CN1408596A - 圆锥／圆柱滚动轴承内圈滚道面检测方法及其专用检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种圆锥/圆柱滚动轴承内圈滚道面检测方法及其专用装置，其检测方法为径向检测轴承内圈滚道面，具体是去除轴承外圈、将轴承内圈及保持架固定，胀开保持架和滚子间缝隙，通过扫描装置在保持架和滚子间缝隙中取图象数据、进行径向检测，检测过程中转动轴承内圈，完成整个内圈滚道面检测。本发明检测速度快，精度高，能提供完整的高清晰度静止图象，不会漏检，能建立系统文档，打印输出。

Description

圆锥/圆柱滚动轴承内圈滚道面检测方法及其专用检测仪

技术领域

本发明涉及轴承内圈检测，具体地说是提供一种圆锥/圆柱滚动轴承内圈滚道面检测方法及其专用检测仪。

背景技术

铁路货车滚动轴承在一般检修和大修时，内圈滚道面的检测是比较重要的必检项目，同时也是比较困难和费时的；因为内圈上由于滚子和保持架结构所限，视场面积很小，不便于检测观察。当前采用的检测方法主要有两种：一种是目测法：依靠肉眼配合适当的光源进行直接检查，全靠肉眼寻找小的缺陷，劳动强度大，易漏检；第二种是采用医用窥镜法，将镜头从侧面深入到内圈滚道面，摄象后传送到监视器进行观察检查，其缺点是：窥镜从一端伸入，视野看不到后端，检测时必需翻转轴承，分两次进行，光源、窥镜必须随时调整，才能获得较佳图象，速度慢；内圈反光严重，在反光处看不清图象，视野较小，观看时眼睛必须紧盯运动图象，易疲劳，尤其是点蚀，很容易漏检，精度低。

发明内容

为了克服上述弊端，本发明的目的是提供一种检测速度快、精度高的圆锥/圆柱滚动轴承内圈滚道面检测方法及其专用检测仪。

本发明所采取的技术方案是：一种圆锥/圆柱滚动轴承内圈滚道面检测方法，径向检测轴承内圈滚道面，具体为：去除轴承外圈、将轴承内圈及保持架固定，胀开保持架和滚子间缝隙，通过扫描装置在保持架和滚子间缝隙中取图象数据、进行径向检测，检测过程中转动轴承内圈，完成整个内圈滚道面检测；

为实现上述方法的专用检测仪，具有机箱，由固定装置、扫描装置、步进电机及信号处理器组成，所述固定装置包括锁紧轴、保持架固定器，滚子定位器，所述用于套装被测轴承的锁紧轴安装在机箱中部，通过减速箱与步进电机传动连接，保持架固定器为2-6个，设在锁紧轴侧面，所述扫描装置由线阵图象传感器、光源、光学镜头、摄像扁嘴组成，线阵图象传感器、光学镜头、摄像扁嘴轴向依次安装在一起，摄像扁嘴位于被测轴承径向处、检测时处于被测轴承的保持架和滚子之间；所述滚子定位器设置在摄像扁嘴或与其邻近的保持架固定器上，所述步进电机和线阵图象传感器分别与信号处理器电连接，信号处理器输出信号至计算机，光源安装在机箱上，于摄像扁嘴旁，指向被测轴承；

所述摄像扁嘴为楔形结构，内部带有楔形空腔，前端设有扁平缝隙，其缝隙长度与被测轴承中滚子的高度相当；

所述扫描装置和保持架固定器与驱动气缸A、B、C连接，锁紧轴后侧带有腔体，所述驱动气缸A、B、C及腔体分别与换向阀相连，换向阀分别接气源，并与可编程控制器相连；

所述机箱上装有定位针，于所述锁紧轴一侧；

所述保持架固定器为2个，分别为对称安装的带有下托块的保持架固定器A和带有上压块的保持架固定器B，一滚子定位器安装在上压块下面，所述下托块上设有滚轮；

所述保持架固定器为2个，其中1个位于锁紧轴侧面，为带有左托块的保持架固定器C；另一个与锁紧轴同轴，为保持架固定器B，在保持架固定器B下端设有定位针；其所述光源也设在保持架固定器B下端；在所述锁紧轴外边装有轴托起驱动气缸，在所述保持架固定器B与驱动气缸之间带有转动气缸，它们分别通过换向阀接气源14，其换向阀与可编程控制器15相连；在所述机箱旁设有可转动的机械手。

