CN204188569U - 一种检测轴承内圈的探头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种检测轴承内圈的探头装置，属于轴承套圈无损检测领域，该探头装置包括上端面探头、下端面探头、内圆柱面探头、外圆锥面探头以及滚子定位面探头。上端面探头位于内圆柱面探头两侧且与之固定连接，能压紧所述轴承内圈的同时对上端面和内圆柱面同时检测；下端面探头固定在检测工位，能与所述轴承内圈下端面贴合以进行检测；滚子定位面探头的截锥螺旋弹簧大端与外圆锥面探头连接以使两者成为整体，该整体能同时贴合在外圆锥面和滚子定位面以进行检测。本实用新型装置检测结果直观，使用范围广，处理过程简单，不受人为因素影响，可对轴承套圈进行全方位无盲点的高速自动化检测。

Description

一种检测轴承内圈的探头装置

技术领域

本实用新型属于轴承套圈无损检测领域，更具体地，涉及一种检测圆锥滚子轴承套圈的探头装置。

背景技术

轴承作为机械基础件，是装备制造业赖以生存和发展的基础，其性能直接决定着重大装备和主机产品的性能、质量和可靠性。国家工信部规划司在机械基础件、基础制造工艺和基础材料产业“十二五”规划中将轴承作为发展重点之一。

在实际生产中，轴承失效将直接导致整个生产过程无法正常进行，甚至造成重大经济损失和人员伤亡。据统计，在旋转机械的现场故障中，由于轴承套圈损伤而引起的故障大约占30％。及时发现轴承的早期失效，并做出合适处理或报废，可有效预防轴承失效事故。

目前针对轴承套圈的检测主要有磁粉法、涡流法、超声检测法、机器视觉法、巴克豪森噪声分析法以及声发射法，以上各种方法均存在不足：磁粉法人为因素影响大；涡流法缺陷显示不直观；超声法探头扫查轨迹复杂；机器视觉法易出现漏报误报；巴克豪森噪声分析法使用范围有限；声发射法信号采集及处理较为困难。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种用于检测圆锥滚子轴承内圈的探头装置，其目的在于对轴承内圈内外缺陷进行快速高效检测，弥补了现有无损检测方法及装置中存在或者复杂、或者不直观、或者使用范围受限或者处理困难、或者人为因素影响大等各种缺陷，本实用新型装置可进行高速自动化的检测，其检测效率较高。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种检测轴承内圈的探头装置，其特征在于，该探头装置包括分别用于检测圆锥滚子轴承内圈的上端面、下端面、内圆柱面、外圆锥面以及滚子定位面的上端面探头、下端面探头、内圆柱面探头、外圆锥面探头以及滚子定位面探头，其中轴承套圈的两个端面内，面积较小的为上端面，面积较大的为下端面，用于圆锥滚子定位的面为滚子定位面，其中：

所述上端面探头与所述内圆柱面探头相固定连接，并在外界作用下可整体移动，能压紧所述轴承内圈的同时对上端面和内圆柱面同时检测；

所述下端面探头固定在检测工位，能与所述轴承内圈下端面贴合以进行检测；

所述外圆锥面探头和滚子定位面探头固定连接，能同时贴合在外圆锥面和滚子定位面以进行检测。

进一步的，所述上端面探头具有多套，每套所述上端面探头包括上端面探头架、上端面探头卡块、上端面永磁铁、上端面电路板、上端面磁敏感元件以及上端面探头耐磨板；所述上端面磁敏感元件与上端面电路板固定为整体，并该整体通过所述上端面电路板与上端面卡块固定，所述上端面探头卡块通过弹簧和螺柱与上端面探头架形成浮动连接，所述上端面探头耐磨板包覆所述上端面磁敏感元件并与待检测的上端面直接贴合。

进一步的，所述内圆柱面探头包括内圆柱面探头架、内圆柱面探头卡块、内圆柱面永磁铁、内圆柱面电路板、内圆柱面磁敏感元件以及内圆柱面探头耐磨板；所述内圆柱面磁敏感元件与内圆柱面电路板固定为整体，该整体通过所述内圆柱面电路板与内圆柱面探头卡块固定，所述内圆柱面探头卡块通过螺柱和弹簧与内圆柱面探头架形成浮动连接，所述内圆柱面探头耐磨板包覆所述内圆柱面磁敏感元件并与待检测的内圆柱面直接贴合。

