基于巴克豪森效应的轴承套圈磨削烧伤检测装置制造方法
【专利摘要】基于巴克豪森效应的轴承套圈磨削烧伤检测装置，属于轴承套圈的烧伤检测【技术领域】。本实用新型是为了解决现有轴承套圈的烧伤检测技术由于具有破坏性，而只适用抽样检测的问题。它的工型骨架的圆筒外表面上缠绕检测线圈，工型骨架的中空结构内嵌放磁棒；U型骨架的水平段上缠绕激励线圈，工型骨架设置于U型骨架的开口侧内；正弦波发生器输出的驱动信号经功率放大器后给激励线圈；检测线圈的噪声检测信号经噪声信号一级放大电路、高通滤波器、低通滤波器、噪声信号二级放大电路后输入到检波器。本实用新型用于轴承套圈磨削烧伤检测。
【专利说明】 基于巴克豪森效应的轴承套圈磨削烧伤检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及基于巴克豪森效应的轴承套圈磨削烧伤检测装置，属于轴承套圈的烧伤检测【技术领域】。
【背景技术】
[0002]轴承作为装备配套的核心基础部件，涉及接触力学、摩擦学、润滑理论、疲劳与破坏、热处理与材料组织等基础研究和交叉学科，其技术水平和产品质量对装备性能和质量有着重要影响。据统计，旋转机械中有30%的机械故障是由于轴承引起的。在精密机械中，对轴承的要求更高，轴承滚道上微米级缺陷，都会影响整个系统的性能。
[0003]轴承之所以成为装备制造业的软肋，关键一点是轴承工业制造工艺和装备技术发展缓慢。轴承检测作为生产环节的重要一环，利用高精度、高效率、专业化和自动化程度高的生产检测设备，可有效提高轴承生产的工艺水平和装备自动化水平，对保证产品性能、质量与精度具有重要作用。
[0004]磨削烧伤是轴承套圈磨削过程经常出现的一种表面缺陷，会严重影响轴承使用性能和寿命。烧伤检测作为轴承套圈加工的最后一环，需要利用多种检测方法和手段识别表面烧伤缺陷。通过剔除烧伤零件，避免不合格零件流入装配环节，以保证精密轴承品质。当前常用的酸浸法、金相组织分析法等烧伤检测方法和手段，属于破坏性检测，只能适用于抽样检测。为了保证精密轴承性能、精度和寿命,需要对轴承套筒进行全部的烧伤检测。
[0005]巴克豪森效应(The Barkhausen effect)在1919年被首次发现后经多年研究,现在发展成为一项无损检测技术。基于此效应的无损检测技术是利用材料内部结构的异常或缺陷的存在所引起的磁信号(Magnetic Barkhausen noise,简称MBN)的变化,来判定结构异常和缺陷的危害程度。该技术主要用于评价铁磁材料的品质和疲劳状况，具有无损、定量、标准化、可靠、快速、自动、客观、可穿透镀层、可进行大面积检测等优点，而且环保，对人体没有伤害，在机械制造、冶金、建筑、航空与航天、核能、交通等行业，以及地质勘探、安全检测、材料科学等领域具有重要应用价值，因此近年来基于巴克豪森效应的无损检测技术的研究已成为国内外研究人员的关注热点。
【发明内容】
[0006]本实用新型目的是为了解决现有轴承套圈的烧伤检测技术由于具有破坏性，而只适用抽样检测的问题，提供了一种基于巴克豪森效应的轴承套圈磨削烧伤检测装置。
[0007]本实用新型所述基于巴克豪森效应的轴承套圈磨削烧伤检测装置，它包括巴克豪森噪声传感器、功率放大器、正弦波发生器、噪声信号一级放大电路、高通滤波器、低通滤波器、噪声信号二级放大电路和检波器，
[0008]巴克豪森噪声传感器包括工型骨架、检测线圈、U型骨架、激励线圈和磁棒；
