课题的研究是利用涡流技术对钢球表面进行100%在线检测, 用机械法使钢球的每一点都能被传感器检测到, 无盲区, 做到全方位检测。目的是检测钢球表面。由于原材料及加工过程中产生裂纹、折叠、烧伤、脱碳、软点及针孔等缺陷, 必须对钢球表面进行检测, 从而确保了钢球的可靠性, 提高了钢球的品质。钢球的表面质量检测, 目前我国轴承行业基本采用外观法, 即在日光灯下用眼睛(或借助于低倍放大镜) 观查。人的眼睛在灯光下观察极易疲劳, 操作者用手工推挡法也无法保证钢球的全面展开, 极易漏检。近些年, 随着无损探伤技术、电子技术和计算机的发展, 钢球的涡流技术在国内外也有了很大的进展。我公司最早使用涡流、终端等技术, 解决了生产中的许多难题。

1 工作原理钢球表面缺陷涡流无损检测为机电一体化系统, 可分为机械部分、电气部分。1.1 检测方法与原理处于交变磁场中的导体, 由于高频交变磁场中的电磁感应, 在导体中感应出涡电流。根据楞次定律, 涡流又感应产生涡流磁场, 此涡流磁场方向相反, 并抵制原磁场的变化。然而导体的几何尺寸、与磁场的相对位置、导体的导电率、导磁率、硬度、缺陷及残余应力等都将影响涡电流的大小和方向。固定其它影响因素, 如几何尺寸、探头和导体的相对位置等, 采用同种状态钢球, 来突出缺陷因素的影响, 用一只探头将其影响涡流变化的因素接收, 并用电子线路处理, 来带动分选机构, 达到无损检测的目的。1.2 机械部分钢球的展开是一个难题, 它长期限制着钢球无损检测的开展。根据国外的技术现状, 自行开发出结构简单、应用性强、成本低、寿命长、全部国产化的展开装置, 定点式展开轮为钢球的涡流检测提供了方便。1.3 电部分探头是钢球无损检测的一个重要部件。涡流探头采用差动式结构, 在两根直径为Ф1mm 的半圆磁芯上绕以相同匝数的线圈, 方向相反, 作为测量线圈, 即次级, 而后将两半圆磁芯合并, 在其外绕以初级激励线圈。实际检测中, 当探头垂直接近被测钢球表面时, 如果钢球表面完好, 测量线圈中感应信号大小相等, 方向相反, 信号叠加后, 差动信号为最小, 阻抗平衡。当探头接近钢球部位出现裂纹时, 即改变了探头的自身平衡, 阻抗也随之变化, 使差动输出发生变化, 产生缺陷信号。缺陷信号经电气部分处理, 使之与合格球区分开。

2 项目运行情况及要求钢球无损检测系统由人工上料至供料箱, 经传输通道至检测区(展开轮部位), 此项的节拍由机电自动控制。经检测区检测后, 合格球与不合格球自动分选, 实现半自动检测。该项目在实际检测中, 对被检钢球表面清洁度有一定要求, 要求被检钢球表面无油污, 相对清洁。操作人员在检测过程中, 要使系统接触球的所有部位保持清洁, 这样才能保证检测的流畅准确。

3 结论已经将钢球的涡流技术用于指导生产。如圆柱滚子涡流在线检测, 轴承零件、套圈、滚动体、硬度在线检测等。这些涡流技术的应用解决了生产中的许多难题, 为提高轴承的可靠性起到了积极的作用。

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