进一步的，所述上端面探头具有二套，分别通过以螺钉穿过所述上端面探头架固定于内圆柱面探头架两侧；

所述内圆柱面探头架上还安装活塞杆和容置活塞杆的气缸，以在活塞杆和气缸的作用下移动而能压紧所述轴承内圈的上端面。

进一步的，所述外圆锥面探头包括外圆锥面探头架，外圆锥面永磁铁、外圆锥面电路板、外圆锥面磁敏感元件以及外圆锥面耐磨板；所述外圆锥面磁敏感元件和外圆锥面永磁铁分别固定在所述外锥面电路板上两侧面，所述外圆锥面电路板固定在所述外圆锥面探头架上，并所述外圆锥面耐磨板包覆所述外圆锥面磁敏感元件且与所述外圆锥面探头架相固定，用于直接贴合待检测的外圆锥面。

进一步的，滚子定位面探头包括截锥螺旋弹簧、滚子定位面探头卡块、滚子定位面永磁铁、滚子定位面电路板、滚子定位面磁敏感元件以及滚子定位面耐磨板；所述滚子定位面永磁铁与所述滚子定位面磁敏感元件分别位于所述滚子定位面电路板两侧，并所述滚子定位面电路板与所述滚子定位面探头卡块连接为整体，所述滚子定位面耐磨板包覆所述滚子定位面磁敏感元件并直接与待检测的滚子定位面贴合；所述滚子定位面探头卡块通过截锥螺旋弹簧与所述外圆锥面探头架形成浮动连接。

本实用新型中，轴承套圈是轴承内圈和轴承外圈的总称。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有下列有益效果:

1、本实用新型探头是基于局部漏磁检测原理，同时具有分别检测圆锥滚子轴承内圈的上端面、下端面、外圆锥面、内圆柱面以及滚子定位面的上端面探头、下端面探头、外圆锥面探头、内圆柱面探头以及滚子定位面探头，可对轴承内圈进行全方位无盲点的检测。

2、本实用新型探头装置结构简单，基于局部漏磁检测原理的检测结果直观，能直接反应出具有缺陷的位置，且使用范围广，适用于轴承生产之后使用之前的检测以及在伇轴承的日常抽检，操作过程简单，能进行高速自动化检测，不受人为因素影响，达到7秒检测1件轴承内圈的高效率，具有较大的实际应用价值。

3、在保证轴承内圈裂纹检测能力的基础上选用磁能积较小的永磁铁，可以使待检测试件经局部磁化后剩磁较小，检测之后无需额外退磁，可节约检测成本。

附图说明

图1是圆锥滚子轴承内圈待检测面示意图；

图2(a)、(b)是本实用新型实施例中探头装置工作示意图，图2(b)为探头装置的俯视图；

图2(c)是本实用新型实施例中图2(b)沿A-A的剖视图；

图3(a)、(b)、(c)是本实用新型实施例中上端面探头及内圆柱面探头固定为整体时的结构示意图，其中图3(c)是图3(b)的左视图；

图4(a)、(b)、(c)是本实用新型实施例中外圆锥面探头及滚子定位面探头固定为整体时结构示意图，其中图4(a)是图4(b)拆去外圆锥面耐磨板之后的结构示意图；

图5是本实用新型下端面探头结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

100-上端面探头        101-上端面探头架    102-上端面探头卡块

103-上端面永磁铁      104-上端面电路板    105-上端面磁敏感元件

106-上端面探头耐磨板

200-内圆柱面探头      201-内圆柱面探头架  202-内圆柱面探头卡块

203-内圆柱面永磁铁    204-内圆柱面电路板  205-内圆柱面磁敏感元件

206-内圆柱面探头耐磨板

300-下端面探头         301-下端面探头卡块     302-下端面永磁铁

303-下端面电路板       304-下端面磁敏感元件   305-不锈钢耐磨板

400-外圆锥面探头       401-外圆锥面探头架     402-外圆锥面永磁铁

403-外圆锥面电路板     404-外圆锥面磁敏感元件 405-外圆锥面耐磨板

500-滚子定位面探头     501-截锥螺旋弹簧       502-滚子定位面探头卡块

503-滚子定位面永磁铁                          504-滚子定位面电路板

505-滚子定位面磁敏感元件                      506-滚子定位面耐磨板

11-弹簧                 12-螺柱               13-垫块

14-活塞杆               15-气缸               16-螺钉

17-主动轮               18-被动轮

a-上端面                b-下端面              c-内圆柱面

d-外圆锥面              e-滚子定位面          f-轴承内圈

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在图1所示的轴承内圈待检测面示意图中，轴承内圈f需要检测的面包括上端面a、外圆锥面d、滚子定位面e、下端面b、内圆柱面c。

