一種檢測軸承內圈的探頭裝置製造方法

2023-05-01 02:17:26

一種檢測軸承內圈的探頭裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種檢測軸承內圈的探頭裝置，屬於軸承套圈無損檢測領域，該探頭裝置包括上端面探頭、下端面探頭、內圓柱面探頭、外圓錐面探頭以及滾子定位面探頭。上端面探頭位於內圓柱面探頭兩側且與之固定連接，能壓緊所述軸承內圈的同時對上端面和內圓柱面同時檢測；下端面探頭固定在檢測工位，能與所述軸承內圈下端面貼合以進行檢測；滾子定位面探頭的截錐螺旋彈簧大端與外圓錐面探頭連接以使兩者成為整體，該整體能同時貼合在外圓錐面和滾子定位面以進行檢測。本實用新型裝置檢測結果直觀，使用範圍廣，處理過程簡單，不受人為因素影響，可對軸承套圈進行全方位無盲點的高速自動化檢測。
【專利說明】一種檢測軸承內圈的探頭裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型屬於軸承套圈無損檢測領域，更具體地，涉及一種檢測圓錐滾子軸承套圈的探頭裝置。

【背景技術】
[0002]軸承作為機械基礎件，是裝備製造業賴以生存和發展的基礎，其性能直接決定著重大裝備和主機產品的性能、質量和可靠性。國家工信部規劃司在機械基礎件、基礎製造工藝和基礎材料產業「十二五」規劃中將軸承作為發展重點之一。
[0003]在實際生產中，軸承失效將直接導致整個生產過程無法正常進行，甚至造成重大經濟損失和人員傷亡。據統計，在旋轉機械的現場故障中，由於軸承套圈損傷而引起的故障大約佔30%。及時發現軸承的早期失效，並做出合適處理或報廢，可有效預防軸承失效事故。
[0004]目前針對軸承套圈的檢測主要有磁粉法、渦流法、超聲檢測法、機器視覺法、巴克豪森噪聲分析法以及聲發射法，以上各種方法均存在不足:磁粉法人為因素影響大；渦流法缺陷顯示不直觀；超聲法探頭掃查軌跡複雜；機器視覺法易出現漏報誤報；巴克豪森噪聲分析法使用範圍有限；聲發射法信號採集及處理較為困難。
實用新型內容
[0005]針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種用於檢測圓錐滾子軸承內圈的探頭裝置，其目的在於對軸承內圈內外缺陷進行快速高效檢測，彌補了現有無損檢測方法及裝置中存在或者複雜、或者不直觀、或者使用範圍受限或者處理困難、或者人為因素影響大等各種缺陷，本實用新型裝置可進行高速自動化的檢測，其檢測效率較高。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供了一種檢測軸承內圈的探頭裝置，其特徵在於，該探頭裝置包括分別用於檢測圓錐滾子軸承內圈的上端面、下端面、內圓柱面、外圓錐面以及滾子定位面的上端面探頭、下端面探頭、內圓柱面探頭、外圓錐面探頭以及滾子定位面探頭，其中軸承套圈的兩個端面內，面積較小的為上端面，面積較大的為下端面，用於圓錐滾子定位的面為滾子定位面，其中:
[0007]所述上端面探頭與所述內圓柱面探頭相固定連接，並在外界作用下可整體移動，能壓緊所述軸承內圈的同時對上端面和內圓柱面同時檢測；
[0008]所述下端面探頭固定在檢測工位，能與所述軸承內圈下端面貼合以進行檢測；
[0009]所述外圓錐面探頭和滾子定位面探頭固定連接，能同時貼合在外圓錐面和滾子定位面以進行檢測。
