一种轮毂轴承旋压面高度阵列涡流非接触测量探头

1.本发明属于涡流测距技术领域，特别是涉及一种轮毂轴承旋压面高度阵列涡流非接触测量探头。


背景技术：

2.轮毂轴承是汽车的关键零部件之一，其主要作用是承载车重并为轮毂的转动提供精确引导。随着制造技术的进步以及汽车设计研发水平的不断提高，轮毂轴承也在不断更新换代，目前，第三代轮毂轴承已经得到全面应用，成为了市场的主流。第三代轮毂轴承将轮毂、abs传感器和轴承套圈集成为一体，集成化的设计简化了轴承装配过程，提高了装配精度，提升了可靠性。第三代轮毂轴承利用旋压工艺使带凸缘的内圈产生塑性变形，与小内圈压紧，旋压后轮毂轴承内圈端部形成一旋压面2。相较于传统的利用螺母连接两内圈的工艺，采用旋压工艺不仅减少了轮毂单元的尺寸与重量，同时也提高了可靠性。
3.轮毂轴承对旋压面的厚度有着一定的要求，倘若旋压面过薄或者过厚，在使用过程中都容易造成旋压面断裂，使得轴承内外圈分离，从而造成安全隐患，因此需要对轮毂轴承旋压面高度进行测量，进而保证产品质量以及使用寿命。
4.目前检测旋压面高度的方法为接触式，并且仅测量旋压面上一点处的高度，这种接触式检测方法一方面会磨损探头，需要经常校准测量装置，另一方面只能测量旋压面上一点处的高度，存在漏检问题，因此，我们提出一种轮毂轴承旋压面高度阵列涡流非接触测量探头。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种轮毂轴承旋压面高度阵列涡流非接触测量探头，以解决了现有的问题：目前检测旋压面高度的方法为接触式，并且仅测量旋压面上一点处的高度，这种接触式检测方法一方面会磨损探头，需要经常校准测量装置，另一方面只能测量旋压面上一点处的高度，存在漏检问题。
6.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
7.本发明为一种轮毂轴承旋压面高度阵列涡流非接触测量探头，包括固定装置、涡流探头装置、待测部件、框架装置，所述固定装置设置在框架装置的内部，所述涡流探头装置设置在固定装置的底部并布满一周，所述待测部件设置在框架装置的内部底面。
8.进一步地，所述固定装置包括固定板、探头架固定杆、槽孔，所述固定板设置在探头架固定杆的底部，所述固定板与探头架固定杆固定连接，所述探头架固定杆设置在顶板的底部，所述探头架固定杆与顶板滑动连接，所述槽孔设置在固定板的外表面并延伸至固定板的内部，所述槽孔与固定板固定连接。
9.进一步地，所述框架装置包括底座、固定竖梁、顶板，所述底座固定设置在检测台上，所述固定竖梁设置在底座的顶部，所述固定竖梁与底座固定连接，所述顶板设置在固定竖梁的顶部，所述顶板与固定竖梁固定连接。
10.进一步地，所述涡流探头装置包括涡流探头、电磁线圈、磁芯，所述涡流探头设置在固定板的底部，所述涡流探头与固定板固定连接，所述固定板的底部以圆周阵列的排列方式固定有多个涡流探头，所述电磁线圈缠绕设置在磁芯的外表面上，所述电磁线圈与磁芯固定连接，所述磁芯设置在涡流探头的内部，所述磁芯与涡流探头固定连接，所述磁芯为u型结构，其下开设有宽度为20mm的金属缝隙，用以产生交变磁场。
11.进一步地，所述待测部件包括轴承旋压面、轮毂轴承，所述待测轴承旋压面是位于轮毂轴承的顶部平面，所述轮毂轴承在检测时固定在底座的顶部。
12.进一步地，所述电磁线圈通以高频交流电，用于在磁芯下部的缝隙处产生交变磁场，待检测轴承旋压面处于交变磁场内时，将于轴承旋压面近表面产生涡流，涡流将产生感应磁场，使得所述电磁线圈阻抗发生变化，电磁线圈阻抗随探头与被测面间距离的改变而改变，通过测量电磁线圈的阻抗即可计算出至轴承旋压面处高度为l1，所述涡流探头装置至底座的距离固定为l，所述轮毂轴承内圈至底座的距离固定为l2,计算可得轴承旋压面高度d＝l-l
1-l2，所述涡流探头装置中磁芯仅在宽度为20μm的金属缝隙处有交变磁场，所述交变磁场形成的涡流场空间范围小，测点聚焦度高，多通道探头之间干扰弱，所述涡流探头装置于轴承旋压面正上方处布满一周，测得轴承旋压面一周上多点处高度值。
13.本发明具有以下有益效果：
14.1、本发明利用涡流测距原理，线圈通以高频交流电后将产生交变磁场，处于交变磁场内的旋压面表面会产生涡流，而涡流将产生交变磁场使得线圈阻抗发生变化，线圈阻抗随探头与被测面间距离的改变而改变，通过测量线圈阻抗即可计算出被测间距。该检测方法可以实现非接触测量，避免探头磨损，且涡流探头具有结构简单、分辨率高、响应速度快、灵敏度高、检测速度快等优点。
15.2、本发明采用涡流检测探头开设有宽度为20μm金属缝隙的磁芯，该探头形成的涡流场空间范围小，测点聚焦度高，多通道探头之间干扰弱，进而使得涡流探头可以阵列组合，沿旋压面布满一周，测量旋压面上多点处高度，获得多组数据，提高检测效率，降低检测误差。
16.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明的整体结构示意图；
19.图2为本发明的高度检测原理图；
20.图3为本发明的检测探头结构图；
21.图4为本发明的轮毂轴承示意图；
22.图5为本发明的检测探头内部结构图。
23.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
24.1、固定装置；101、固定板；102、探头架固定杆；103、槽孔；2、涡流探头装置；201、涡