图2(a)、图2(b)是本实用新型实施例中探头装置工作示意图，图2(b)为探头装置的俯视图，图2(c)是本实用新型实施例中图2(b)沿A-A面的剖视图。结合该图对本实用新型中探头装置的结构进行说明，该探头装置包括分别用于检测圆锥滚子轴承内圈上端面、下端面、内圆柱面、外圆锥面以及滚子定位面的上端面探头100、下端面探头300、内圆柱面探头200、外圆锥面探头400以及滚子定位面探头500，其中上端面探头100具有两套，分别位于内圆柱面探头200两侧，并通过螺钉16和垫块13与之固定连接，内圆柱面探头上安装活塞杆14和容置活塞杆的气缸15，在气缸气压作用下，活塞杆可上下移动，以带动上端面探头100和内圆柱面探头200同步上下移动，能压紧所述轴承内圈f的同时对上端面和内圆柱面进行检测。下端面探头300固定在检测工位，能与所述轴承内圈下端面贴合以进行检测。滚子定位面探头500的截锥螺旋弹簧501与外圆锥面探头400连接以形成整体，该整体能同时贴合在外圆锥面和滚子定位面以进行检测。

图3(a)、(b)、(c)是本实用新型实施例中上端面探头及内圆柱面探头固定为整体时的结构示意图，其中图3(c)是图3(b)的左视图。本实施例上端面探头100具有二套，但本实用新型中对上端面探头的套数不进行具体限定。每套上端面探头包括上端面探头架101、上端面探头卡块102、上端面永磁铁103、上端面电路板104、上端面磁敏感元件105以及上端面探头耐磨板106。所述上端面磁敏感元件点焊在上端面电路板104正面上，与之固定为一个整体，上端面永磁铁103粘结上端面电路板104背面上，上端面永磁铁103外包有绝缘层，每个上端面磁敏感元件105对应一个外包绝缘层的上端面永磁铁103，上端面电路板104与上端面探头卡块102固定。上端面探头卡块102通过螺柱12及弹簧11与上端面探头架101构成浮动连接，可适应轴承内圈原地旋转过程中竖直方向颤动。上端面探头耐磨板106包覆所述上端面磁敏感元件105并与待检测的上端面直接贴合。

内圆柱面探头200包括内圆柱面探头架201、内圆柱面探头卡块202、内圆柱面永磁铁203、内圆柱面电路板204、内圆柱面磁敏感元件205以及内圆柱面探头耐磨板206。所述内圆柱面磁敏感元件205点焊在内圆柱面电路板204一面上，与之成为整体，并内圆柱面电路板204另一面与内圆柱面永磁铁203粘结在一起，每个内圆柱面磁敏感元件205对应一个外包绝缘层的内圆柱面永磁铁203，内圆柱面电路板204与内圆柱面探头卡块202固定。所述内圆柱面探头耐磨板206包覆所述内圆柱面磁敏感元件205并与待检测的内圆柱面直接贴合以进行检测。内圆柱面探头卡块202通过螺柱12和弹簧11与内圆柱面探头架201形成浮动连接，以保证内圆柱面探头在弹簧力的作用下可以很好的贴合轴承内圈的内圆柱面，使得内圆柱面磁敏感元件205与轴承内圈之间的提离值最小，检测信号更佳。

用螺钉16穿过上端面探头架101和垫块13将上端面探头100固定在内圆柱面探头架201上，可通过更换不同厚度的垫块，灵活的调整上端面探头100与内圆柱面探头200的相对位置，增强了探头的适用性。

