钢球缺陷超声自动无损检测方法与系统
发布时间：2020-12-17 00:37
钢球是轴承部件的关键零件之一,它的质量对轴承的精密程度、传动性能以及使用寿命具有重要影响。在生产过程中,钢球会出现点子、凹坑、缩孔以及划痕等缺陷,形成质量和安全隐患,为此,出厂前对钢球进行100%的探伤十分必要。超声以其良好的方向性和较强的穿透能力被广泛应用于工件的表面及内部缺陷的检测,开发钢球自动化超声检测系统具有较好的应用前景。通过声束的几何分析理论、结合有限元仿真对超声波进入钢球内部的传播特性开展了研究,提出了基于超声点聚焦探头纵波直入射的钢球内部缺陷检测方法;从仿真和实验两方面进行了钢球上人工平底孔检测的可行性分析,得到了改善缺陷回波信号信噪比的合理参数。其次,采用基于点聚焦探头偏心直入射实现超声横波检测钢球表面缺陷,推导出探头声源轴线与钢球球心之间偏心距的表达公式,实验论证了钢球表面不同类型缺陷探伤的可行性。为了实现钢球自动化超声检测,深入研究了钢球表面螺旋全展开的运动学问题,建立了钢球表面螺旋全展开的数学模型,求解出全展开运动的轨迹线方程,分析了影响轨迹线间隔疏密的因素,设计并实现了全展开的机械结构和控制系统,开发出一套基于钢球表面螺旋运动全展开的超声自动无损检测系统,测试...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
近五年国内轴承行业发展状况
轴承部件 国内（套） 国外（套）内圈 22（50%） 12（71%）外圈 3（7%） 4（23%）钢球 17（39%） 0保持架 2（4%） 1（6%）失效轴承 44 17实验轴承 77 73生产制造的过程中，由于加工原材料的质量等级、生产设备的精密程度以及工技术水准等多种因素会在钢球内部或者表面造成细小的或区域的材料缺损，如、点子、群点以及裂纹等，这些都被称为钢球的质量缺陷[5]。皮下气孔是指在下的空洞，它是由于加工原料中的缩孔、气孔等没有被压合而造成缺陷残留；球表面的小孔被称为点子，底端呈暗黑色，且形貌不规整；群点是指集合在一缺陷，当中最大的那个点子应当比同级别的点子缺陷小；裂纹是由于脱碳和热的钢球外部或内部开裂。缺陷示意图如图 1.2 所示。
外研究现状检测技术探伤的领域内，通常将由超声换能器激励发射超声波进行主动式探伤无损检测技术，而声发射技术是指通过给被检测物体加载负荷后自发动式探伤。超声波在物体内部传播遇到不连续（如缺陷）性时会发生，通过对这些物理性质变化的识别可以判断被检测物体的质量好坏。式可将超声检测法分成反射法与透射法（如图 1.3 所示）：通过接收波，并根据声波能量大小进行缺陷评定或测量的方法称为透射法；脉声波发射至声速不同的两种介质的交界面上产生反射、折射的方式实波信号的幅值以及声程来评估缺陷大小和相对状态，是目前应用最广[6]。超声检测的主要优点有：灵敏度较高，能够探出微小的缺陷；可缺陷；穿透力强，较厚的工件也都可以检测；适用性强，检测效率高不损害人体健康等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]轴承钢球的失效分析[J]. 梁华,刘传铭,王浩. 金属加工(热加工). 2015(11)
[2]轴承用陶瓷球荧光渗透检测[J]. 陈翠丽. 无损检测. 2014(11)
[3]基于光纤传感器检测的球面反射特性[J]. 王成林,李国平,艾长胜,马玉真. 济南大学学报(自然科学版). 2014(04)
[4]大尺寸钢球表面缺陷的检测[J]. 马玉真,李国平. 传感器与微系统. 2012(08)
[5]一种基于预多频涡流检测技术的钢球硬度分选系统[J]. 楼敏珠,张云柯,程英丽,朱义昌. 理化检验(物理分册). 2009(12)
[6]钢球对轴承性能的影响[J]. 苗璞,郑多,王宇石. 哈尔滨轴承. 2008(02)
[7]基于UG的钢球子午线展开轮参数化设计[J]. 赵彦玲,王洪运,朱宪臣,裴峒,顾玉武,向敬忠. 哈尔滨理工大学学报. 2007(03)
[8]小波变换在钢球表面裂纹电涡流检测中的应用[J]. 赵大兴,彭章明,丁建军. 中国测试技术. 2006(04)
[9]虚拟仪器的钢球表面裂纹涡流检测系统[J]. 吴斌方,李帆,丁建军. 中国水运(理论版). 2006(06)
[10]轴承球缺陷的超声波检测方法[J]. 徐淑琼,蒋沂萍. 机械制造与自动化. 2005(05)
博士论文
[1]钢球表面缺陷检测关键技术研究及样机研制[D]. 王义文.哈尔滨理工大学 2010
[2]基于运动视觉技术的钢球表面缺陷检测[D]. 王鹏.哈尔滨理工大学 2008
[3]基于图像技术的钢球表面缺陷分析与识别[D]. 赵彦玲.哈尔滨理工大学 2008
[4]基于VI的钢球表面裂纹电涡流检测方法研究[D]. 丁建军.武汉理工大学 2007
[5]钢球表面质量自动评价体系建立及其应用的研究[D]. 潘洪平.哈尔滨工业大学 2000
硕士论文
[1]钢球展开机构关键零件的参数化设计和实验研究[D]. 云子艳.哈尔滨理工大学 2015
[2]钢球表面缺陷的多光纤检测方法研究[D]. 王成林.济南大学 2014
