推力垫片裂纹听音在线检测方法与系统

发布时间：2020-05-11 22:25

【摘要】：推力滚针轴承广泛用于轴承轴向承载的机构中,推力垫片是推力滚针轴承的关键组件之一。推力垫片工作时承受交变载荷,在制造过程中产生的裂纹会突然引发部件的迅速断裂,造成重大的危害,故必须对推力垫片的裂纹进行检测。目前,工厂主要采用人眼检查,或摔打后人耳听音的方法来检测裂纹。人工检查劳动强度大、效率较低、可靠性差。为了提高检测速度和准确率,实现垫片裂纹的智能诊断和自动化在线检测,本文对垫片裂纹听音在线检测技术展开了研究。本文提出了一种利用推力垫片的固有频率检测其裂纹缺陷的方法。固有频率是推力垫片结构的一种固有属性。有裂纹和无裂纹的垫片,其固有频率不同,利用冲击将其固有频率激励出来,通过对比其固有频率来检测裂纹。首先,建立了推力垫片的振动模型,并结合ANSYS有限元法,分析了裂纹对垫片固有频率的影响。从而证明了利用固有频率来检测垫片裂纹的方法的可行性,同时为该方法的具体实现提供了研究方向。其次,设计了一种可以适用于多种型号垫片的激励装置,并优化了撞击实验参数;设计了一种全封闭式隔音箱,用于减少噪声对测量信号的干扰;然后,提出了一种基于良品学习的垫片裂纹故障信号识别算法。首先,计算出30个无裂纹垫片的功率谱包络线。通过归一化功率谱峰值,引入无量纲参数峰值指标,给定合适的阈值,求出无裂纹垫片的所有主频率带、有效峰值个数等特征参数。最后,经过大量的实验测试,确定合适的检测阈值。最后,完成了推力垫片裂纹听音在线检测系统的设计开发。测试结果表明,隔音箱的隔声量约为30.2dB,可以保证检测结果不受周围环境噪声的干扰,检测系统的错判率为0,误判率约为4%,均满足设计要求。该检测系统有效地解决了目前人工检查法效率低、可靠性差的问题。
【图文】：

图 1.1 推力垫片力垫片在冲压成形和热处理过程中，在各种应力的作用下，不可避裂纹，随着工作时承受交变载荷，其产生的裂纹会不断地扩展进而，造成的危害极大。为此，及时检测推力垫片的裂纹有着非常重要工厂检测推力垫片的裂纹主要通过人眼看和人耳听的方法，人工检的方法有以下不足之处：求质检人员具备一定的检测经验，即需要投入较大成本来培训员工本；工检测过程中，质检人员需要集中注意力快速地检测工件，如此较会使质检人员产生较重的疲劳感，从而不能有效地保证检测准确率；有统一的检测标准，质检员的主观因素对垫片好坏的判定的影响较测结果可靠性较差。

图 1.2 磁粉检测原理示意图法利用的是电磁感应原理。如图 1.3 所示，，当通有交变在线圈产生的交变磁场作用下，工件内会感应出涡流会反作用于线圈的磁场，使得线圈阻抗和线圈中的电陷，则这种变化几乎是恒定不变的；而当工件表面或就会产生畸变，使得原来的平衡状态被打破，通过监出裂纹。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TG806;TH133.33;TN912.3

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