CN112729830A - 一种轴承表面磨损检测方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴承表面磨损检测方法、系统及装置，步骤一、轴承安装：将待检测轴承放在检测装置顶部的缺口内，用标准圆轴贯穿轴承和安装座，将轴承固定在安装座之间，然后将标准圆轴驱动电机的轴固定即可；步骤二、轴承检测：将检测装置用导线与数据采集设备连接，启动驱动电机使标准圆轴带动轴承转动，本发明涉及质检设备技术领域。该轴承表面磨损检测方法、系统及装置，本发明通过轴承转动时对线路的磨损，导致线路中的信号发生变化，采集设备将采集到的信号进行分析，配合算法，从而精确的判断轴承的磨损度，相对于现有技术来说，该套设备结构简单易加工，受外界因素和人为因素影响小，检测数据精确，成本低。

Description

一种轴承表面磨损检测方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及质检设备技术领域，具体为一种轴承表面磨损检测方法、系统及装置。

背景技术

轴承是各类机械装备中最为重要的基础部件，它的跳动规律，进而判断轴承的精度、性能、寿命以及可靠性对主机的跳动规律，进而判断轴承的精度、性能、寿命以及可靠性起着非常重要的作用。在机械的产品中，轴承属于高精度产品，不仅需要数学、物理等诸多学科理论的综合支持，而且需要材料科学、热处理技术、精密加工和测量技术等为之服务。因此轴承又是一个代表国家科技实力的产品，随着工业水平的不断进步、生产自动化水平的不断提高，轴承已经广泛的应用于好多行业领域，它的质量直接影响到工作母机的工作性能，其精度的高低直接影响到整个设备的好坏，轴承理论上是做圆周运动，但是实际上是做椭圆和类椭圆运动，本发明的主要是通过对不规则的轴承对线路的磨损从而改变电路的导通性能来判断轴承磨损的情况。

目前，对于轴承的检测，可以分为人工目检、物理方法检测和机器视觉检测。其中人工目检是现阶段主要的检测方式，但是其易受主观情绪、环境和场地的影响，并且检测效率低、工作强度大，极易造成漏检和误检，无法保证检测的跳动规律，进而判断轴承的精度。常用的物理检测方法主要有声波法、涡流探伤法、超声波法、磁粉探伤法以及激光检测法。上述无损检测方法虽然也能够较好的检测出轴承缺陷，但是其在检测过程中往往需要人为判定，并且对周围的检测环境也有一定的要求，制作工艺比较复杂，对各器件的材质要求较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种轴承表面磨损检测方法、系统及装置，解决了现有对于轴承的检测方式，易受到人为因素和环境因素影响，检测设备制作工艺比较复杂，对各器件的材质要求较高的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种轴承表面磨损检测方法，具体包括以下步骤：

步骤一、轴承安装：将待检测轴承放在检测装置顶部的缺口内，用标准圆轴贯穿轴承和安装座，将轴承固定在安装座之间，然后将标准圆轴驱动电机的轴固定即可；

步骤二、轴承检测：将检测装置用导线与数据采集设备连接，启动驱动电机使标准圆轴带动轴承转动，当轴承1旋转时，由于轴承表面的不规则以及运动轨迹的非圆形运动，会对FPC线路板中的线路产生磨损，线路磨损后， FPC线路板将电路信号传输至数据采集设备，数据采集设备采集到的电压信号从V变成0；

步骤三、数据分析：数据采集设备采集到检测数据后，利用专用算法进行数据分析：

1)设FPC线路板边缘与轴承的初始距离为S1，当轴承运动磨断FPC线路板边缘第一根线，导致数据采集设备中的采集电压发生变化，以此来计算轴承1的磨损程度具体公式为：

S＝S1+D；

2)当轴承磨损FPC线路板第二根线，则轴承磨损程度具体公式为：

S＝S1+3D；

3)当轴承磨损FPC线路板第三根线，则轴承磨损程度具体公式为：

S＝S1+5D；

4)以此类推，当轴承磨损FPC线路板第N根线，则轴承磨损程度具体公式为：

S＝S1+(2N-1)XD；

通过FPC线路板不同的线宽线距D，实现不同精度的轴承磨损程度的测量，通过分析各条线路上电流信号的有无，分析计算出轴承的跳动规律，进而判断轴承的精度。

优选的，所述S表示轴承磨损到的位置，S1表示FPC板边缘与转轴的初始距离，N表示线路板中的线的根数，N＝1，2，3……，D表示线路板中线的宽度。

本发明还公开了一种轴承表面磨损检测系统，包括FPC线路板、数据采集设备和轴承，所述FPC线路板的一端电性连接有采样电阻，所述采样电阻的一端和FPC线路板的另一端通过导线分别与数据采集设备的正负电极电性连接。

