
2023-05-14 16:23:51
專利名稱：一種滾動軸承殘餘奧氏體的電磁在線檢測方法
技術領域：
本發明涉及用U型傳感器和交流橋式電路檢測軸承產品殘餘奧氏體含量的一種新方法，特別是根據試件磁迴路強磁體磁阻的變化來表徵帕運體積變化的方法。
背景技術：
軸承鋼中殘餘奧氏體的數量，對軸承的機械性能、尺寸穩定性有決定性影響。與軸承材料的抗拉強度、衝擊韌性和疲勞強度往往存在對應關係。為保證軸承的質量，國外對軸承產品殘餘奧氏體的含量有著明確的規定，超出規定的範圍，軸承就成為不合格產品。目前國內對軸承產品的要求也越來越嚴格，也提出了對軸承產品的帕運含量不能超出一定範圍的要求。但到目前為止，國內外還沒有一種在線檢測軸承產品的方法。一般都在實驗室對試樣用X射線法或金相法進行檢測。這兩種方法都存在檢測速度慢、重現性差等缺點，不可能在現場進行大面積在線檢測。國內外用電磁法對產品質量進行評價已較普遍。美國利用巴克豪森效應對材料進行評價[莊又青，利用巴克豪森效應綜合評價材料表面質量，無損檢測，(02) (1994)41-43]。 日本吉永等利用磁致伸縮效應檢查鋼材的熱處理狀態和含碳量[遠藤和芳，吉永昭男，磁気的方法(二上3鋼材O材料評価O -考察，非破壊検查，40 (8) (1991)552-557。]。北川等用渦流檢測鋼材表面的馬氏體含量[日本非破壊計測研究所，北川茂，新方式O材質 亀裂子Λ 7力-T，內外技術二 H, (351) (1990)]，均得到較好的結果。國內甘宅平等用磁法檢測高鉻鑄鐵帕運含量[甘宅平，高鉻鑄鐵殘餘奧氏體測定的探討，理化檢驗(物理分冊)，43(11) (2007)571-574.]；肖柯則等用磁法測定球墨鑄鐵中的帕運值[肖柯則，樂茂康，馬慶國，磁性法與X光衍射分析等淬貝氏體球墨鑄鐵中殘餘奧氏體，現代鑄鐵，( (1989)38-42 ；劉紅櫻，王海華，王程，基於單片機的殘餘奧氏體磁性測量法，(12) 0007)35-38.]。這些方法有製備試樣慢，測量誤差大等缺點，和傳統的X射線法的結果相比相差較大。
發明內容
本發明的目的在於克服X射線法、金相法、磁性法等現有技術的不足，提出了一種基於電路及磁路分析，利用U形傳感器直接與待測試件接觸測定奧氏體的新方法，國內外還沒有先例。它有快速(每點測量速度小於1分鐘)、準確(與X射線相差小於1%)，重複性好(重複測量誤差小於0. 5% )等優點，特別適合在現場在線檢測。為達到上述目的，本發明採取如下解決方案。一種滾動軸承殘餘奧氏體的電磁法在線檢測方法，該方法包括下述步驟1)首先，建立交流橋式電路用以構建在線檢測磁迴路的等效電路；2)交流橋式電路由計算機通過控制正弦波信號發生器向交流橋式電路中的恆流源提供勵磁電流信號；3)恆流源將勵磁電流信號分別輸入至連接在恆流源的一端的可調電阻器上，恆流源的另一端接在由第一電阻器、第二電阻器、基準探頭、測量探頭以及可調電阻器構成的交流橋式電路的勵磁迴路上；4)第一電阻器和基準探頭構成交流橋式電路同側的2個臂，第二電阻器和測量探頭構成交流橋式電路同側的另2個臂，基準探頭和測量探頭用於檢測被測材料；5)可調電阻器的輸入端連接有第一互感器，第一互感器測量激勵電流的大小，並輸出與電流大小成正比的電壓信號送入數據採集卡，數據採集卡將與電壓信號相應的數位訊號送入計算機；6)基準探頭和第一電阻器的第一連接點與測量探頭和第二電阻器的第二連接點間連接有第二互感器，第二互感器測量交流橋式電路的不平衡電流的大小，並將該不平衡電流信號送入數據採集卡，數據採集卡將與不平衡電流信號相應的數位訊號送入計算機；7)計算機根據步驟5)輸入的激勵電流(100 200mA)調整交流橋式電路達到最大靈敏度，由步驟6)輸入的交流橋式電路不平衡電流數位訊號計算被測件的殘餘奧氏體含量。本發明進一步的特徵在於所述殘餘奧氏體含量按照下式計算
