摘要：為保證鋼球表面缺陷檢測(cè)的可靠性，研制出了鋼球渦流探傷儀，實(shí)現(xiàn)了鋼球表面缺陷檢測(cè)的半自動(dòng)化。

　　關(guān)鍵詞：鋼球：表面缺陷：渦流探傷

1 前言 采用自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)鋼球表面質(zhì)量，無論在國(guó)際上還是在國(guó)內(nèi)，歷來都是比較難以解決的技術(shù)問題。目前，在我國(guó)軸承行業(yè)基本上都采用人工外觀法，即在日光燈下用肉眼或借助于低倍放大鏡來檢查鋼球的表面質(zhì)量。由于人的眼睛在燈光下長(zhǎng)時(shí)間觀察光度很高的球面極易產(chǎn)生疲勞，用手工推擋法也無法保證球面的全面展開，加之人的視覺只對(duì)缺陷的寬度敏感，故對(duì)又細(xì)又深的裂紋、折疊等缺陷難以發(fā)現(xiàn)，極易漏檢。近年來，隨著電子技術(shù) 無損探傷技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，鋼球的渦流探傷技術(shù)也取得了很大的進(jìn)展。在參考國(guó)外同類設(shè)備的基礎(chǔ)上，研制出了一種新型的鋼球表面缺陷渦流探傷儀。

2 渦流探傷儀的工作原理和結(jié)構(gòu)2．1 檢測(cè)方法與原理 鋼球處在交變磁場(chǎng)中時(shí)，由于電磁感應(yīng)，在鋼球中將產(chǎn)生渦電流。同時(shí)，鋼球中產(chǎn)生的渦電流又感應(yīng)產(chǎn)生渦流磁場(chǎng)，該渦流磁場(chǎng)與原外部交變磁場(chǎng)方向相反，并阻礙原磁場(chǎng)的變化。鋼球的導(dǎo)磁率、硬度、表面缺陷及殘余應(yīng)力等都將影響渦電流的大小和方向。用探頭來感應(yīng)接收鋼球中渦電流的變化，探頭接收到的信號(hào)通過各功能電路處理后，送到中央處理計(jì)算機(jī)處理，計(jì)算機(jī)根據(jù)處理結(jié)果發(fā)送指令給PLC控制器，由該控制器控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成缺陷鋼球的分選，實(shí)現(xiàn)鋼球表面缺陷的自動(dòng)檢測(cè)比如像軸承鋼球。2_2 渦流探傷儀的結(jié)構(gòu) 鋼球表面缺陷渦流探傷儀為機(jī)電一體化系統(tǒng)，由機(jī)械和電器兩部分構(gòu)成。機(jī)械部分完成鋼球的旋轉(zhuǎn)展開和缺陷鋼球的自動(dòng)分選，電器部分完成整機(jī)自動(dòng)運(yùn)行的控制和檢測(cè)信號(hào)的處理。鋼球表面的展開是實(shí)現(xiàn)鋼球無損檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)，參考國(guó)外的技術(shù)，自行開發(fā)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用性強(qiáng)、成本低、壽命長(zhǎng)的全部國(guó)產(chǎn)化的展開裝置，采用定點(diǎn)式鈦鉻合金展開輪，為鋼球的渦流檢測(cè)提供了方便。該展開機(jī)構(gòu)是以子午線展開、機(jī)械掃描方式進(jìn)行工作的。鋼球被夾持在驅(qū)動(dòng)輪、展開輪和支撐輪之間，驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)被檢測(cè)鋼球，并通過被檢測(cè)鋼球帶動(dòng)展開輪和支撐輪一起做高速旋轉(zhuǎn)，在展開輪的作用下，使被檢測(cè)鋼球和固定檢測(cè)探頭之間形成一種空間螺旋線加子午線的復(fù)合旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使鋼球表面被完全展開。固定的檢測(cè)探頭在被檢測(cè)的鋼球表面留下的檢測(cè)軌跡是一系列近似的子午線，覆蓋了整個(gè)被檢測(cè)的鋼球表面?！　′撉蛟谝粋€(gè)檢測(cè)周期中以規(guī)定的角速度旋轉(zhuǎn)，若表面出現(xiàn)缺陷，則檢測(cè)探頭將產(chǎn)生缺陷電子信號(hào)，信號(hào)經(jīng)電子線路部分處理后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，打開分選門，使缺陷鋼球落入廢品盒中，完成一次檢測(cè)。電器部分主要由渦流探測(cè)電路、振蕩器、采樣脈沖發(fā)生器、x—Y分解器、信號(hào)濾波整形電路、中央處理計(jì)算機(jī)和PLC控制器組成。渦流探測(cè)電路中的探頭采用雙線圈差動(dòng)式結(jié)構(gòu)，當(dāng)探頭垂直接近被測(cè)鋼球表面時(shí)，如果鋼球表面出現(xiàn)裂紋等缺陷時(shí)，探頭阻抗便發(fā)生變化，使差動(dòng)輸出發(fā)生變化，于是產(chǎn)生缺陷信號(hào)。缺陷信號(hào)經(jīng)外圍各部分電路處理后送人中央處理計(jì)算機(jī)，經(jīng)中央處理計(jì)算機(jī)處理后發(fā)出指令給PLC控制器控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成缺陷鋼球的自動(dòng)分選?！　u流探頭是整機(jī)的重要環(huán)節(jié)，它的優(yōu)劣影響著整機(jī)的性能和檢測(cè)效果。采用“自比差動(dòng)式探頭”，通用性好，靈敏度高，抗干擾性能強(qiáng)?，F(xiàn)代渦流技術(shù)對(duì)濾波有更高的要求，采用快速數(shù)字濾波和電子自動(dòng)平衡技術(shù)，進(jìn)一步提高了信噪比。對(duì)缺陷信號(hào)采用非等幅相位幅度報(bào)警技術(shù)，配上光電裝置，提高了廢品門的響應(yīng)速度。整機(jī)系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制，由顯示屏顯示阻抗圖及調(diào)節(jié)用的虛擬儀器面板，控制參數(shù)由數(shù)字來設(shè)置，鍵盤操作，簡(jiǎn)便直觀。

3 檢測(cè)效果及存在的問題 檢測(cè)效果：經(jīng)過2年的實(shí)際在線檢測(cè)驗(yàn)證，該系統(tǒng)可檢出大于0．03mm(深)的鋼球加工及材料缺陷，對(duì)裂紋、折疊、燒傷及針孔等鋼球加工及材料缺陷具有較高的分選能力，漏檢率小于0．05％，冤檢率小于0．03％，可以取代熱酸洗工序，避免由該道工序引起的影響軸承壽命的各種弊病?！　〈嬖趩栴}：在實(shí)際檢測(cè)中，對(duì)被檢鋼球的表面清潔度有一定的要求，被檢鋼球表面必須無油污，相對(duì)清潔。操作人員在檢測(cè)過程中，要使系統(tǒng)接觸球的所有部位保持清潔，這樣才能保證檢測(cè)的流暢、準(zhǔn)確。