[0010]進一步的，所述上端面探頭具有多套，每套所述上端面探頭包括上端面探頭架、上端面探頭卡塊、上端面永磁鐵、上端面電路板、上端面磁敏感元件以及上端面探頭耐磨板；所述上端面磁敏感元件與上端面電路板固定為整體，並該整體通過所述上端面電路板與上端面卡塊固定，所述上端面探頭卡塊通過彈簧和螺柱與上端面探頭架形成浮動連接，所述上端面探頭耐磨板包覆所述上端面磁敏感元件並與待檢測的上端面直接貼合。
[0011]進一步的，所述內圓柱面探頭包括內圓柱面探頭架、內圓柱面探頭卡塊、內圓柱面永磁鐵、內圓柱面電路板、內圓柱面磁敏感元件以及內圓柱面探頭耐磨板；所述內圓柱面磁敏感元件與內圓柱面電路板固定為整體，該整體通過所述內圓柱面電路板與內圓柱面探頭卡塊固定，所述內圓柱面探頭卡塊通過螺柱和彈簧與內圓柱面探頭架形成浮動連接，所述內圓柱面探頭耐磨板包覆所述內圓柱面磁敏感元件並與待檢測的內圓柱面直接貼合。
[0012]進一步的，所述上端面探頭具有二套，分別通過以螺釘穿過所述上端面探頭架固定於內圓柱面探頭架兩側；
[0013]所述內圓柱面探頭架上還安裝活塞杆和容置活塞杆的氣缸，以在活塞杆和氣缸的作用下移動而能壓緊所述軸承內圈的上端面。
[0014]進一步的，所述外圓錐面探頭包括外圓錐面探頭架，外圓錐面永磁鐵、外圓錐面電路板、外圓錐面磁敏感元件以及外圓錐面耐磨板；所述外圓錐面磁敏感元件和外圓錐面永磁鐵分別固定在所述外錐面電路板上兩側面，所述外圓錐面電路板固定在所述外圓錐面探頭架上，並所述外圓錐面耐磨板包覆所述外圓錐面磁敏感元件且與所述外圓錐面探頭架相固定，用於直接貼合待檢測的外圓錐面。
[0015]進一步的，滾子定位面探頭包括截錐螺旋彈簧、滾子定位面探頭卡塊、滾子定位面永磁鐵、滾子定位面電路板、滾子定位面磁敏感元件以及滾子定位面耐磨板；所述滾子定位面永磁鐵與所述滾子定位面磁敏感元件分別位於所述滾子定位面電路板兩側，並所述滾子定位面電路板與所述滾子定位面探頭卡塊連接為整體，所述滾子定位面耐磨板包覆所述滾子定位面磁敏感元件並直接與待檢測的滾子定位面貼合；所述滾子定位面探頭卡塊通過截錐螺旋彈簧與所述外圓錐面探頭架形成浮動連接。
[0016]本實用新型中，軸承套圈是軸承內圈和軸承外圈的總稱。
[0017]總體而言，通過本實用新型所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有下列有益效果:
[0018]1、本實用新型探頭是基於局部漏磁檢測原理，同時具有分別檢測圓錐滾子軸承內圈的上端面、下端面、外圓錐面、內圓柱面以及滾子定位面的上端面探頭、下端面探頭、外圓錐面探頭、內圓柱面探頭以及滾子定位面探頭，可對軸承內圈進行全方位無盲點的檢測。
[0019]2、本實用新型探頭裝置結構簡單，基於局部漏磁檢測原理的檢測結果直觀，能直接反應出具有缺陷的位置，且使用範圍廣，適用於軸承生產之後使用之前的檢測以及在役軸承的日常抽檢，操作過程簡單，能進行高速自動化檢測，不受人為因素影響，達到7秒檢測I件軸承內圈的高效率，具有較大的實際應用價值。
[0020]3、在保證軸承內圈裂紋檢測能力的基礎上選用磁能積較小的永磁鐵，可以使待檢測試件經局部磁化後剩磁較小，檢測之後無需額外退磁，可節約檢測成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是圓錐滾子軸承內圈待檢測面示意圖；
[0022]圖2(a)、(b)是本實用新型實施例中探頭裝置工作示意圖，圖2(b)為探頭裝置的俯視圖；
