一种在线检测圆锥滚子缺陷的无损检测系统的制作方法

本发明属于圆锥滚子表层缺陷检测，具体涉及一种在线检测圆锥滚子缺陷的无损检测系统。

背景技术：

1、利用交变电流可在金属材料表面一定深度内形成涡流，当金属材料存在裂纹、腐蚀损伤等缺陷时，涡流就会发生变化，涡流形成的磁场就会发生改变，基于这一原理制得的涡流检测装置可用来检测工件表层缺陷，判定金属材料的损伤情况。

2、针对柱形工件（如钢棒、钢管）的缺陷检测，目前的涡流检测方式主要有两条技术路线：一是穿过式涡流检测，即将工件穿过检测元件内腔的过程中进行检测；二是滑移式检测，即将涡流检测探头在工件外壁不同部位进行滑移，在滑移过程中检测工件缺陷。然而，前述两种方式主要适用于对标准的长条形圆柱形工件缺陷进行快速检测，而不是适用于较短的圆锥滚子表层缺陷进行检测。

3、目前，针对圆锥滚子表层缺陷的检测，主要操作步骤为：先将圆锥滚子固定在检测架上，然后控制涡流检测探头在圆锥滚子外壁做环形运动，直到整个检测区域覆盖整个圆锥滚子表面。但是，这种方式最大的弊端在于：结构较复杂，需要借助于精密执行机构（如六自由度的高精度机械臂/机器人）才能有效的进行检测，导致检测系统配套成本高，且检测效率低，以大端直径30mm、小端直径24mm、长度为180mm的某高强钢圆锥滚子为例，检测一个圆锥滚子需要耗时约三分钟（包括检测前安装圆锥滚子和检测过程的总耗时）。

技术实现思路

1、为解决背景技术中提出的技术问题，本发明提供了一种在线检测圆锥滚子缺陷的无损检测系统，具体采用如下技术方案。

2、一种在线检测圆锥滚子缺陷的无损检测系统，包括涡流检测探头，涡流检测探头连接涡流检测主机，将若干个并排布置的涡流检测探头作为圆锥滚子的工件输送槽底壁，由工件输送槽底壁和两个挡板共同构成工件输送槽，工件输送槽宽度不小于圆锥滚子长度，工件输送槽底壁的顶面斜度与圆锥滚子的锥面斜度一致，以使圆锥滚子在滚动过程中能够始终贴靠工件输送槽底壁。采用这样地方案，以结构简单成本低的系统巧妙地实现了圆锥滚子表层缺陷的在线快速监测。

3、作为优选方案，所述涡流检测探头安装在斜板上的凹槽或安装孔中，所有涡流检测探头的探测面朝上且与斜板顶面位于同一斜面，即所有涡流检测探头的探测面斜度与圆锥滚子的锥面斜度一致。

4、作为更优选方案，所述涡流检测探头的探测面与水平面之间的夹角为6~7°，采用这种特定的角度，在不影响圆锥滚子输送的情况下能够顺利地实现检测，该角度如果小于6°，则存在圆锥滚子无法顺利输送的问题，该角度如果大于7°，则存在检测结果漂移甚至无法检测的情况。

5、本发明中，所述涡流检测探头的数量满足“当圆锥滚子滚动最多十圈后，检测区域能够完全覆盖圆锥滚子的整个锥面”这一要求。

6、为了能够更灵活更顺利的实施在线检测，所述斜板和挡板均采用四氟板，斜板和挡板一体成型。

7、进一步地，在位于圆锥滚子大端侧的工件输送槽中设置有深沟槽，深沟槽刚好能够活动卡入圆柱形滚动体，圆柱形滚动体用于同轴贴附在圆锥滚子大端；圆柱形滚动体采用聚四氟乙烯制得，圆柱形滚动体的中心区域设置有磁块，磁块的端面长度不大于圆锥滚子直径的1/4。采用这样的结构，在不干涉圆锥滚子表层缺陷检测的情况下能够顺利、稳定、高效地实施检测，能够防止检测部位串动。

8、进一步地，所述工件输送槽顶部具有水平槽，水平槽宽度不小于圆锥滚子长度，水平槽底壁采用间歇性运行的传输带，水平槽底壁的顶面斜度与圆锥滚子的锥面一致，以使圆锥滚子在滚动过程中能够从水平槽平稳移动至工件输送槽的入口。

9、进一步地，深沟槽与圆圆柱形滚动体的配合间隙不大于5mm。采用这样的结构，能够确保圆锥滚子以标准、平稳的姿态进入工件输送槽。

10、进一步地，在水平槽侧方设置有圆柱形滚动体上料机构，圆柱形滚动体上料机构包括料槽，料槽出口与水平槽上的通孔位于同一位置，料槽内紧挨排列有多个圆柱形滚动体，当圆锥滚子大端面正对通孔时，圆柱形滚动体被推至/吸附至圆锥滚子大端面，实现圆柱形滚动体与圆锥滚子同轴结合在一起。

11、进一步地，涡流检测主机、传输带控制机构、圆柱形滚动体上料机构均连接控制器，控制器的存储模块上存储有可在处理模块上运行的程序,所述处理模块执行所述程序时实现以下步骤/功能：

