CN204228661U - 一种检测轴承外圈的探头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种检测轴承外圈的探头装置，属于轴承套圈无损检测领域，包括用于检测轴承外圈的上端面、下端面、内圆锥面以及外圆柱面的上端面探头、下端面探头、内圆锥面探头以及外圆柱面探头，上端面探头和内圆锥面探头固定为一体，并在外力作用下可整体移动以能压紧上端面并同时对上端面和内圆锥面进行检测；外圆柱面探头固定在检测工位，能与外圆柱面相贴合以进行检测；下端面探头固定在检测工位，能与下端面贴合以进行下端面检测。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

一种检测轴承外圈的探头装置

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的轴承外圈的探头装置。

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、质量以及可靠性。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。

目前针对轴承外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；超声法探头扫描轨迹复杂；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的轴承外圈的探头装置，其目的在于对轴承外圈内外伤缺陷进行快速高效检测，弥补现有无损检测方法及装置中存在的或设备复杂、或者检测结果不直观、或者使用范围受限或者处理过程困难、或者人为因素影响大的各种缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种检测轴承外圈的探头装置，其特征在于，包括分别用于检测轴承外圈的上端面、下端面、内圆锥面以及外圆柱面的上端面探头、下端面探头、内圆锥面探头以及外圆柱面探头，其中：

上端面探头和内圆锥面探头固定为一体，并可在外力作用下整体移动以能压紧所述上端面，并同时对所述上端面和内圆锥面进行检测；

外圆柱面探头固定在检测工位，能与所述外圆柱面相贴合以进行检测；

下端面探头固定在检测工位，能与所述下端面贴合以进行下端面检测。

进一步的，所述外圆柱面探头装置包括外圆柱面探头架，外圆柱面永磁铁、外圆柱面电路板、外圆柱面磁敏感元件、外圆柱面耐磨板、片弹簧以及片弹簧安装座；所述外圆柱面磁敏感元件和外圆柱面永磁铁分别固定在所述外圆柱面电路板的两侧面，所述外圆柱面电路板固定在所述外圆柱面探头架上，所述外圆柱面探头架通过片弹簧与所述片弹簧安装座相固定，所述片弹簧安装座固定在检测工位，所述外圆柱面耐磨板包覆所述外圆柱面磁敏感元件且与所述外圆柱面探头架相固定，用于直接贴合待检测的外圆柱面。

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

进一步的，所述上端面探头具有二套，通过螺钉穿过所述上端面探头架和垫块以分别与内圆锥面探头架两侧固定；

所述内圆锥面探头架上还安装有活塞杆和容置活塞杆的气缸，在气缸和活塞杆的作用下所述内圆锥面探头架能移动以压紧所述轴承外圈的上端面。

轴承外圈和轴承内圈统称为轴承套圈。

总体而言，本实用新型构思的技术方案具有如下有益效果：

1、本实用新型探头是基于局部漏磁检测原理设计的，同时具有分别检测轴承外圈的上端面、下端面、内圆锥面、外圆柱面的上端面探头、下端面探头、内圆锥面探头、外圆柱面探头，可对轴承套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，使用范围广，不受人为因素影响，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，处理过程简单，本实用新型探头装置可安装于自动化生产线上的相应待检工位上，可进行高速自动化检测检测，达到7秒检测1件轴承外圈的高效率，具有较大的实际应用价值。

3、在保证轴承外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是圆锥滚子轴承的轴承外圈待检测面示意图；

图2(a)、(b)、(c)是本实用新型探头装置工作示意图，其中图2(c)是图2(b)沿A-A面的剖视图；

图3(a)、(b)、(c)是本实用新型上端面探头及内圆锥面探头固定为整体时结构示意图，其中图3(c)是图3(b)的左视图；

图4是本实用新型外圆柱面探头结构示意图；

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-内圆锥面探头      201-内圆锥面探头架    202-内圆锥面探头卡块

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

206-内圆锥面探头耐磨板

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-下端面探头耐磨板

400-外圆柱面探头      401-外圆柱面探头架    402-外圆柱面永磁铁

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

406-片弹簧            407-片弹簧安装座

11-垫块               12-活塞杆             13-气缸

14-弹簧               15-螺柱               16-螺钉

a-上端面              b-下端面               c-内圆锥面

d-外圆柱面            e-轴承外圈

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所示的轴承外圈待检测面示意图中，轴承外圈e需要检测的面包括上端面a、外圆柱面d、下端面b、内圆锥面c。