[0023]圖2 (C)是本實用新型實施例中圖2 (b)沿A-A的剖視圖；
[0024]圖3(a)、(b)、(c)是本實用新型實施例中上端面探頭及內圓柱面探頭固定為整體時的結構不意圖，其中圖3(c)是圖3(b)的左視圖；
[0025]圖4(a)、(b)、(C)是本實用新型實施例中外圓錐面探頭及滾子定位面探頭固定為整體時結構示意圖，其中圖4(a)是圖4(b)拆去外圓錐面耐磨板之後的結構示意圖；
[0026]圖5是本實用新型下端面探頭結構示意圖。
[0027]在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中:
[0028]100-上端面探頭101-上端面探頭架 102-上端面探頭卡塊
[0029]103-上端面永磁鐵 104-上端面電路板 105-上端面磁敏感元件
[0030]106-上端面探頭耐磨板
[0031]200-內圓柱面探頭 201-內圓柱面探頭架202-內圓柱面探頭卡塊
[0032]203-內圓柱面永磁鐵 204-內圓柱面電路板205-內圓柱面磁敏感元件
[0033]206-內圓柱面探頭耐磨板
[0034]300-下端面探頭301-下端面探頭卡塊 302-下端面永磁鐵
[0035]303-下端面電路板304-下端面磁敏感元件 305-不鏽鋼耐磨板
[0036]400-外圓錐面探頭401-外圓錐面探頭架 402-外圓錐面永磁鐵
[0037]403-外圓錐面電路板 404-外圓錐面磁敏感元件405-外圓錐面耐磨板
[0038]500-滾子定位面探頭 501-截錐螺旋彈簧502-滾子定位面探頭卡塊
[0039]503-滾子定位面永磁鐵504-滾子定位面電路板
[0040]505-滾子定位面磁敏感元件506-滾子定位面耐磨板
[0041]11-彈簧12-螺柱13-墊塊
[0042]14-活塞杆15-氣缸16-螺釘
[0043]17-主動輪18-被動輪
[0044]a-上端面b-下端面C-內圓柱面
[0045]d-外圓錐面e-滾子定位面f_軸承內圈

【具體實施方式】
[0046]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互組合。
[0047]在圖1所示的軸承內圈待檢測面示意圖中，軸承內圈f需要檢測的面包括上端面a、外圓錐面d、滾子定位面e、下端面b、內圓柱面C。
[0048]圖2 (a)、圖2 (b)是本實用新型實施例中探頭裝置工作示意圖，圖2 (b)為探頭裝置的俯視圖，圖2(c)是本實用新型實施例中圖2(b)沿A-A面的剖視圖。結合該圖對本實用新型中探頭裝置的結構進行說明，該探頭裝置包括分別用於檢測圓錐滾子軸承內圈上端面、下端面、內圓柱面、外圓錐面以及滾子定位面的上端面探頭100、下端面探頭300、內圓柱面探頭200、外圓錐面探頭400以及滾子定位面探頭500，其中上端面探頭100具有兩套，分別位於內圓柱面探頭200兩側，並通過螺釘16和墊塊13與之固定連接，內圓柱面探頭上安裝活塞杆14和容置活塞杆的氣缸15，在氣缸氣壓作用下，活塞杆可上下移動，以帶動上端面探頭100和內圓柱面探頭200同步上下移動，能壓緊所述軸承內圈f的同時對上端面和內圓柱面進行檢測。下端面探頭300固定在檢測工位，能與所述軸承內圈下端面貼合以進行檢測。滾子定位面探頭500的截錐螺旋彈簧501與外圓錐面探頭400連接以形成整體，該整體能同時貼合在外圓錐面和滾子定位面以進行檢測。