[3]基于光纤传感技术的钢球表面缺陷检测研究[D]. 张永奎.济南大学 2011
[4]轴承钢球质量在线检测与分选控制[D]. 于润祥.济南大学 2010
[5]钢球检测机构运动仿真与表面缺陷检测算法设计[D]. 蔺勇智.哈尔滨理工大学 2010
[6]钢球表面缺陷检测仪控制系统的研究[D]. 刘立明.哈尔滨理工大学 2009
[7]钢球表面缺陷自动检测系统[D]. 刘德利.哈尔滨理工大学 2008
[8]钢球表面缺陷检测仪的嵌入式控制系统[D]. 刘军.哈尔滨理工大学 2007
本文编号：2921085
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
近五年国内轴承行业发展状况
轴承部件 国内（套） 国外（套）内圈 22（50%） 12（71%）外圈 3（7%） 4（23%）钢球 17（39%） 0保持架 2（4%） 1（6%）失效轴承 44 17实验轴承 77 73生产制造的过程中，由于加工原材料的质量等级、生产设备的精密程度以及工技术水准等多种因素会在钢球内部或者表面造成细小的或区域的材料缺损，如、点子、群点以及裂纹等，这些都被称为钢球的质量缺陷[5]。皮下气孔是指在下的空洞，它是由于加工原料中的缩孔、气孔等没有被压合而造成缺陷残留；球表面的小孔被称为点子，底端呈暗黑色，且形貌不规整；群点是指集合在一缺陷，当中最大的那个点子应当比同级别的点子缺陷小；裂纹是由于脱碳和热的钢球外部或内部开裂。缺陷示意图如图 1.2 所示。
外研究现状检测技术探伤的领域内，通常将由超声换能器激励发射超声波进行主动式探伤无损检测技术，而声发射技术是指通过给被检测物体加载负荷后自发动式探伤。超声波在物体内部传播遇到不连续（如缺陷）性时会发生，通过对这些物理性质变化的识别可以判断被检测物体的质量好坏。式可将超声检测法分成反射法与透射法（如图 1.3 所示）：通过接收波，并根据声波能量大小进行缺陷评定或测量的方法称为透射法；脉声波发射至声速不同的两种介质的交界面上产生反射、折射的方式实波信号的幅值以及声程来评估缺陷大小和相对状态，是目前应用最广[6]。超声检测的主要优点有：灵敏度较高，能够探出微小的缺陷；可缺陷；穿透力强，较厚的工件也都可以检测；适用性强，检测效率高不损害人体健康等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]轴承钢球的失效分析[J]. 梁华,刘传铭,王浩. 金属加工(热加工). 2015(11)
[2]轴承用陶瓷球荧光渗透检测[J]. 陈翠丽. 无损检测. 2014(11)
[3]基于光纤传感器检测的球面反射特性[J]. 王成林,李国平,艾长胜,马玉真. 济南大学学报(自然科学版). 2014(04)
[4]大尺寸钢球表面缺陷的检测[J]. 马玉真,李国平. 传感器与微系统. 2012(08)
[5]一种基于预多频涡流检测技术的钢球硬度分选系统[J]. 楼敏珠,张云柯,程英丽,朱义昌. 理化检验(物理分册). 2009(12)
[6]钢球对轴承性能的影响[J]. 苗璞,郑多,王宇石. 哈尔滨轴承. 2008(02)
[7]基于UG的钢球子午线展开轮参数化设计[J]. 赵彦玲,王洪运,朱宪臣,裴峒,顾玉武,向敬忠. 哈尔滨理工大学学报. 2007(03)
[8]小波变换在钢球表面裂纹电涡流检测中的应用[J]. 赵大兴,彭章明,丁建军. 中国测试技术. 2006(04)
[9]虚拟仪器的钢球表面裂纹涡流检测系统[J]. 吴斌方,李帆,丁建军. 中国水运(理论版). 2006(06)
[10]轴承球缺陷的超声波检测方法[J]. 徐淑琼,蒋沂萍. 机械制造与自动化. 2005(05)
博士论文
[1]钢球表面缺陷检测关键技术研究及样机研制[D]. 王义文.哈尔滨理工大学 2010
[2]基于运动视觉技术的钢球表面缺陷检测[D]. 王鹏.哈尔滨理工大学 2008
[3]基于图像技术的钢球表面缺陷分析与识别[D]. 赵彦玲.哈尔滨理工大学 2008
[4]基于VI的钢球表面裂纹电涡流检测方法研究[D]. 丁建军.武汉理工大学 2007
[5]钢球表面质量自动评价体系建立及其应用的研究[D]. 潘洪平.哈尔滨工业大学 2000
硕士论文
[1]钢球展开机构关键零件的参数化设计和实验研究[D]. 云子艳.哈尔滨理工大学 2015
[2]钢球表面缺陷的多光纤检测方法研究[D]. 王成林.济南大学 2014
[3]基于光纤传感技术的钢球表面缺陷检测研究[D]. 张永奎.济南大学 2011
[4]轴承钢球质量在线检测与分选控制[D]. 于润祥.济南大学 2010
[5]钢球检测机构运动仿真与表面缺陷检测算法设计[D]. 蔺勇智.哈尔滨理工大学 2010
[6]钢球表面缺陷检测仪控制系统的研究[D]. 刘立明.哈尔滨理工大学 2009
[7]钢球表面缺陷自动检测系统[D]. 刘德利.哈尔滨理工大学 2008
[8]钢球表面缺陷检测仪的嵌入式控制系统[D]. 刘军.哈尔滨理工大学 2007
本文编号：2921085
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