CN114994056A - 一种轴承滚柱表面缺陷检测装置及检测方法 - Google Patents

一种轴承滚柱表面缺陷检测装置及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轴承滚柱表面缺陷检测装置及检测方法，涉及轴承表面检测领域。包括底座，底座上设置有用于带动轴承内圈旋转的旋转底座组件，底座上设置有门式机架，门式机架上设置有用于带动轴承保持架旋转的旋转顶部组件；机架内侧设置有用于检测轴承滚柱表面的表面检测组件。通过旋转底座组件控制内圈的转动，旋转顶部组件控制轴承保持架的转动。完成一个轴承滚柱表面检测后，旋转底座组件和旋转顶部组件使下一个待检测轴承滚柱移动至检测区域进行检测直到整个轴承的轴承滚柱均被检测完成；整个检测过程由本装置自动控制完成，极大的节省了人力；使用表面检测组件对轴承滚柱的检测，避免了人力的经验误差，从而使得检测结果更加准确。

Description

一种轴承滚柱表面缺陷检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及轴承表面检测领域，具体涉及一种轴承滚柱表面缺陷检测装置及检测方法。
背景技术
轨道车辆在高级检修过程中需进行轴箱轴承的退卸检测，按照检修规程轴箱轴承滚柱表面及轴承内外圈滚道面缺陷需满足相应的深度，超过标准即作判废处理。轴承滚柱表面缺陷主要表现为整周划痕，划伤小、位置随机并难以精确检测。
目前，国内企业对于轴箱轴承滚柱表面及轴承内外圈滚道面的检测主要依靠人工检测，操作工人采用目视和手触摸的方式对轴承滚柱面划伤、压痕等缺陷进行检测，只能靠经验对划痕进行定性判断，无法得出准确的定量检测结果。而目前的轴承生产厂家在生产和检修过程中，常用的滚柱缺陷检测仪器也仅限于在实验室内对单个滚柱进行检测，无法在不拆卸轴承内圈及保持架的情况下对所有滚柱进行快速检测，且其对作业环境要求严格，不适合工业应用。针对以上现状，需要进行轴承滚柱缺陷检测方式的创新性研究及应用，研发一套适用于轨道车辆检修现场作业的轴箱轴承滚柱表面缺陷快速检测系统，对产品质量的控制有重要意义。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种能够精确监测，且节省人力的轴承滚柱表面缺陷检测装置及检测方法。
为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：
提供一种轴承滚柱表面缺陷检测装置，其包括底座，底座上设置有用于带动轴承内圈旋转的旋转底座组件，底座上设置有门式机架，门式机架上设置有用于带动轴承保持架旋转的旋转顶部组件；机架内侧设置有用于检测轴承滚柱表面的表面检测组件。
通过旋转底座组件控制内圈的转动，旋转顶部组件控制轴承保持架的转动，使得待检测的轴承滚柱能够旋转移动至表面检测组件的检测区域处，接着在旋转底座组件和旋转顶部组件的配合下，轴承滚柱在检测区域自转，从而使轴承滚柱整个外表面均能被表面检测组件检测到。完成一个轴承滚柱表面检测后，旋转底座组件和旋转顶部组件使下一个待检测轴承滚柱移动至检测区域进行检测直到整个轴承的轴承滚柱均被检测完成；整个检测过程由本装置自动控制完成，极大的节省了人力；使用表面检测组件对轴承滚柱的检测，避免了人力的经验误差，从而使得检测结果更加准确。
进一步的，旋转底座组件包括第一旋转平台，第一旋转平台上设置有三爪卡盘，三爪卡盘的卡爪上设置有防滑橡胶层。三爪卡盘具有结构稳定的特点，在带动轴承内圈转动时，不会出现轴承内圈与卡爪松脱的情况，并且防滑橡胶层的设置在增加了卡爪与轴承内圈表面的摩擦力的同时避免卡爪划伤轴承内圈表面。
进一步的，旋转底座组件还包括两个第一直线模组，两个第一直线模组平行设置在底座上，第一旋转平台的下端与第一直线模组的滑块固定连接。两个第一直线模组使得第一旋转平台能够在底座上从装卸区平稳移动至旋转顶部组件的正下方，将需要检测的轴承在装卸区装载在三角卡盘，方便轴承的装载，同时避免在装载轴承时磕碰到表面检测组件。