[0049]圖3(a)、(b)、(C)是本實用新型實施例中上端面探頭及內圓柱面探頭固定為整體時的結構示意圖，其中圖3(c)是圖3(b)的左視圖。本實施例上端面探頭100具有二套，但本實用新型中對上端面探頭的套數不進行具體限定。每套上端面探頭包括上端面探頭架101、上端面探頭卡塊102、上端面永磁鐵103、上端面電路板104、上端面磁敏感元件105以及上端面探頭耐磨板106。所述上端面磁敏感元件點焊在上端面電路板104正面上，與之固定為一個整體，上端面永磁鐵103粘結上端面電路板104背面上，上端面永磁鐵103外包有絕緣層，每個上端面磁敏感元件105對應一個外包絕緣層的上端面永磁鐵103，上端面電路板104與上端面探頭卡塊102固定。上端面探頭卡塊102通過螺柱12及彈簧11與上端面探頭架101構成浮動連接，可適應軸承內圈原地旋轉過程中豎直方向顫動。上端面探頭耐磨板106包覆所述上端面磁敏感元件105並與待檢測的上端面直接貼合。
[0050]內圓柱面探頭200包括內圓柱面探頭架201、內圓柱面探頭卡塊202、內圓柱面永磁鐵203、內圓柱面電路板204、內圓柱面磁敏感元件205以及內圓柱面探頭耐磨板206。所述內圓柱面磁敏感元件205點焊在內圓柱面電路板204 —面上，與之成為整體，並內圓柱面電路板204另一面與內圓柱面永磁鐵203粘結在一起，每個內圓柱面磁敏感元件205對應一個外包絕緣層的內圓柱面永磁鐵203，內圓柱面電路板204與內圓柱面探頭卡塊202固定。所述內圓柱面探頭耐磨板206包覆所述內圓柱面磁敏感元件205並與待檢測的內圓柱面直接貼合以進行檢測。內圓柱面探頭卡塊202通過螺柱12和彈簧11與內圓柱面探頭架201形成浮動連接，以保證內圓柱面探頭在彈簧力的作用下可以很好的貼合軸承內圈的內圓柱面，使得內圓柱面磁敏感元件205與軸承內圈之間的提離值最小，檢測信號更佳。
[0051]用螺釘16穿過上端面探頭架101和墊塊13將上端面探頭100固定在內圓柱面探頭架201上，可通過更換不同厚度的墊塊，靈活的調整上端面探頭100與內圓柱面探頭200的相對位置，增強了探頭的適用性。
[0052]圖4(a)、(b)、(C)是本實用新型實施例中外圓錐面探頭及滾子定位面探頭固定為整體時結構示意圖，其中圖4(a)是圖4(b)拆去外圓錐面耐磨板之後的結構示意圖。所述外圓錐面探頭400包括外圓錐面探頭架401，外圓錐面永磁鐵402、外圓錐面電路板403、外圓錐面磁敏感元件404以及外圓錐面耐磨板405。所述外圓錐面磁敏感元件404點焊在外圓錐面電路板403 —個面上，外圓錐面永磁鐵402粘結在外圓錐面電路板403另一個面上，外圓錐面電路板403卡接在所述外圓錐面探頭架401的卡槽內以與之固定，每個外圓錐面磁敏感元件404對應一個外包絕緣層的外圓錐面永磁鐵402。外圓錐面耐磨板405包覆所述外圓錐面磁敏感元件404且通過螺釘16與所述外圓錐面探頭架401相固定，用於直接貼合在待檢測的外圓錐面。整個外圓錐面探頭架固定在檢測工位上，該檢測工位即為軸承內圈f周邊適合檢測的位置，在整個檢測過程中整個外圓錐面探頭保持不動。