图4(a)、(b)、(c)是本实用新型实施例中外圆锥面探头及滚子定位面探头固定为整体时结构示意图，其中图4(a)是图4(b)拆去外圆锥面耐磨板之后的结构示意图。所述外圆锥面探头400包括外圆锥面探头架401，外圆锥面永磁铁402、外圆锥面电路板403、外圆锥面磁敏感元件404以及外圆锥面耐磨板405。所述外圆锥面磁敏感元件404点焊在外圆锥面电路板403一个面上，外圆锥面永磁铁402粘结在外圆锥面电路板403另一个面上，外圆锥面电路板403卡接在所述外圆锥面探头架401的卡槽内以与之固定，每个外圆锥面磁敏感元件404对应一个外包绝缘层的外圆锥面永磁铁402。外圆锥面耐磨板405包覆所述外圆锥面磁敏感元件404且通过螺钉16与所述外圆锥面探头架401相固定，用于直接贴合在待检测的外圆锥面。整个外圆锥面探头架固定在检测工位上，该检测工位即为轴承内圈f周边适合检测的位置，在整个检测过程中整个外圆锥面探头保持不动。

滚子定位面探头500包括截锥螺旋弹簧501、滚子定位面探头卡块502、滚子定位面永磁铁503、滚子定位面电路板504、滚子定位面磁敏感元件505以及滚子定位面耐磨板506。所述滚子定位面永磁铁503与所述滚子定位面磁敏感元件505分别位于所述滚子定位面电路板504两侧，滚子定位面磁敏感元件505点焊在一侧，滚子定位面永磁铁503粘结在另一侧，所述滚子定位面电路板504与所述滚子定位面探头卡块502连接为整体。所述滚子定位面探头卡块502通过截锥螺旋弹簧501与所述外圆锥面探头架401形成浮动连接，以保证滚子定位面探头500可自由浮动的同时又有一定的刚度。截锥螺旋弹簧501大端与外圆锥面探头架401相连，其小端与滚子定位面探头卡块502相连。滚子定位面耐磨板506包覆滚子定位面磁敏感元件505并直接与待检测的滚子定位面贴合，以进行检测。

图5是本实用新型下端面探头结构示意图，所述下端面探头300包括不锈钢耐磨板305、下端面磁敏感元件304、下端面电路板303、下端面永磁铁302、下端面探头卡块301。下端面磁敏感元件304与下端面电路板303点焊组成电子电路，下端面永磁铁302粘贴在下端面电路板303背面，每个下端面磁敏感元件304对应一个下端面永磁铁302。不锈钢耐磨板305包覆下端面磁敏感元件304后点焊到下端面探头卡块301上，下端面探头卡块301底部有螺纹孔，可通过螺钉将其固定在检测工位上，该检测工位即为轴承内圈f周边适合检测的位置。检测时，下端面探头固定不动。

本实用新型中上端面永磁铁、内圆柱面永磁铁、外圆锥面永磁铁、滚子定位面永磁铁以及下端面永磁铁均为外包绝缘层的永磁铁，外包绝缘层用于防止电子电路经由永磁铁时发生短路。

本实用新型中上端面磁敏感元件、内圆柱面磁敏感元件、外圆锥面磁敏感元件、滚子定位面磁敏感元件以及下端面磁敏感元件检测到的信号传输到计算机进行分析以直接得到检测结果。

本实用新型探头装置工作时：轴承内圈f在外力的驱动下到达待检工位，并抵紧用于驱动轴承内圈f原地转动的主动轮17和被动轮18，同时其外圆锥面和滚子定位面分别抵接外圆锥面探头和滚子定位面探头，另一方面其下端面贴合下端面探头的下端面耐磨板，在主动轮和从动轮作用下，轴承内圈原地旋转。传感器感知到轴承内圈到位之后发出命令，上端面探头及内圆柱面探头在活塞杆的作用下压紧轴承内圈，外圆锥面探头及滚子定位面探头、下端面探头在检测前已固定在检测工位处。开启检测，当检测完成之后，上端面探头及内圆柱面探头在气缸的作用下上升以离开轴承内圈，方便轴承套圈下料。然后可以更换另一个待检测的轴承内圈，继续检测。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种检测轴承内圈的探头装置，其特征在于，其包括分别用于检测轴承内圈的上端面、下端面、内圆柱面、外圆锥面以及滚子定位面的上端面探头(100)、下端面探头(300)、内圆柱面探头(200)、外圆锥面探头(400)以及滚子定位面探头(500)，其中：