流探头；202、电磁线圈；203、磁芯；3、待测部件；301、轴承旋压面；302、轮毂轴承；4、框架装置；401、底座；402、固定竖梁；403、顶板。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1-5所示，本发明为一种轮毂轴承旋压面高度阵列涡流非接触测量探头，包括固定装置1、涡流探头装置2、待测部件3、框架装置4，固定装置1设置在框架装置4的内部，涡流探头装置2设置在固定装置1的底部并布满一周，待测部件3设置在框架装置4的内部底面。
27.固定装置1包括固定板101、探头架固定杆102、槽孔103，固定板101设置在探头架固定杆102的底部，固定板101与探头架固定杆102固定连接，探头架固定杆102设置在顶板403的底部，探头架固定杆102与顶板403滑动连接，槽孔103设置在固定板101的外表面并延伸至固定板101的内部，槽孔103与固定板101固定连接，框架装置4包括底座401、固定竖梁402、顶板403，底座401固定设置在检测台上，固定竖梁402设置在底座401的顶部，固定竖梁402与底座401固定连接，顶板403设置在固定竖梁402的顶部，顶板403与固定竖梁402固定连接，通过设置固定装置1中的固定板101、探头架固定杆102、槽孔103和框架装置4中的底座401、固定竖梁402、顶板403改进了一种轮毂轴承旋压面高度阵列涡流非接触测量探头，操作简单，使用方便。
28.涡流探头装置2包括涡流探头201、电磁线圈202、磁芯203，涡流探头201设置在固定板101的底部，涡流探头201与固定板101固定连接，固定板101的底部以圆周阵列的排列方式固定有多个涡流探头201，电磁线圈202缠绕设置在磁芯203的外表面上，电磁线圈202与磁芯203固定连接，磁芯203设置在涡流探头201的内部，磁芯203与涡流探头201固定连接，磁芯203为u型结构，其下开设有宽度为20mm的金属缝隙，用以产生交变磁场，电磁线圈202通以高频交流电，用于在磁芯203下部的缝隙处产生交变磁场，待检测轴承旋压面301处于交变磁场内时，将于轴承旋压面301近表面产生涡流，涡流将产生感应磁场，使得电磁线圈202阻抗发生变化，电磁线圈202阻抗随探头与被测面间距离的改变而改变，通过测量电磁线圈202的阻抗即可计算出至轴承面301处高度为l
1，
通过设置涡流探头装置2中的涡流探头201、电磁线圈202、磁芯203利用涡流测距原理，线圈阻抗随探头与被测面间距离改变而改变，通过测量线圈阻抗即可计算出被测间距。
29.待测部件3包括轴承旋压面301、轮毂轴承302，待测轴承旋压面301是位于轮毂轴承302的顶部平面，轮毂轴承302在检测时固定在底座401的顶部，涡流探头装置2至底座401的距离固定为l，轮毂轴承302内圈至底座401的距离固定为l2,计算可得轴承旋压面301高度d＝l-l
1-l2，该探头形成的涡流场空间范围小，测点聚焦度高。
30.涡流探头装置2中磁芯202仅在宽度为20μm的金属缝隙处有交变磁场203，交变磁场203形成的涡流场空间范围小，测点聚焦度高，多通道探头之间干扰弱，涡流探头装置2于轴承旋压面301正上方处布满一周，测得轴承旋压面301一周上多点处高度值，多通道探头
之间干扰弱，进而使得涡流探头可以阵列组合，提高检测效率，降低检测误差，实现非接触测量，探头寿命长，且涡流探头具有结构简单、分辨率高、响应速度快、灵敏度高、检测速度快。
31.本实施例的一个具体应用为：本发明投入使用后，使用人员通过固定装置1中的固定板101、探头架固定杆102、槽孔103和框架装置4中的底座401、固定竖梁402、顶板403使用该种轮毂轴承旋压面高度阵列涡流非接触测量探头，操作简单，使用方便，通过将待测部件3中的轴承旋压面301、轮毂轴承302，待测轴承旋压面301是位于轮毂轴承302的顶部平面，轮毂轴承302在检测时固定在底座401的顶部，待检测轴承旋压面301处于交变磁场内时，将于轴承旋压面301近表面产生涡流，涡流将产生感应磁场，使得电磁线圈202阻抗发生变化，电磁线圈202阻抗随探头与被测面间距离的改变而改变，通过测量电磁线圈202的阻抗即可计算出至轴承面301处高度为l
1，
通过设置涡流探头装置2中的涡流探头201、电磁线圈202、磁芯203利用涡流测距原理，线圈阻抗随探头与被测面间距离改变而改变，通过测量线圈阻抗即可计算出被测间距，涡流探头装置2至底座401的距离固定为l，轮毂轴承302内圈至底座401的距离固定为l2,计算可得轴承旋压面301高度d＝l-l
1-l2，该探头形成的涡流场空间范围小，测点聚焦度高，涡流探头装置2中磁芯202仅在宽度为20μm的金属缝隙处有交变磁场203，交变磁场203形成的涡流场空间范围小，测点聚焦度高，多通道探头之间干扰弱，涡流探头装置2于轴承旋压面301正上方处布满一周，测得轴承旋压面301一周上多点处高度值，多通道探头之间干扰弱，进而使得涡流探头可以阵列组合，提高检测效率，降低检测误差，实现非接触测量，探头寿命长，且涡流探头具有结构简单、分辨率高、响应速度快、灵敏度高、检测速度快等优点。
32.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
33.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。