本发明具有如下优点：

1.检测精度高。本发明所述步进电机和线阵图象传感器分别与信号处理器电连接，信号处理器输出信号送至计算机，使其检测过程全自动完成，能提供完整的高清晰度静止图象，不会漏检。

2.检测速度快。其检测速度是窥镜法的十倍以上。

3.图象易保存，能建立系统文档，打印输出。

附图说明：

图1为本发明机械结构部分结构示意图。

图2为本发明气动原理图。

图3为本发明一个实施例机械结构部分结构示意图。

图4为图1中所述摄象扁嘴正视图。

图5为图1中所述摄象扁嘴俯视图。

图6为图1中所述摄象扁嘴侧视图。

具体实施方式

实施例1

一种圆锥/圆柱滚动轴承内圈滚道面检测方法，径向检测轴承内圈滚道面，具体为：去除轴承外圈、将轴承内圈及保持架固定，胀开保持架和滚子间缝隙，通过扫描装置在保持架和滚子间缝隙中取图象数据、进行径向检测，检测过程中转动轴承内圈，完成整个内圈滚道面检测；

可按如下步骤进行操作：

1)将轴承外圈卸下；

2)用锁紧轴通过轴承内圈将轴承内圈固定；

3)将轴承上的保持架固定，在保持架和滚子缝隙间插入扫描装置，滚子定位；

4)开启光源照射保持架和滚子间的缝隙；

5)通过保持架和滚子间的缝隙用扫描装置通过径向检测轴承内圈滚道面；

6)转动轴承内圈一周，完成其整个内圈滚道面的检测；

7)将扫描装置检测的结果通过计算机处理，形成完整的检测图象。

采用本发明方法与现有技术中的方法相比，其检测性能对照结果见表1。

表1本发明与现有技术检测性能对照结果

性能指数	本发明方法	内窥镜法	目测法
				分辨率	高	中	低
视场面积	全视场观测	局部视场观测	局部视场观测
				检测效率(分/套)	0.5	5	5
自动化程度	高	中	低
				检测准确率	高	中	低
抗干扰能力	无光线干扰	有光线干扰	有光线干扰
				打印图象功能	有	无	无
存储数据功能	有	可存录象带	无
				远程检测功能	有	无	无
检测结果连网功能	有	无	无

为实现上述方法的专用检测仪，如图1、图2所示，其中对应字母A、B、C、D、E、F、G为两图相互连接的接点；

它具有机箱1，由固定装置、扫描装置、步进电机22及信号处理器16组成，所述固定装置包括锁紧轴2、保持架固定器，滚子定位器23，所述用于套装被测轴承3的锁紧轴2安装在机箱1中部，通过减速箱21与步进电机22传动连接，保持架固定器为2个，分别为于锁紧轴2两侧对称安装的带有下托块17的保持架固定器A5a和带有上压块25的保持架固定器B5b，一滚子定位器23安装在上压块25下面，所述下托块17上设有滚轮，所述扫描装置由线阵图象传感器4、光源7、光学镜头8、摄像扁嘴9组成，线阵图象传感器4、光学镜头8、摄像扁嘴9轴向依次安装在一起，位于保持架固定器B5b旁，摄像扁嘴9位于被测轴承3径向处、检测时处于被测轴承3的保持架和滚子之间；所述步进电机22和线阵图象传感器4分别与信号处理器16电连接，信号处理器16输出信号至计算机13，光源7安装在机箱1上，于摄像扁嘴9旁，指向被测轴承3。

如图4-6所示，所述摄像扁嘴9为楔形结构，内部带有楔形空腔，前端设有扁平缝隙，其缝隙长度与被测轴承3中滚子的高度相当；所述扫描装置侧面和保持架固定器外端与驱动气缸A、B、C连接，锁紧轴后侧带有腔体，所述驱动气缸A、B、C和腔体分别与换向阀相连，换向阀分别接气源14，并与可编程控制器15相连；所述机箱1上装有定位针24，于所述锁紧轴2一侧。