进一步的，旋转顶部组件位于旋转底座组件的正上方，旋转顶部组件包括竖直设置的电动伸缩杆，电动伸缩杆设置在门式机架的上端，且电动伸缩杆的活动杆穿过门式机架，活动杆与门式机架滑动配合，活动杆的下端连接有第二旋转平台，第二旋转平台的活动端向下，且活动端的下端连接有橡胶压板，橡胶压板的底面设置有凹槽。
电动伸缩杆将橡胶压板从上自下压紧轴承保持架，橡胶压板与轴承保持架之间具有摩擦力，在有足够的下压力时，橡胶压板的转动能够带动轴承保持架进行转动，并且橡胶压板底面的凹槽设置使得橡胶压板下压时发生轻微形变不会与轴承内圈接触，保证旋转底座组件和旋转顶部组件的顺利配合。
进一步的，旋转顶部组件还包括对称设置在第二旋转平台的两侧的两个稳固滑轨，稳固滑轨竖直设置，稳固滑轨上配合连接有稳固滑块，稳固滑块与第二旋转平台的固定端的侧壁固定连接。
稳固滑轨和稳固滑块的设置使得第二旋转平台的上下移动更加稳定，避免电动伸缩杆工作产生的震动使橡胶压板下落时无法准确落至与轴承保持架抵接。
进一步的，表面检测组件包括二维激光轮廓仪和第二直线模组，二维激光轮廓仪安装在第二直线模组的滑块上，第二直线模组设置在门式机架的侧壁上。二维激光轮廓仪设置在第二直线模组上，能够调节二维激光轮廓仪的高度，从而实现对任意高度的轴承滚柱的表面检测，使本装置具有高适配性。
进一步的，第二直线模组的下端与门式机架通过电动转轴转动连接，第二直线模组的上端设置有以电动转轴的轴心为圆心的弧形滑槽，门式机架上设置有与弧形滑槽滑动配合的限位杆。
电动转轴以及弧形滑槽的设置使得二维激光轮廓仪能够变换角度，在对带有倾斜角度的轴承滚柱进行检测时，能够使二维激光轮廓仪的检测视角与轴承滚柱的表面保持垂直，避免角度倾斜影响检测精确度。
进一步的，表面检测组件有两个，两个表面检测组件对称设置在旋转底座组件的两侧。两个表面检测组件能够同时对轴承上两个相对的轴承滚柱的表面进行检测，加快检测的速度。
提供一种轴承滚柱表面缺陷检测方法，包括如下步骤：
S1：将待测轴承安装在旋转底座组件上；
S2：旋转顶部组件控制轴承保持架旋转，旋转底座组件控制轴承内圈保持不动，使待检测的轴承滚柱移动至表面检测组件的检测区域；
S3：旋转底座组件控制轴承内圈旋转，旋转顶部组件控制轴承保持架不动，表面检测组件对待检测的轴承滚柱表面进行检测；
S4：当完成一个轴承滚柱的表面检测后，旋转顶部组件控制轴承保持架旋转，旋转底座组件控制轴承内圈保持不动，使下一个轴承滚柱移动至表面检测组件的检测区域采用步骤S3进行检测，直到轴承上所有轴承滚柱都检测完成。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过旋转底座组件控制内圈的转动，旋转顶部组件控制轴承保持架的转动，使得待检测的轴承滚柱能够旋转移动至表面检测组件的检测区域处，接着在旋转底座组件和旋转顶部组件的配合下，轴承滚柱在检测区域自转，从而使轴承滚柱整个外表面均能被表面检测组件检测到。完成一个轴承滚柱表面检测后，旋转底座组件和旋转顶部组件使下一个待检测轴承滚柱移动至检测区域进行检测直到整个轴承的轴承滚柱均被检测完成；整个检测过程由本装置控制完成，极大的节省了人力；使用表面检测组件对轴承滚柱的检测，避免了人力的经验误差，从而使得检测结果更加准确。
2、检测过程轴承滚柱的转动模拟轴承自身转动时状况，避免了人工检测过程中检测人员拿取轴承滚柱的过程发生碰撞损坏、避免检测人员自身油脂沾染侵蚀轴承滚柱；保证检测得到轴承滚柱的表面结果均为轴承使用过程中产生，不会对轴承滚柱表面产生二次损坏。
附图说明
图1为第一旋转平台位于装卸区时的正面立体结构示意图；
图2为待测轴承进行检测时的正面立体结构示意图；
图3为橡胶压板的仰视立体结构示意图；
图4为第二直线模组的立体结构示意图。