所述上端面探头(100)与所述内圆柱面探头(200)固定为整体，在外界作用下该整体能移动并能压紧所述轴承内圈(f)的同时对上端面和内圆柱面进行检测；

所述下端面探头(300)固定在检测工位，能与所述轴承内圈下端面贴合以进行检测；

所述外圆锥面探头(400)与滚子定位面探头(500)相连接以形成整体，该整体能同时贴合在外圆锥面和滚子定位面以同时进行检测。

2.如权利要求1所述的一种检测轴承内圈的探头装置，其特征在于，所述上端面探头(100)具有多套，每套所述上端面探头包括上端面探头架(101)、上端面探头卡块(102)、上端面永磁铁(103)、上端面电路板(104)、上端面磁敏感元件(105)以及上端面探头耐磨板(106)；所述上端面磁敏感元件(105)与上端面电路板(104)固定为整体，并该整体通过所述上端面永磁铁(103)与上端面探头卡块(102)固定，所述上端面探头卡块(102)通过弹簧(11)和螺柱(12)与上端面探头架(101)形成浮动连接，所述上端面探头耐磨板(106)包覆所述上端面磁敏感元件(105)并与待检测的上端面直接贴合。

3.如权利要求1或2所述的一种检测轴承内圈的探头装置，其特征在于，所述内圆柱面探头(200)包括内圆柱面探头架(201)、内圆柱面探头卡块(202)、内圆柱面永磁铁(203)、内圆柱面电路板(204)、内圆柱面磁敏感元件(205)以及内圆柱面探头耐磨板(206)；所述内圆柱面磁敏感元件(205)与内圆柱面电路板(204)固定为整体，该整体通过所述内圆柱面永磁铁(203)与内圆柱面探头卡块(202)固定，所述内圆柱面探头卡块(202)通过螺柱(11)和弹簧(12)与内圆柱面探头架(201)形成浮动连接，所述内圆柱面探头耐磨板(206)包覆所述内圆柱面磁敏感元件(205)并与待检测的内圆柱面直接贴合。

4.如权利要求1所述的一种检测轴承内圈的探头装置，其特征在于，所述上端面探头具有二套，分别通过螺钉穿过所述上端面探头架(101)和垫块(13)固定在内圆柱面探头架(201)两侧；

所述内圆柱面探头架(201)上还安装有活塞杆(14)和容置活塞杆的气缸(15)，以在气缸和活塞杆的作用下移动而能压紧所述轴承内圈的上端面。

5.如权利要求1所述的一种检测轴承内圈的探头装置，其特征在于，所述外圆锥面探头(400)包括外圆锥面探头架(401)，外圆锥面永磁铁(402)、外圆锥面电路板(403)、外圆锥面磁敏感元件(404)以及外圆锥面耐磨板(405)；所述外圆锥面磁敏感元件(404)和外圆锥面永磁铁(402)分别固定在所述外圆锥面电路板(403)两侧面，所述外圆锥面电路板(403)固定在所述外圆锥面探头架(401)上，并所述外圆锥面耐磨板(405)包覆所述外圆锥面磁敏感元件(404)且与所述外圆锥面探头架(401)相固定，用于直接贴合待检测的外圆锥面。

6.如权利要求1所述的一种检测轴承内圈的探头装置，其特征在于，滚子定位面探头(500)包括截锥螺旋弹簧(501)、滚子定位面探头卡块(502)、滚子定位面永磁铁(503)、滚子定位面电路板(504)、滚子定位面磁敏感元件(505)以及滚子定位面耐磨板(506)；所述滚子定位面永磁铁(503)与所述滚子定位面磁敏感元件(505)分别位于所述滚子定位面电路板(504)两侧面，并所述滚子定位面电路板(504)与所述滚子定位面探头卡块(502)连接为整体，所述滚子定位面耐磨板(506)包覆所述滚子定位面磁敏感元件(505)，用于与待检测的滚子定位面贴合；所述滚子定位面探头卡块(502)连接所述截锥螺旋弹簧(501)小端，所述截锥螺旋弹簧(501)的大端连接所述外圆锥面探头架(401)以与所述外圆锥面探头架(401)形成浮动连接。