[发明专利]基于流体驱动的轴承球转动及表面缺陷检测装置及方法

说明书

基于流体驱动的轴承球转动及表面缺陷检测装置及方法，它涉及一种检测装置及方法，具体涉及一种基于流体驱动的轴承球转动及表面缺陷检测装置及方法。本发明为了解决现有轴承表面检测装置及方法效率低、表面误检率高、检测成本高的问题。本发明的托盘通过锁紧螺母与定位套筒的上端连接，定位套筒的下端与支座的上表面连接，支座的下表面通过转盘轴承安装在手动二维平移台上，托盘的中部开有孔径由上至下渐缩的锥形孔，被检测轴承球设置在锥形孔上，喷管的上端与锥形孔连通，喷管的下端依次穿过支座、手动二维平移台与所述供水系统连接，所述观测系统设置在被检测轴承球的上方。本发明属于机械领域。

技术领域

本发明涉及一种检测装置及方法，具体涉及一种基于流体驱动的轴承球转动及表面缺陷检测装置及方法，属于机械领域。

背景技术

轴承是机械运动系统中的关键基础零部件，对运转精度、可靠性、使用寿命等机械性能有着重要影响。在轴承制造和使用方面，球轴承占据最大比例，是应用最多的轴承类型。球轴承的核心零件是滚动体——轴承球，其与套圈滚道的接触性能决定了轴承疲劳寿命。而在球与滚道的接触过程中，球表面质量直接影响其接触性能，继而影响轴承的使用寿命，如轴承精度、载荷、寿命、可靠性等使用性能。为此轴承表面质量检测是轴承生产和检测过程中非常重要的关键工艺。

通常钢球厂对轴承表面质量检测采用抽检方法，主要利用人工检测，检验员在光学显微镜下手动转动轴承球进行人眼检测，严重依赖检测人员的经验和耐心，同时球面不能实现完全检测，该方法效率低、工作强度大、表面误检率高。

为了提高效率、降低误检率、摆脱人工操作等目的，目前国内外已经开发出了基于机器视觉的球面检测系统，利用球面展开机构把球面展开，辅助计算机图像检测装置实现球面质量检测，但均未得到广泛应用。究其原因在于，轴承球面展开和检测系统还存在如下问题，限制了其大规模广泛应用：一、球面展开机构复杂，价格昂贵，不便于设计、制造、检验和维护；二、球面展开驱动原理主要是依靠展开轮对轴承球的摩擦驱动，而在检测过程中驱动摩擦力对展开件造成磨损，使展开件成为了易损件，需要定期更换，检测成本高；三、轴承球与展开件之间的摩擦磨损使得展开件趋于光滑，导致摩擦力减小和展开故障，无法有效地完成球面展开；四、清洗液常常会在轴承球上形成残留污渍，计算机图像检测装置无法区分污渍和表面缺陷，将污渍视为表面缺陷，导致了误检。基于以上所述，公开号位CN1033990603A、公开日为2014年8月20日的发明专利公开了一种球体表面质量检测装置，但该文献中没有披露如何避免清洗残留污渍对检测结果的影响。

发明内容

本发明为解决现有轴承表面检测时，清洗残留污渍对检测结果产生影响的问题，进而提出一种基于流体驱动的轴承球转动及表面缺陷检测装置及方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明所述装置包括观测系统、托盘、锁紧螺母、喷管、定位套筒、支座、转盘轴承、手动二维平移台和供水系统，托盘、定位套筒、支座、手动二维平台由上至下依次设置在所述供水系统上，托盘通过锁紧螺母与定位套筒的上端连接，定位套筒的下端与支座的上表面连接，支座的下表面通过转盘轴承安装在手动二维平移台上，托盘的中部开有孔径由上至下渐缩的锥形孔，被检测轴承球设置在锥形孔上，喷管的上端与锥形孔连通，喷管的下端依次穿过支座、手动二维平移台与所述供水系统连接，所述观测系统设置在被检测轴承球的上方。

本发明所述方法的具体步骤如下：

步骤一、被检测轴承球的旋转运动：水泵将液体从水箱中抽取出来，经过调节阀、出水管进入喷水管中，经喷水管上端的喷口喷出，喷水管的喷口向一侧倾斜40°～45°，当流体经托盘中部的锥形孔内喷出时，液体驱动被检测轴承球悬浮并做旋转运动；

步骤二、光学显微镜的聚焦与摆动：光学显微镜通过光学显微镜摆臂聚焦被检测轴承球的表面，旋转台带动光学显微镜围绕被检测轴承球进行0°～180°度摆动，结合被检测轴承球的转动，两者协调运动完成了球面螺旋展开。