12、s1，控制涡流检测主机开启，控制圆柱形滚动体上料机构运行将圆柱形滚动体推至圆锥滚子大端面（采用圆柱形滚动体上料机构的情况下）；

13、s2，控制传输带按照预设的频率运行，使传输带上的圆锥滚子间歇式前移，位于传输带最前方的圆锥滚子则进入工件输送槽内；

14、s3，实时接收、处理涡流检测探头反馈的信号，当检测到缺陷信号时，此时会有异常信号/声音提醒，立即控制传输带暂停。

15、有益效果：本发明提供的无损检测系统结构简单、配套设施成本低，在无需使用精密执行机构的情况下就能够对小型圆锥滚子表层缺陷进行检测，更关键的是能够在线进行圆锥滚子表层缺陷的高效检测，以大端直径30mm、小端直径24mm、长度为180mm的某高强钢圆锥滚子为例，检测一个圆锥滚子需要平均耗时在十秒钟以内，显著提高了检测效率；在检测过程中，圆锥滚子不同部位能够以稳定的姿态间歇式接触涡流检测探头的检测面，使得圆锥滚子从槽内滚动的过程中就完成了检测，非常方便，且能够防止检测结果漂移，能够防止检测部位串动。

技术特征：

1.一种在线检测圆锥滚子缺陷的无损检测系统，包括涡流检测探头（1），涡流检测探头（1）连接涡流检测主机，其特征在于：将若干个并排布置的涡流检测探头（1）作为圆锥滚子（2）的工件输送槽底壁（3），由工件输送槽底壁（3）和两个挡板（4）共同构成工件输送槽（5），工件输送槽（5）不小于等于圆锥滚子（2）长度，工件输送槽底壁（3）的顶面斜度与圆锥滚子（2）的锥面一致，以使圆锥滚子（2）在滚动过程中能够始终贴靠工件输送槽底壁（3）。

2.根据权利要求1所述的无损检测系统，其特征在于：所述涡流检测探头（1）安装在斜板（6）上的凹槽或安装孔中，所有涡流检测探头（1）的探测面朝上且与斜板（6）顶面位于同一斜面。

3.根据权利要求2所述的无损检测系统，其特征在于：所述涡流检测探头（1）的探测面与水平面之间的夹角为6~7°。

4.根据权利要求3所述的无损检测系统，其特征在于：所述涡流检测探头（1）的数量满足“当圆锥滚子（2）滚动最多十圈后，检测区域能够完全覆盖圆锥滚子（2）的整个锥面”这一要求。

5.根据权利要求4所述的无损检测系统，其特征在于：所述斜板（6）和挡板（4）均采用四氟板，斜板（6）和挡板（4）一体成型。

6.根据权利要求1-5任一项所述的无损检测系统，其特征在于：在圆锥滚子（2）大端侧的工件输送槽（5）中设置有深沟槽（9），深沟槽（9）刚好能够活动卡入圆柱形滚动体（10），圆柱形滚动体（10）用于同轴吸附在圆锥滚子（2）大端；圆柱形滚动体（10）采用聚四氟乙烯制得，圆柱形滚动体（10）的中心区域设置有磁块（11），磁块（11）的端面面积不大于圆锥滚子（2）直径的1/4。

7.根据权利要求6所述的无损检测系统，其特征在于：所述工件输送槽（5）入口处具有水平槽（7），水平槽（7）宽度不小于圆锥滚子（2）长度，水平槽（7）底壁采用间歇性运行的传输带，水平槽（7）底壁的顶面斜度与圆锥滚子（2）的锥面一致，以使圆锥滚子（2）在滚动过程中能够从水平槽（7）平稳移动至工件输送槽（5）的入口。

8.根据权利要求7所述的无损检测系统，其特征在于：深沟槽（9）与圆柱形滚动体（10）的配合间隙不大于5mm。

9.根据权利要求8所述的无损检测系统，其特征在于：在水平槽（7）侧方设置有圆柱形滚动体上料机构，圆柱形滚动体上料机构包括料槽（12），料槽（12）出口与水平槽（7）上的通孔（13）位于同一位置，料槽（12）内紧挨排列有多个圆柱形滚动体（10），当圆锥滚子（2）大端面正对通孔（13）时，圆柱形滚动体（10）被推至/吸附至圆锥滚子（2）大端面，实现圆柱形滚动体（10）与圆锥滚子（2）同轴结合在一起。

10.根据权利要求9所述的无损检测系统，其特征在于，涡流检测主机、传输带控制机构、圆柱形滚动体上料机构均连接控制器，控制器的存储模块上存储有可在处理模块上运行的程序,所述处理模块执行所述程序时实现以下步骤/功能：

技术总结本发明公开了一种在线检测圆锥滚子缺陷的无损检测系统，包括涡流检测探头，涡流检测探头连接涡流检测主机，将若干个并排布置的涡流检测探头作为圆锥滚子的工件输送槽底壁，由工件输送槽底壁和两个挡板共同构成工件输送槽，工件输送槽宽度不小于圆锥滚子长度，工件输送槽底壁的顶面斜度与圆锥滚子的锥面斜度一致，以使圆锥滚子在滚动过程中能够始终贴靠工件输送槽底壁。本发明提供的无损检测系统结构简单、配套设施成本低，在无需使用精密执行机构的情况下就能够对小型圆锥滚子表层缺陷进行检测，更关键的是能够在线进行圆锥滚子表层缺陷的高效检测。技术研发人员：赵方超,窦世涛,黄伦,舒畅,陈新,罗杰,王莞,陈明亚受保护的技术使用者：中国兵器装备集团西南技术工程研究所技术研发日：技术公布日：2024/10/17