本实施例锁紧轴2为气涨轴，通过传动带20与带有减速箱21的步进电机22相连，光源7采用高亮度卤素聚光灯，信号处理器16由A/D转换器和微处理器构成(电路部份为现有技术)，光学镜头8为高精度五片透镜组镜头，由一小磁块作为滚子定位器23；

其工作过程如下：将被测轴承3装在锁紧轴2上，由定位针24定位，接通气源14，通过可编程控制器15控制锁紧轴2锁紧轴承3、保持架固定器A5a用其上的下托块17托起被测轴承3，摄象驱动气缸A18带动扫描装置滑动，使摄象扁嘴9插入滚子19与保持架间的缝隙中，保持架固定器B 5b用其上的上压块25固定被测轴承3上的保持架、且上压块25上滚子定位器23吸起滚子6，使滚子6与保持架间的缝隙最大，将光源7精确射向保持架和滚子间的缝隙中，关闭机箱1的箱门，完成整套机械动作；摄象扁嘴9对准滚子6与保持架间的缝隙，经轴承3内圈滚道面反射，光从摄象扁嘴9的缝隙通过光学镜头8传入线阵图象传感器4，线阵图象传感器4将不同强弱的亮度信号转换为不同大小的电信号，最后经信号处理器16变换，产生一行图象数据；然后，随着步进电机22带动锁紧轴2，使轴承3内圈与保持架相对转动，完成整个内圈滚道面的扫描过程，最后于计算机13呈像。本实施例所述被测轴承为197726型滚动轴承。

实施例2

如图3-6所示，具有机箱1，由固定装置、扫描装置、步进电机及信号处理器组成，所述固定装置包括锁紧轴2、保持架固定器，滚子定位器23所述用于套装被测轴承3的锁紧轴2安装在机箱1中部，通过减速箱21与步进电机22传动连接，保持架固定器为2个，1个位于锁紧轴2侧面，为带有左托块17c的保持架固定器C 5c；另一个与锁紧轴2同轴，在其正上方，为保持架固定器B 5b，在保持架固定器B 5b下端设有定位针24，所述扫描装置由线阵图象传感器4、光源7、光学镜头8、摄像扁嘴9组成，线阵图象传感器4、光学镜头8、摄像扁嘴9轴向依次安装在一起，于锁紧轴2一侧与保持架固定器C 5c相对，摄像扁嘴9位于被测轴承3径向处、检测时处于被测轴承3的保持架和滚子之间；所述滚子定位器23设置在摄像扁嘴9上，所述步进电机22和线阵图象传感器4分别与信号处理器16电连接，信号处理器16输出信号至计算机13，光源7安装于摄像扁嘴9旁保持架固定器B 5b下端，指向被测轴承3；所述摄像扁嘴9为楔形结构，内部带有楔形空腔，前端设有扁平缝隙，其缝隙长度与被测轴承3中滚子的高度相当；所述扫描装置侧面和保持架固定器外端与驱动气缸A、B、C(18、11、12)连接，锁紧轴2后侧带有腔体10，所述驱动气缸A、B、C(18、11、12)和腔体10分别与换向阀相连，换向阀分别接气源14，并与可编程控制器15相连。

在所述锁紧轴2外侧装有轴托起驱动气缸27通过换向阀接气源14，其换向阀与可编程控制器15相连；在所述保持架固定器B 5b与驱动气缸12之间带有转动气缸28，通过换向阀接气源14，其换向阀与可编程控制器15相连；在所述机箱1旁设有可转动的机械手26。

本实施例锁紧轴2为气涨轴，通过传动带20与带有减速箱21的步进电机22相连，光源7采用高亮度卤素聚光灯，光学镜头8为高精度五片透镜组镜头，由一小磁块作为滚子定位器23；