[0009]工型骨架由上圆环面、下圆环面和圆筒组成，圆筒连接在上圆环面和下圆环面之间，上圆环面、下圆环面和圆筒的轴心重合，并且内径相同，磁棒嵌放在上圆环面、下圆环面和圆筒形成的中空结构内，工型骨架的圆筒外表面上缠绕检测线圈；U型骨架的水平段上缠绕激励线圈，工型骨架设置于U型骨架的开口侧内，并居中放置，工型骨架的圆筒轴向垂直于U型骨架的水平段所在平面；
[0010]正弦波发生器的驱动信号输出端连接功率放大器的驱动信号输入端，功率放大器输出的驱动信号用于驱动激励线圈；
[0011]检测线圈的噪声检测信号被噪声信号一级放大电路接收，噪声信号一级放大电路的一级放大信号输出端连接高通滤波器的滤波信号输入端，高通滤波器的滤波信号输出端连接低通滤波器的滤波信号输入端，低通滤波器的滤波信号输出端连接噪声信号二级放大电路的放大信号输入端，噪声信号二级放大电路的放大信号输出端连接检波器的噪声信号输入端。
[0012]所述检测线圈和激励线圈均为铜芯漆包线线圈。
[0013]工型骨架为塑料骨架。
[0014]本实用新型的优点:本实用新型中，自行设计了巴克豪森噪声传感器对轴承套圈的噪声信号进行检测，它可实现对轴承套圈的非接触式无损检测，可大范围的应用于轴承套圈的全面检测，具有无损、定量、标准化、可靠、快速、自动、客观、可穿透镀层、可进行大面积检测等优点，同时，该检测装置具有环保的优势，对人体没有伤害。
[0015]本实用新型可用于轴承套圈的非接触式无损连续检测，能够实时的采集并显示轴承套圈的噪声信号，进而获得轴承套圈的磨削烧伤程度，使用方便，对保证轴承套圈的性能、质量与精度具有重要作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型所述基于巴克豪森效应的轴承套圈磨削烧伤检测装置的原理框图。
【具体实施方式】
[0017]【具体实施方式】一:下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述基于巴克豪森效应的轴承套圈磨削烧伤检测装置，它包括巴克豪森噪声传感器1、功率放大器2、正弦波发生器3、噪声信号一级放大电路4、高通滤波器5、低通滤波器6、噪声信号二级放大电路7和检波器8,
[0018]巴克豪森噪声传感器I包括工型骨架1-1、检测线圈1-2、U型骨架1-3、激励线圈1-4和磁棒1-5 ；
[0019]工型骨架1-1由上圆环面、下圆环面和圆筒组成，圆筒连接在上圆环面和下圆环面之间，上圆环面、下圆环面和圆筒的轴心重合，并且内径相同，磁棒1-5嵌放在上圆环面、下圆环面和圆筒形成的中空结构内，工型骨架1-1的圆筒外表面上缠绕检测线圈1-2山型骨架1-3的水平段上缠绕激励线圈1-4，工型骨架1-1设置于U型骨架1-3的开口侧内，并居中放置，工型骨架1-1的圆筒轴向垂直于U型骨架1-3的水平段所在平面；
[0020]正弦波发生器3的驱动信号输出端连接功率放大器2的驱动信号输入端，功率放大器2输出的驱动信号用于驱动激励线圈1-4 ；
[0021]检测线圈1-2的噪声检测信号被噪声信号一级放大电路4接收，噪声信号一级放大电路4的一级放大信号输出端连接高通滤波器5的滤波信号输入端,高通滤波器5的滤波信号输出端连接低通滤波器6的滤波信号输入端，低通滤波器6的滤波信号输出端连接噪声信号二级放大电路7的放大信号输入端，噪声信号二级放大电路7的放大信号输出端连接检波器8的噪声信号输入端。