图2(a)、(b)、(c)是本实用新型探头装置工作示意图，其中图2(c)是图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结构进行说明，其包括用于检测轴承外圈的上端面、下端面、内圆锥面以及外圆柱面的上端面探头100、内圆锥面探头200、下端面探头300以及外圆柱面探头400。上端面探头100和内圆锥面探头200通过螺钉16固定为一体，并在外力作用下可整体上下移动以能压紧所述上端面，并同时对所述上端面和内圆锥面进行检测。外圆柱面探头400固定在检测工位处，能与外圆柱面相贴合以进行检测。下端面探头300固定在检测工位处，能与下端面贴合以进行下端面检测。

图3(a)、(b)、(c)是本实用新型上端面探头及内圆锥面探头固定为整体时结构示意图，其中图3(c)是图3(b)的左视图。上端面探头100具有两套，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点焊在上端面电路板正面上，与之固定为一个整体，上端面永磁铁103粘结在上端面电路板背面，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。上端面探头卡块通过螺柱14及弹簧15与上端面探头架构成浮动连接，可适应轴承外圈原地旋转过程中竖直方向颤动。上端面探头耐磨板106包覆上端面磁敏感元件105并与待检测的上端面直接贴合。

内圆锥面探头200包括内圆锥面探头架201、内圆锥面探头卡块202、内圆锥面永磁铁203、内圆锥面电路板204、内圆锥面磁敏感元件205以及内圆锥面探头耐磨板206。所述内圆锥面磁敏感元件205点焊在内圆锥面电路板204一面上，与之成为整体，并内圆锥面电路板204另一面与内圆锥面永磁铁203粘结在一起，每个内圆锥面磁敏感元件205对应一个外包绝缘层的内圆锥面永磁铁203，内圆锥面电路板204与内圆锥面探头卡块202固定。所述内圆锥面探头耐磨板206包覆所述内圆锥面磁敏感元件205。采用螺钉16依次穿过内圆锥面探头耐磨板206、内圆锥面电路板204以与内圆锥面探头卡块202固定在一起。内圆锥面探头卡块202通过双头螺柱14及圆柱螺旋压缩弹簧15与内圆锥面探头架201形成浮动连接，保证内圆锥面探头在弹簧力的作用下可以很好的贴合轴承外圈的内圆锥面，使得内圆锥面磁敏感元件205与轴承外圈之间的提离值最小，检测信号更佳。

本实用新型实施例中，分别以螺钉16穿过上端面探头架101和垫块11以与内圆锥面探头架201两侧固定，可通过更换不同厚度的垫块11，以方便的调整上端面探头100与内圆锥面探头200的相对位置，增强了探头的适用性。内圆锥面探头架201上还安装活塞杆12和容置活塞杆的气缸13，在气缸13和活塞杆12的作用下，内圆锥面探头和上端面探头可移动以压紧所述轴承外圈的上端面。

图4是本实用新型外圆柱面探头结构示意图，所述外圆柱面探头400包括外圆柱面探头架401，外圆柱面永磁铁402、外圆柱面电路板403、外圆柱面磁敏感元件404、外圆柱面耐磨板405、片弹簧406以及片弹簧安装座407。所述外圆柱面磁敏感元件404点焊在外圆柱面电路板403一面上，与之成为整体，并外圆柱面电路板403另一面与外圆柱面永磁铁402粘结在一起，每个外圆柱面磁敏感元件404对应一个外包绝缘层的外圆柱面永磁铁402，外圆柱面电路板403与外圆柱面探头架401固定。外圆柱面耐磨板405包覆外圆柱面磁敏感元件404。采用螺钉16依次穿过外圆柱面耐磨板405和外圆柱面电路板403以与外圆柱面探头架401固定在一起。