其工作过程如下：通过机械手26将轴承3装在锁紧轴2上，接通气源14，通过可编程控制器15控制轴托起驱动气缸27托起锁紧轴2，保持架固定器B5b用其下端的定位针24定位轴承3，且保持架固定器B5b固定保持架，锁紧轴2锁紧轴承3、保持架固定器C5c用其上的左托块1 7c推动轴承3，摄象驱动气缸18带动扫描装置滑动，使摄象扁嘴9插入滚子与保持架间的缝隙中，且摄象扁嘴9一旁的滚子定位器23吸起滚子，使滚子与保持架间的缝隙最大，将光源7精确射向保持架和滚子间的缝隙中，关闭机箱1的箱门，完成整套机械动作；摄象扁嘴9对准滚子与保持架间的缝隙，经轴承3内圈滚道面反射，光从摄象扁嘴9的缝隙通过光学镜头8传入传感器4，传感器4将不同强弱的亮度信号转换为不同大小的电信号，最后经信号处理器16变换，产生一行图象数据；然后，随着步进电机22带动锁紧轴2，使轴承3内圈与保持架相对转动，完成整个内圈滚道面的扫描过程，最后于计算机13呈像。

Claims (9)

1.一种圆锥/圆柱滚动轴承内圈滚道面检测方法，其特征在于：径向检测轴承内圈滚道面，具体为：去除轴承外圈、将轴承内圈及保持架固定，胀开保持架和滚子间缝隙，通过扫描装置在保持架和滚子间缝隙中取图象数据、进行径向检测，检测过程中转动轴承内圈，完成整个内圈滚道面检测。

2.一种按照权利要求1所述方法的专用检测仪，具有机箱(1)，其特征在于：由固定装置、扫描装置、步进电机及信号处理器组成，所述固定装置包括锁紧轴(2)、保持架固定器，滚子定位器(23)所述用于套装被测轴承(3)的锁紧轴(2)安装在机箱(1)中部，通过减速箱(21)与步进电机(22)传动连接，保持架固定器为2-6个，设在锁紧轴(2)侧面，所述扫描装置由线阵图象传感器(4)、光源(7)、光学镜头(8)、摄像扁嘴(9)组成，线阵图象传感器(4)、光学镜头(8)、摄像扁嘴(9)轴向依次安装在一起，摄像扁嘴(9)位于被测轴承(3)径向处、被测轴承(3)的保持架和滚子之间；所述滚子定位器(23)设置在摄像扁嘴(9)或与其邻近的保持架固定器上，所述步进电机(22)和线阵图象传感器(4)分别与信号处理器(16)电连接，信号处理器(16)输出信号至计算机(13)，光源(7)安装在机箱(1)上，于摄像扁嘴(9)旁，指向被测轴承(3)。

3.按照权利要求2所述检测仪，其特征在于：所述摄像扁嘴(9)为楔形结构，内部带有楔形空腔，前端设有扁平缝隙，其缝隙长度与被测轴承(3)中滚子的高度相当。

4.按照权利要求2所述检测仪，其特征在于：所述扫描装置和保持架固定器与驱动气缸A、B、C(18、11、12)连接，锁紧轴(2)后端带有腔体(10)，所述驱动气缸A、B、C(18、11、12)及腔体(10)分别与换向阀相连，换向阀分别接气源(14)，并与可编程控制器(15)相连。

5.按照权利要求2所述检测仪，其特征在于：所述机箱(1)上装有定位针(24)，于所述锁紧轴(2)一侧。

6.按照权利要求2或4所述检测仪，其特征在于：所述保持架固定器为2个，分别为对称安装的带有下托块(17)的保持架固定器A(5a)和带有上压块(25)的保持架固定器B(5b)，所述滚子定位器(23)安装在上压块(25)下面，所述下托块(17)上设有滚轮。

7.按照权利要求2或4所述检测仪，其特征在于：所述保持架固定器为2个，1个位于锁紧轴(2)侧面，为带有左托块(17c)的保持架固定器C(5c)；另一个与锁紧轴(2)同轴，为保持架固定器B(5b)，在保持架固定器B(5b)下端设有定位针(24)，其所述光源(7)也设在保持架固定器B(5b)下端。

8.按照权利要求7所述检测仪，其特征在于：在所述锁紧轴(2)外侧装有轴托起驱动气缸(27)，在所述保持架固定器B(5b)与驱动气缸(12)之间带有转动气缸(28)，它们分别通过换向阀接气源14，其换向阀与可编程控制器15相连。

9.按照权利要求7所述检测仪，其特征在于：在所述机箱(1)旁设有可转动的机械手(26)。

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