本发明还公开了一种轴承表面磨损检测装置，包括外壳，所述外壳包括上壳和下壳，所述上壳和下壳之间设置有FPC线路板，且下壳的顶部开设有与FPC线路板相适配的放置槽。

优选的，所述上壳顶部的右侧开设有缺口，所述上壳的顶部且位于缺口的前后两侧均固定连接有安装座，且安装座的内部固定连接有耐磨金属圈。

优选的，所述上壳和下壳的内部均开设有前后贯穿的工装定位孔，所述下壳的顶部固定连接有定位销，且FPC线路板的内部和上壳的底部均开设有与定位销相适配的销孔。

优选的，所述FPC线路板包括柔性线路板和硬质线路板，所述硬质线路板的左侧延伸至外壳的外部，且硬质线路板的左侧设置有数据接口。

优选的，所述外壳为注塑成型，所述FPC线路板为耐高温材质制成。

有益效果

本发明提供了一种轴承表面磨损检测方法、系统及装置。与现有技术相比具备以下有益效果：

(1)、该轴承表面磨损检测方法、系统及装置，通过在步骤一、轴承安装：将待检测轴承放在检测装置顶部的缺口内，用标准圆轴贯穿轴承和安装座，将轴承固定在安装座之间，然后将标准圆轴驱动电机的轴固定即可；步骤二、轴承检测：将检测装置用导线与数据采集设备连接，启动驱动电机使标准圆轴带动轴承转动，当轴承旋转时，由于轴承表面的不规则以及运动轨迹的非圆形运动，会对FPC线路板中的线路产生磨损，线路磨损后，FPC线路板将电路信号传输至数据采集设备，数据采集设备采集到的电压信号从V变成0；步骤三、数据分析：数据采集设备采集到检测数据后，利用专用算法进行数据分析，通过分析各条线路上电流信号的有无，分析计算出轴承的跳动规律，进而判断轴承的精度；本发明通过轴承转动时对线路的磨损，导致线路中的信号发生变化，采集设备将采集到的信号进行分析，配合算法，从而精确的判断轴承的磨损度，相对于现有技术来说，该套设备结构简单易加工，受外界因素和人为因素影响小，检测数据精确，成本低。

(2)、该轴承表面磨损检测方法、系统及装置，通过包括外壳，外壳包括上壳和下壳，上壳和下壳之间设置有FPC线路板，外壳为注塑成型，FPC线路板4为耐高温材质制成，因产品需要进行注塑，注塑温度通常在250-280℃，且产品在使用过程中需要与标准圆轴进行接触式摩擦，会产生高温，所选的 FPC材质耐高温材质，可避免检测过程中受温度影响而影响检测精度，也使得应用场所多样化。

附图说明

图1为本发明检测系统的示意图；

图2为本发明检测装置的主视图；

图3为本发明检测装置的爆炸图。

图中：1-轴承、2-检测装置、21-外壳、211-上壳、212-下壳、213-放置槽、214-缺口、215-安装座、216-耐磨金属圈、217-工装定位孔、218-定位销、219-销孔、3-导线、4-FPC线路板、41-柔性线路板、42-硬质线路板、5- 采样电阻、6-数据采集设备。

具体实施方式

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种轴承表面磨损检测方法，具体包括以下步骤：

步骤一、轴承1安装：将待检测轴承1放在检测装置2顶部的缺口214 内，用标准圆轴贯穿轴承1和安装座215，将轴承1固定在安装座215之间，然后将标准圆轴驱动电机的轴固定即可；

步骤二、轴承检测：将检测装置2用导线3与数据采集设备6连接，启动驱动电机使标准圆轴带动轴承1转动，轴承1在转动过程中发生微小跳动，其在跳动时可将FPC线路板4表面线路磨断，然后FPC线路板4将电路信号传输至数据采集设备6进行数据采集(数据采集设备6为多通道，可以满足多根导线3的信号测量，采集设备4能够提供供电，电压可以自行调节 (1V-10V))；

步骤三、数据分析：数据采集设备6采集到检测数据后，利用专用算法进行数据分析：

1)设FPC线路板4边缘与轴承1的初始距离为S1，当轴承1运动磨断 FPC线路板4边缘第一根线，导致数据采集设备中的采集电压发生变化，以此来计算轴承1的磨损程度具体公式为：

S＝S1+D；

2)当轴承1磨损FPC线路板4第二根线，则轴承1磨损程度具体公式为：

S＝S1+3D；

3)当轴承1磨损FPC线路板4第三根线，则轴承1磨损程度具体公式为：

S＝S1+5D；

4)以此类推，当轴承1磨损FPC线路板4第N根线，则轴承1磨损程度具体公式为：

S＝S1+(2N-1)XD；

通过FPC线路板4不同的线宽线距D，实现不同精度的轴承1磨损程度的测量，通过分析各条线路上电流信号的有无，分析计算出轴承1的跳动规律，进而判断轴承1的精度。

优选的，S表示轴承磨损到的位置，S1表示FPC板边缘与转轴的初始距离，N表示线路板中的线的根数，N＝1，2，3……，D表示线路板中线的宽度。

本发明还公开了一种轴承表面磨损检测系统，包括FPC线路板4、数据采集设备6和轴承1，FPC线路板4的一端电性连接有采样电阻5，采样电阻5 的一端和FPC线路板4的另一端通过导线3分别与数据采集设备6的正负电极电性连接。