[0022]所述检测装置在使用时，将巴克豪森噪声传感器I非接触的设置于被测轴承套圈9的接近处，其工型骨架1-1的对称轴线穿过被测轴承套圈9的轴心处。磁棒1-5和U型骨架1-3采用ZnMn氧化体制成，磁棒1_5内嵌在工型骨架1_1内，工型骨架1_1固定在U型骨架1-3的正中心。正弦波发生器3产生正弦波，由于该正弦波不能给予巴克豪森噪声传感器I足够的驱动电流，因此采用功率放大器2对正弦波信号放大，再传递给激励线圈1-4。激励线圈1-4产生的交变磁场，经U型骨架1-3传导、磁化被测轴承套圈9。被测轴承套圈9受激，向外发射磁弹波，检测线圈1-2将接收到的磁场信号转化成模拟电信号。由于该模拟电信号较微弱一般为μ V级，需要一级放大电路和二级放大电路放大。检测线圈1-2接收到的信号主要集中在1ΚΗζ-2ΜΗζ，一般在1ΚΗζ-500ΚΗζ段较丰富，故采用高通滤波器5和低通滤波器6选通。经检波器8后，得到与被测轴承套圈9烧伤程度相关的巴克豪森噪声信号。
[0023]【具体实施方式】二:本实施方式对实施方式一作进一步说明，本实施方式所述检测线圈1-2和激励线圈1-4均为铜芯漆包线线圈。
[0024]【具体实施方式】三:本实施方式对实施方式一或二作进一步说明，本实施方式所述工型骨架1-1为塑料骨架。
【权利要求】
1.一种基于巴克豪森效应的轴承套圈磨削烧伤检测装置，其特征在于，它包括巴克豪森噪声传感器(I)、功率放大器(2)、正弦波发生器(3)、噪声信号一级放大电路(4)、高通滤波器(5)、低通滤波器(6)、噪声信号二级放大电路(7)和检波器(8)， 巴克豪森噪声传感器(I)包括工型骨架(1-1 )、检测线圈(1_2)、U型骨架(1-3)、激励线圈(1-4)和磁棒(1-5)； 工型骨架(1-1)由上圆环面、下圆环面和圆筒组成，圆筒连接在上圆环面和下圆环面之间，上圆环面、下圆环面和圆筒的轴心重合，并且内径相同，磁棒(1-5)嵌放在上圆环面、下圆环面和圆筒形成的中空结构内，工型骨架(1-1)的圆筒外表面上缠绕检测线圈(1-2)；U型骨架(1-3)的水平段上缠绕激励线圈(1-4)，工型骨架(1-1)设置于U型骨架(1-3)的开口侧内，并居中放置，工型骨架(1-1)的圆筒轴向垂直于U型骨架(1-3 )的水平段所在平面； 正弦波发生器(3)的驱动信号输出端连接功率放大器(2)的驱动信号输入端，功率放大器(2)输出的驱动信号用于驱动激励线圈(1-4)； 检测线圈(1-2)的噪声检测信号被噪声信号一级放大电路(4)接收，噪声信号一级放大电路(4)的一级放大信号输出端连接高通滤波器(5)的滤波信号输入端，高通滤波器(5)的滤波信号输出端连接低通滤波器(6)的滤波信号输入端，低通滤波器(6)的滤波信号输出端连接噪声信号二级放大电路(7)的放大信号输入端，噪声信号二级放大电路(7)的放大信号输出端连接检波器(8)的噪声信号输入端。
2.根据权利要求1所述的基于巴克豪森效应的轴承套圈磨削烧伤检测装置，其特征在于，所述检测线圈(1-2)和激励线圈(1-4)均为铜芯漆包线线圈。
3.根据权利要求1或2所述的基于巴克豪森效应的轴承套圈磨削烧伤检测装置，其特征在于，工型骨架(1-1)为塑料骨架。
【文档编号】G01N27/82GK203572803SQ201320811329
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】苑会娟, 付剑, 孙永全, 苏子美, 姜雪, 李君忠, 杨赢 申请人:哈尔滨理工大学