凸轮轴磨削曲面微细裂纹漏磁检测方法与系统

发布时间：2020-03-31 01:19

【摘要】：凸轮轴作为发动机的重要零件之一,其质量、安全和寿命对发动机的性能和可靠性有至关重要的影响。凸轮轴工作时承受交变载荷,接触应力很大,相对滑动速度高,故凸轮轴磨削时热应力产生的微细裂纹会大大缩减凸轮轴的使用性能和寿命,实施凸轮轴的无损检测具有重要价值。本文以目前使用较为普遍的中空凸轮轴作为重点研究对象,提出适用于凸轮轴微细裂纹探伤的漏磁检测方法。运用ANSYS有限元等方法对凸轮轴微细裂纹漏磁场特征进行分析,探究了裂纹尺寸、提离值对检测的影响,结合凸轮变曲率特点,选取磁头作为本系统的磁敏感元件;选取适用于中空凸轮轴的周向磁化方法,设计U型磁轭周向磁化装置,并通过有限元仿真优化磁化参数;考虑凸轮厚度、曲率及表面法向的变化特点,设计三自由度漏磁探头跟踪机构,驱动探头实现对凸轮表面的有效扫查;在分析裂纹漏磁信号和跟踪异常信号频率成分差异的基础上,通过软件Multisim优化信号处理电路,有效抑制跟踪过程中的异常信号,保证检测信号的信噪比。结合前述分析结果和工程化需求,提出凸轮轴原地旋转,探头贴合的检测方式,设计适用于多规格的凸轮轴漏磁检测系统,制定高速自动化检测工艺。测试证明,本凸轮轴漏磁检测系统可以稳定高效完成凸轮轴的自动化无损探伤,拓展了漏磁法在汽车零部件领域的无损检测应用。
【图文】：

示意图,原理,凸轮轴,示意图

5-16]。法是在磁粉检测法基础上发展而来的，将工件表面的磁，通过对应的图像算法处理，实现零件缺陷的自动化辨决磁粉检测法人工目测识别缺陷的弊端，但是图像采集间，难以实现高速检测，另外图像的采集对光照条件要成本比较高。凸轮轴加工制造过程中的探伤需求和目前凸轮轴检测设磁原理的凸轮轴磨削曲面微细裂纹检测方法，并开发兼检测设备，实现凸轮轴的高精度自动化探伤。研究现状轴的探伤方法主要有磁粉法、涡流法和机器视觉法。及其在凸轮轴检测中的应用

原理图,磁粉探伤机,凸轮轴,实物

华中科技大学硕士学位论文铁磁性工件被磁化饱和后，缺陷附近区域磁导率变化导致磁力线发生折射，磁力线泄漏到外部空气中，磁粉在磁力线的作用下发生明显堆积效应，在合适照条件下，磁痕通过目视很容易辨识，堆积的磁痕一般是缺陷尺寸的几倍至几[15]，不仅可以直观显示缺陷的位置，，还可以直观显示缺陷的大小和形貌特征，法简易原理图如图 1-1 所示。王娟和牛学强等人采用湿法磁粉法对机车凸轮轴实现更高灵敏度的探伤，可别凸轮表面更加微小的裂纹等缺陷，克服了干法磁粉探伤的许多缺点[18]。通过调查国内市场发现，目前常用凸轮轴磁粉探伤机主要为半自动方式，如旭日电力机械有限公司的 CDG-4000 型磁粉探伤机、昆山苏磁无损检测设备制限公司的CDG-6000型磁粉探伤机和射阳县锦达探伤机厂的CDG-4000型凸轮粉探伤机等。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK403

【参考文献】