權利要求
1.一種滾動軸承殘餘奧氏體的電磁法在線檢測方法，其特徵在於，該方法包括下述步驟1)首先，建立交流橋式電路用以構建在線檢測磁迴路的等效電路；2)交流橋式電路由計算機(17)通過控制正弦波信號發生器向交流橋式電路中的恆流源(4)提供勵磁電流信號；3)恆流源(4)將勵磁電流信號分別輸入至連接在恆流源(4)的一端的可調電阻器(5) 上，恆流源(4)的另一端接在由第一電阻器(9)、第二電阻器(10)、基準探頭(11)、測量探頭 (12)以及可調電阻器(5)構成的交流橋式電路的勵磁迴路上；4)第一電阻器(9)和基準探頭(11)構成交流橋式電路同側的2個臂，第二電阻器(10) 和測量探頭(12)構成交流橋式電路同側的另2個臂，基準探頭(11)和測量探頭(12)用於檢測被測材料(3)；5)可調電阻器(5)的輸入端連接有第一互感器(8)，第一互感器(8)測量激勵電流的大小，並輸出與電流大小成正比的電壓信號送入數據採集卡(16)，數據採集卡(16)將與電壓信號相應的數位訊號送入計算機(17)；6)基準探頭(11)和第一電阻器(9)的第一連接點(13)與測量探頭(12)和第二電阻器(10)的第二連接點(14)間連接有第二互感器(15)，第二互感器(1 測量交流橋式電路的不平衡電流的大小，並將該不平衡電流信號送入數據採集卡(16)，數據採集卡(16)將與不平衡電流信號相應的數位訊號送入計算機(17)；7)計算機(17)根據步驟幻輸入的激勵電流調整交流橋式電路達到最大靈敏度，由步驟6)輸入的交流橋式電路不平衡電流數位訊號計算被測件的殘餘奧氏體含量。
2.根據權利要求1所述的一種滾動軸承殘餘奧氏體的電磁法在線檢測方法，其特徵在於，所述殘餘奧氏體含量按照下式計算a-b\I\式中，m為實測的殘餘奧氏體含量；111為實測的交流橋式電路不平衡電流值；a、b為常數。
3.根據權利要求1或2所述的一種滾動軸承殘餘奧氏體的電磁法在線檢測方法，其特徵在於，所述常數a、b根據標定試驗法得到，分別製備兩對不同帕運含量的經熱處理鋼材， 一種含量為實際值，另一為100%殘餘奧氏體的鋼材標定電流值，按照下式計算a「i-ι max\I max_bTnl -Z1W1 h _式中，Hi1為用X射線法或金相法測出殘餘奧氏體的含量，I1為測定出交流橋式電路不平衡電流的電流實際值，Imax為100%殘餘奧氏體的鋼材標定電流值。
全文摘要
本發明公開了一種滾動軸承殘餘奧氏體的電磁法在線檢測方法，包括1)建立交流橋式電路構建磁迴路的等效電路；2)恆流源提供勵磁電流信號；3)恆流源將勵磁電流輸入至勵磁迴路；4)電阻器和基準探頭、測量探頭構成交流橋式電路的4個臂，基準探頭和測量探頭檢測被測材料；5)電阻器連接一互感器將輸出電流信號送入數據採集卡至計算機；6)基準探頭和與測量探頭間連接另一互感器將不平衡電流信號送入數據採集卡至計算機；7)計算機據根據輸入的激勵電流調整交流橋式電路達到最大靈敏度，由不平衡電流信號計算被測件的殘餘奧氏體含量。該法靈敏度高、重複性好，操作方便，檢測速度快，與X射線法的結果吻合較好，適合在線檢測、推廣使用。
文檔編號G01N27/72GK102507723SQ20111028669
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月23日 優先權日2011年9月23日
發明者關志剛, 張相臣, 李建忠, 王振山, 董光能, 雷建中, 高元安 申請人:西安交通大學