其中，1、底座；2、门式机架；3、第一旋转平台；4、三爪卡盘；5、第一直线模组；6、电动伸缩杆；7、第二旋转平台；8、橡胶压板；9、凹槽；10、稳固滑轨；11、支板；12、稳固滑块；13、二维激光轮廓仪；14、第二直线模组；15、开口；16、轴承内圈；17、轴承保持架；18、轴承滚柱；19、电动转轴；20、弧形滑槽。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1-2所示，一种轴承滚柱表面缺陷检测装置，其包括底座1，底座1上设置有用于带动轴承内圈16旋转的旋转底座组件，旋转底座组件包括第一旋转平台3，第一旋转平台3上通过螺栓连接有三爪卡盘4，三爪卡盘4的卡爪上套设有防滑橡胶层。
旋转底座组件还包括两个第一直线模组5，两个第一直线模组5相互平行，两个第一直线模组5均通过螺栓安装在底座1上，第一旋转平台3通过螺栓与第一直线模组5的滑块固定连接。
底座1上通过螺栓固定连接有门式机架2，门式机架2上设置有用于带动轴承保持架17旋转的旋转顶部组件；旋转顶部组件位于旋转底座组件的正上方，旋转顶部组件包括竖直设置的电动伸缩杆6，电动伸缩杆6通过螺栓安装在门式机架2的上端，且电动伸缩杆6的活动杆穿过门式机架2，活动杆与门式机架2滑动配合，活动杆的下端通过螺栓连接有第二旋转平台7，第二旋转平台7的活动端向下，且活动端的下端通过螺栓连接有橡胶压板8，橡胶压板8的底面设置有凹槽9。
旋转顶部组件还包括对称设置在第二旋转平台7的两侧的两个稳固滑轨10，稳固滑轨10竖直设置，稳固滑轨10通过螺栓与焊接在门式机架2的内侧壁上的支板11固定连接；稳固滑轨10上配合连接有稳固滑块12，稳固滑块12与第二旋转平台7的固定端的侧壁通过螺栓固定连接。
机架内侧设置有用于检测轴承滚柱18表面的表面检测组件。表面检测组件有两个，两个表面检测组件对称设置在旋转底座组件的两侧。表面检测组件包括二维激光轮廓仪13和第二直线模组14，二维激光轮廓仪13安装在第二直线模组14的滑块上，第二直线模组14设置在门式机架2的侧壁上。
第一直线模组5和第二直线模组14均采用银光VINKO生产的LMF一体式直线电机模组。第一旋转平台3和第二旋转平台7均采用银光VINKO生产的MF直驱旋转平台。
如图2和图4所示，门式机架2的侧壁上开设有开口15，第二直线模组14的下端与开口15的侧壁通过电动转轴19转动连接。第二直线模组14的上端设置有以电动转轴19的轴心为圆心的弧形滑槽20，门式机架2的支板11上设置有与弧形滑槽20滑动配合的限位杆。第二直线模组14在电动转轴19的带动下绕电动转轴19的轴心进行旋转，从而使得二维激光轮廓仪13能够进行角度的偏转，在对双排滚柱轴承进行表面检测时，二维激光轮廓仪13被第二直线模组14带动进行上下移动，再由电动转轴19改变二位激光轮廓仪13角度，能够一次装配完成对双排滚柱轴承的表面检测，无需增加拆装过程，减少轴承发生磕碰的几率。
本发明的其他实施例中，门式机架2的侧壁上设置有立板，第二直线模组14的下端与立板通过电动转轴19转动连接，电动转轴19垂直于立板。
一种轴承滚柱表面缺陷检测方法，包括如下步骤：
S1：将待测轴承安装在旋转底座组件上；
第一旋转平台3先位于装卸区，人工将待测轴承装载在三爪卡盘4上，调节三爪卡盘4，使三爪卡盘4的卡爪抵接在轴承的内圈；装载好待测轴承后，第一直线模组5工作带动第一旋转平台3以及三爪卡盘4移动至旋转顶部组件的正下方；
S2：旋转顶部组件控制轴承保持架17旋转，旋转底座组件控制轴承内圈16保持不动，使待检测的轴承滚柱18移动至表面检测组件的检测区域；
待第一旋转平台3移动至旋转顶部组件的正下方后，电动伸缩杆6控制活动杆伸长，使活动杆下端的第二旋转平台7向下移动，直到橡胶压板8的底端与轴承保持架17的上端抵接；
接着第二旋转平台7转动，带动橡胶压板8转动，从而使轴承保持架17旋转，轴承滚柱18在轴承保持架17转动的过程中，轴承滚柱18沿轴承内圈16的圆心进行公转，从而使待检测的轴承滚柱18旋转移动至对准位于门式机架2侧面的二维激光轮廓仪13；
S3：旋转底座组件控制轴承内圈16旋转，旋转顶部组件控制轴承保持架17不动，表面检测组件对待检测的轴承滚柱18表面进行检测；