[0053]滾子定位面探頭500包括截錐螺旋彈簧501、滾子定位面探頭卡塊502、滾子定位面永磁鐵503、滾子定位面電路板504、滾子定位面磁敏感元件505以及滾子定位面耐磨板506。所述滾子定位面永磁鐵503與所述滾子定位面磁敏感元件505分別位於所述滾子定位面電路板504兩側，滾子定位面磁敏感元件505點焊在一側，滾子定位面永磁鐵503粘結在另一側，所述滾子定位面電路板504與所述滾子定位面探頭卡塊502連接為整體。所述滾子定位面探頭卡塊502通過截錐螺旋彈簧501與所述外圓錐面探頭架401形成浮動連接，以保證滾子定位面探頭500可自由浮動的同時又有一定的剛度。截錐螺旋彈簧501大端與外圓錐面探頭架401相連，其小端與滾子定位面探頭卡塊502相連。滾子定位面耐磨板506包覆滾子定位面磁敏感元件505並直接與待檢測的滾子定位面貼合，以進行檢測。
[0054]圖5是本實用新型下端面探頭結構示意圖，所述下端面探頭300包括不鏽鋼耐磨板305、下端面磁敏感元件304、下端面電路板303、下端面永磁鐵302、下端面探頭卡塊301。下端面磁敏感元件304與下端面電路板303點焊組成電子電路，下端面永磁鐵302粘貼在下端面電路板303背面，每個下端面磁敏感元件304對應一個下端面永磁鐵302。不鏽鋼耐磨板305包覆下端面磁敏感元件304後點焊到下端面探頭卡塊301上，下端面探頭卡塊301底部有螺紋孔，可通過螺釘將其固定在檢測工位上，該檢測工位即為軸承內圈f周邊適合檢測的位置。檢測時，下端面探頭固定不動。
[0055]本實用新型中上端面永磁鐵、內圓柱面永磁鐵、外圓錐面永磁鐵、滾子定位面永磁鐵以及下端面永磁鐵均為外包絕緣層的永磁鐵，外包絕緣層用於防止電子電路經由永磁鐵時發生短路。
[0056]本實用新型中上端面磁敏感元件、內圓柱面磁敏感元件、外圓錐面磁敏感元件、滾子定位面磁敏感元件以及下端面磁敏感元件檢測到的信號傳輸到計算機進行分析以直接得到檢測結果。
[0057]本實用新型探頭裝置工作時:軸承內圈f在外力的驅動下到達待檢工位，並抵緊用於驅動軸承內圈f原地轉動的主動輪17和被動輪18，同時其外圓錐面和滾子定位面分別抵接外圓錐面探頭和滾子定位面探頭，另一方面其下端面貼合下端面探頭的下端面耐磨板，在主動輪和從動輪作用下，軸承內圈原地旋轉。傳感器感知到軸承內圈到位之後發出命令，上端面探頭及內圓柱面探頭在活塞杆的作用下壓緊軸承內圈，外圓錐面探頭及滾子定位面探頭、下端面探頭在檢測前已固定在檢測工位處。開啟檢測，當檢測完成之後，上端面探頭及內圓柱面探頭在氣缸的作用下上升以離開軸承內圈，方便軸承套圈下料。然後可以更換另一個待檢測的軸承內圈，繼續檢測。
[0058]本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種檢測軸承內圈的探頭裝置，其特徵在於，其包括分別用於檢測軸承內圈的上端面、下端面、內圓柱面、外圓錐面以及滾子定位面的上端面探頭(100)、下端面探頭(300)、內圓柱面探頭(200)、外圓錐面探頭(400)以及滾子定位面探頭(500)，其中: 所述上端面探頭(100)與所述內圓柱面探頭(200)固定為整體，在外界作用下該整體能移動並能壓緊所述軸承內圈(f)的同時對上端面和內圓柱面進行檢測； 所述下端面探頭(300)固定在檢測工位，能與所述軸承內圈下端面貼合以進行檢測； 所述外圓錐面探頭(400)與滾子定位面探頭(500)相連接以形成整體，該整體能同時貼合在外圓錐面和滾子定位面以同時進行檢測。