所述外圆柱面电路板403固定在所述外圆柱面探头架401上，所述外圆柱面探头架401通过片弹簧406与所述片弹簧安装座407固定，所述片弹簧安装座407固定在检测工位，检测工位在本实用新型实施例即为轴承套圈e原地旋转的位置。并所述外圆柱面耐磨板405包覆所述外圆柱面磁敏感元件404且与所述外圆柱面探头架以螺钉16相固定，用于直接贴合待检测的外圆柱面以进行检测。

图5是本实用新型下端面探头300结构示意图，其包括下端面探头耐磨板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组成。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点焊在下端面探头卡块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，此处的检测工位靠近轴承外圈e原地旋转的位置。检测时，下端面探头300固定不动。

本实用新型中上端面永磁铁、内圆锥面永磁铁、外圆柱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发生短路。

本实用新型中上端面磁敏感元件、内圆锥面磁敏感元件、外圆柱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以进行分析而得出检测结果。

本实用新型探头装置工作时：轴承外圈e在外力的驱动下到达待检工位并原地旋转，同时其外圆柱面抵接外圆柱面探头并与之贴合，同时其下端面贴合在下端面探头。传感器感知到轴承外圈到位之后发出命令，上端面探头及内圆锥面探头在活塞杆的作用下压紧轴承外圈的上端面，外圆柱面探头和下端面探头在检测前已固定在检测工位处，当轴承外圈到达待检工位，以上两探头即与各自检测的面相贴合。此时开启检测。检测完成之后，上端面探头及内圆锥面探头在气缸13的作用下上升离开轴承外圈，方便轴承外圈下料。然后可以更换另一个待检测的轴承外圈，继续检测，以实现连续自动化检测。

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 (5)

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

上端面探头(100)和内圆锥面探头(200)固定为一体，并在外力作用下能整体移动以压紧所述上端面，并同时对所述上端面和内圆锥面进行检测；

外圆柱面探头(400)固定在检测工位，能与所述外圆柱面相贴合以进行检测；

下端面探头(300)固定在检测工位，能与所述下端面贴合以进行下端面检测。

2.如权利要求1所述的一种检测轴承外圈的探头装置，其特征在于，所述外圆柱面探头(400)包括外圆柱面探头架(401)，外圆柱面永磁铁(402)、外圆柱面电路板(403)、外圆柱面磁敏感元件(404)、外圆柱面耐磨板(405)、片弹簧(406)以及片弹簧安装座(407)；所述外圆柱面磁敏感元件(404)和所述外圆柱面永磁铁(402)分别固定在所述外圆柱面电路板(403)两侧面，所述外圆柱面电路板(403)固定在所述外圆柱面探头架(401)上，所述外圆柱面探头架通过片弹簧(406)与所述片弹簧安装座(407)固定，所述片弹簧安装座(407)固定在检测工位，所述外圆柱面耐磨板(405)包覆所述外圆柱面磁敏感元件(404)且与所述外圆柱面探头架(401)相固定，用于直接贴合待检测的外圆柱面。

3.如权利要求1或2所述的一种检测轴承外圈的探头装置，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(14)和螺柱(15)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。

4.如权利要求1所述的一种检测轴承外圈的探头装置，其特征在于，内圆锥面探头(200)包括内圆锥面探头架(201)、内圆锥面探头卡块(202)、内圆锥面永磁铁(203)、内圆锥面电路板(204)、内圆锥面磁敏感元件(205)以及内圆锥面探头耐磨板(206)；所述内圆锥面磁敏感元件(205)与内圆锥面电路板(204)固定为整体，该整体通过所述内圆锥面永磁铁(203)与内圆锥面探头卡块(202)固定，所述内圆锥面探头卡块(202)通过螺柱(15)和弹簧(14)与内圆锥面探头架(201)形成浮动连接，所述内圆锥面探头耐磨板(206)包覆所述内圆锥面磁敏感元件(205)并与待检测的内圆锥面直接贴合以进行检测。

5.如权利要求1所述的一种检测轴承外圈的探头装置，其特征在于，所述上端面探头(100)具有二套，通过螺钉穿过所述上端面探头架(101)和垫块(11)以分别与所述内圆锥面探头架(201)两侧固定；

所述内圆锥面探头架(201)上还安装有活塞杆(12)和容置活塞杆的气缸(13)，其能在气缸和活塞杆的作用下移动以压紧所述轴承外圈的上端面。