第一旋转平台3旋转带动轴承内圈16旋转，第二旋转平台7保持轴承保持架17不同，此时轴承滚柱18会进行自转，轴承滚柱18的外表面在自转的过程中完全暴露给二维激光轮廓仪13，从而实现二维激光轮廓仪13对轴承滚柱18整个外表面进行缺陷检测；
S4：当完成一个轴承滚柱18的表面检测后，旋转顶部组件控制轴承保持架17旋转，旋转底座组件控制轴承内圈16保持不动，使得轴承滚柱18进行公转，使下一个轴承滚柱18移动至表面检测组件的检测区域采用步骤S3进行检测，直到轴承上所有轴承滚柱18都检测完成。

Claims (9)

1.一种轴承滚柱表面缺陷检测装置，其特征在于，包括底座(1)，所述底座(1)上设置有用于带动轴承内圈(16)旋转的旋转底座组件，所述底座(1)上设置有门式机架(2)，所述门式机架(2)上设置有用于带动轴承保持架(17)旋转的旋转顶部组件；所述机架内侧设置有用于检测轴承滚柱(18)表面的表面检测组件。
2.根据权利要求1所述的轴承滚柱表面缺陷检测装置，其特征在于，所述旋转底座组件包括第一旋转平台(3)，所述第一旋转平台(3)上设置有三爪卡盘(4)，所述三爪卡盘(4)的卡爪上设置有防滑橡胶层。
3.根据权利要求2所述的轴承滚柱表面缺陷检测装置，其特征在于，所述旋转底座组件还包括两个第一直线模组(5)，两个所述第一直线模组(5)平行设置在底座(1)上，所述第一旋转平台(3)的下端与第一直线模组(5)的滑块固定连接。
4.根据权利要求1所述的轴承滚柱表面缺陷检测装置，其特征在于，所述旋转顶部组件位于旋转底座组件的正上方，所述旋转顶部组件包括竖直设置的电动伸缩杆(6)，所述电动伸缩杆(6)设置在门式机架(2)的上端，且所述电动伸缩杆(6)的活动杆穿过门式机架(2)，所述活动杆与门式机架(2)滑动配合，所述活动杆的下端连接有第二旋转平台(7)，所述第二旋转平台(7)的活动端向下，且所述活动端的下端连接有橡胶压板(8)，所述橡胶压板(8)的底面设置有凹槽(9)。
5.根据权利要求4所述的轴承滚柱表面缺陷检测装置，其特征在于，所述旋转顶部组件还包括对称设置在第二旋转平台(7)的两侧的两个稳固滑轨(10)，所述稳固滑轨(10)竖直设置，所述稳固滑轨(10)上配合连接有稳固滑块(12)，所述稳固滑块(12)与第二旋转平台(7)的固定端的侧壁固定连接。
6.根据权利要求1所述的轴承滚柱表面缺陷检测装置，其特征在于，所述表面检测组件包括二维激光轮廓仪(13)和第二直线模组(14)，所述二维激光轮廓仪(13)安装在第二直线模组(14)的滑块上，所述第二直线模组(14)设置在门式机架(2)的侧壁上。
7.根据权利要求6所述的轴承滚柱表面缺陷检测装置，其特征在于，所述第二直线模组(14)的下端与门式机架(2)通过电动转轴(19)转动连接，所述第二直线模组(14)的上端设置有以电动转轴(19)的轴心为圆心的弧形滑槽(20)，所述门式机架(2)上设置有与弧形滑槽(20)滑动配合的限位杆。
8.根据权利要求1所述的轴承滚柱表面缺陷检测装置，其特征在于，所述表面检测组件有两个，两个表面检测组件对称设置在旋转底座组件的两侧。
9.采用权利要求1-8所述的任一轴承滚柱表面缺陷检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将待测轴承安装在旋转底座组件上；
S2：旋转顶部组件控制轴承保持架旋转，旋转底座组件控制轴承内圈保持不动，使待检测的轴承滚柱移动至表面检测组件的检测区域；
S3：旋转底座组件控制轴承内圈旋转，旋转顶部组件控制轴承保持架不动，表面检测组件对待检测的轴承滚柱表面进行检测；
S4：当完成一个轴承滚柱的表面检测后，旋转顶部组件控制轴承保持架旋转，旋转底座组件控制轴承内圈保持不动，使下一个轴承滚柱移动至表面检测组件的检测区域采用步骤S3进行检测，直到轴承上所有轴承滚柱都检测完成。
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