本发明还公开了一种轴承表面磨损检测装置，包括外壳21(外壳21为注塑成型)，外壳21包括上壳211和下壳212，上壳211和下壳212之间设置有 FPC线路板4(FPC线路板4为耐高温材质制成)，且下壳212的顶部开设有与 FPC线路板4相适配的放置槽213，上壳211顶部的右侧开设有缺口214，上壳211的顶部且位于缺口214的前后两侧均固定连接有安装座215，且安装座 215的内部固定连接有耐磨金属圈216，上壳211和下壳212的内部均开设有前后贯穿的工装定位孔217，下壳212的顶部固定连接有定位销218，且FPC 线路板4的内部和上壳211的底部均开设有与定位销218相适配的销孔219。

FPC线路板4包括柔性线路板41和硬质线路板42，硬质线路板42的左侧延伸至外壳21的外部，且硬质线路板42的左侧设置有数据接口，采样电阻5集成在硬质线路板42上。

本发明通过轴承1转动时对线路的磨损，导致线路中的信号发生变化，采集设备将采集到的信号进行分析，配合算法，从而精确的判断轴承的磨损度，相对于现有技术来说，该套设备结构简单易加工，受外界因素和人为因素影响小，检测数据精确，成本低。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种轴承表面磨损检测方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、轴承(1)安装：将待检测轴承(1)放在检测装置(2)顶部的缺口(214)内，用标准圆轴贯穿轴承(1)和安装座(215)，将轴承(1)固定在安装座(215)之间，然后将标准圆轴驱动电机的轴固定即可；

步骤二、轴承检测：将检测装置(2)用导线(3)与数据采集设备(6)连接，启动驱动电机使标准圆轴带动轴承(1)转动，当轴承1旋转时，由于轴承(1)表面的不规则以及运动轨迹的非圆形运动，会对FPC线路板(4)中的线路产生磨损，线路磨损后，FPC线路板(4)将电路信号传输至数据采集设备(6)，数据采集设备(6)采集到的电压信号从V变成0；

步骤三、数据分析：数据采集设备(6)采集到检测数据后，利用专用算法进行数据分析，通过分析各条线路上电流信号的有无，分析计算出轴承(1)的跳动规律，进而判断轴承(1)的精度。

2.根据权利要求1所述的一种轴承表面磨损检测方法，其特征在于：所述步骤三的算法为：

1)设FPC线路板(4)边缘与轴承(1)的初始距离为S1，当轴承(1)运动磨断FPC线路板(4)边缘第一根线，导致数据采集设备中的采集电压发生变化，以此来计算轴承1的磨损程度具体公式为：

S＝S1+D；

2)当轴承(1)磨损FPC线路板(4)第二根线，则轴承(1)磨损程度具体公式为：

S＝S1+3D；

3)当轴承(1)磨损FPC线路板(4)第三根线，则轴承(1)磨损程度具体公式为：

S＝S1+5D；

4)以此类推，当轴承(1)磨损FPC线路板(4)第N根线，则轴承(1)磨损程度具体公式为：

S＝S1+(2N-1)XD；

通过FPC线路板(4)不同的线宽线距D，实现不同精度的轴承(1)磨损程度的测量。

3.根据权利要求2所述的一种轴承表面磨损检测方法，其特征在于：所述S表示轴承磨损到的位置，S1表示FPC板边缘与转轴的初始距离，N表示线路板中的线的根数，N＝1，2，3……，D表示线路板中线的宽度。

4.一种轴承表面磨损检测系统，包括FPC线路板(4)、数据采集设备(6)和轴承(1)，其特征在于：所述FPC线路板(4)的一端电性连接有采样电阻(5)，所述采样电阻(5)的一端和FPC线路板(4)的另一端通过导线(3)分别与数据采集设备(6)的正负电极电性连接。

5.一种轴承表面磨损检测装置，包括外壳(21)，其特征在于：所述外壳(21)包括上壳(211)和下壳(212)，所述上壳(211)和下壳(212)之间设置有FPC线路板(4)，且下壳(212)的顶部开设有与FPC线路板(4)相适配的放置槽(213)。

6.根据权利要求5所述的一种轴承表面磨损检测装置，其特征在于：所述上壳(211)顶部的右侧开设有缺口(214)，所述上壳(211)的顶部且位于缺口(214)的前后两侧均固定连接有安装座(215)，且安装座(215)的内部固定连接有耐磨金属圈(216)。

7.根据权利要求5所述的一种轴承表面磨损检测装置，其特征在于：所述上壳(211)和下壳(212)的内部均开设有前后贯穿的工装定位孔(217)，所述下壳(212)的顶部固定连接有定位销(218)，且FPC线路板(4)的内部和上壳(211)的底部均开设有与定位销(218)相适配的销孔(219)。

8.根据权利要求5所述的一种轴承表面磨损检测装置，其特征在于：所述FPC线路板(4)包括柔性线路板(41)和硬质线路板(42)，所述硬质线路板(42)的左侧延伸至外壳(21)的外部，且硬质线路板(42)的左侧设置有数据接口。

9.根据权利要求5所述的一种轴承表面磨损检测装置，其特征在于：所述外壳(21)为注塑成型，所述FPC线路板(4)为耐高温材质制成。

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