2.如權利要求1所述的一種檢測軸承內圈的探頭裝置，其特徵在於，所述上端面探頭(100)具有多套，每套所述上端面探頭包括上端面探頭架(101)、上端面探頭卡塊(102)、上端面永磁鐵(103)、上端面電路板(104)、上端面磁敏感元件(105)以及上端面探頭耐磨板(106);所述上端面磁敏感元件(105)與上端面電路板(104)固定為整體，並該整體通過所述上端面永磁鐵(103)與上端面探頭卡塊(102)固定，所述上端面探頭卡塊(102)通過彈簧(11)和螺柱(12)與上端面探頭架(101)形成浮動連接，所述上端面探頭耐磨板(106)包覆所述上端面磁敏感元件(105)並與待檢測的上端面直接貼合。
3.如權利要求1或2所述的一種檢測軸承內圈的探頭裝置，其特徵在於，所述內圓柱面探頭(200)包括內圓柱面探頭架(201)、內圓柱面探頭卡塊(202)、內圓柱面永磁鐵(203)、內圓柱面電路板(204)、內圓柱面磁敏感元件(205)以及內圓柱面探頭耐磨板(206);所述內圓柱面磁敏感元件(205)與內圓柱面電路板(204)固定為整體，該整體通過所述內圓柱面永磁鐵(203)與內圓柱面探頭卡塊(202)固定，所述內圓柱面探頭卡塊(202)通過螺柱(11)和彈簧(12)與內圓柱面探頭架(201)形成浮動連接，所述內圓柱面探頭耐磨板(206)包覆所述內圓柱面磁敏感元件(205)並與待檢測的內圓柱面直接貼合。
4.如權利要求1所述的一種檢測軸承內圈的探頭裝置，其特徵在於，所述上端面探頭具有二套，分別通過螺釘穿過所述上端面探頭架(101)和墊塊(13)固定在內圓柱面探頭架(201)兩側； 所述內圓柱面探頭架(201)上還安裝有活塞杆(14)和容置活塞杆的氣缸(15)，以在氣缸和活塞杆的作用下移動而能壓緊所述軸承內圈的上端面。
5.如權利要求1所述的一種檢測軸承內圈的探頭裝置，其特徵在於，所述外圓錐面探頭(400)包括外圓錐面探頭架(401)，外圓錐面永磁鐵(402)、外圓錐面電路板(403)、外圓錐面磁敏感元件(404)以及外圓錐面耐磨板(405);所述外圓錐面磁敏感元件(404)和外圓錐面永磁鐵(402)分別固定在所述外圓錐面電路板(403)兩側面，所述外圓錐面電路板(403)固定在所述外圓錐面探頭架(401)上，並所述外圓錐面耐磨板(405)包覆所述外圓錐面磁敏感元件(404)且與所述外圓錐面探頭架(401)相固定，用於直接貼合待檢測的外圓錐面。
6.如權利要求1所述的一種檢測軸承內圈的探頭裝置，其特徵在於，滾子定位面探頭(500)包括截錐螺旋彈簧(501)、滾子定位面探頭卡塊(502)、滾子定位面永磁鐵(503)、滾子定位面電路板(504)、滾子定位面磁敏感元件(505)以及滾子定位面耐磨板(506);所述滾子定位面永磁鐵(503)與所述滾子定位面磁敏感元件(505)分別位於所述滾子定位面電路板(504)兩側面，並所述滾子定位面電路板(504)與所述滾子定位面探頭卡塊(502)連接為整體，所述滾子定位面耐磨板(506)包覆所述滾子定位面磁敏感元件(505)，用於與待檢測的滾子定位面貼合；所述滾子定位面探頭卡塊(502)連接所述截錐螺旋彈簧(501)小端，所述截錐螺旋彈簧(501)的大端連接所述外圓錐面探頭架(401)以與所述外圓錐面探頭架(401)形成浮動連接。
【文檔編號】G01N27/83GK204188569SQ201420698372
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】胡沁宇, 楊芸, 劉俊 申請人:武漢華宇一目檢測裝備有限公司