摘要：為保證鋼球表面缺陷檢測的可靠性，研制出了鋼球渦流探傷儀，實現了鋼球表面缺陷檢測的半自動化。

　　關鍵詞：鋼球：表面缺陷：渦流探傷

1 前言 采用自動檢測設備檢測鋼球表面質量，無論在國際上還是在國內，歷來都是比較難以解決的技術問題。目前，在我國軸承行業基本上都采用人工外觀法，即在日光燈下用肉眼或借助于低倍放大鏡來檢查鋼球的表面質量。由于人的眼睛在燈光下長時間觀察光度很高的球面極易產生疲勞，用手工推擋法也無法保證球面的全面展開，加之人的視覺只對缺陷的寬度敏感，故對又細又深的裂紋、折疊等缺陷難以發現，極易漏檢。近年來，隨著電子技術 無損探傷技術和計算機技術的發展，鋼球的渦流探傷技術也取得了很大的進展。在參考國外同類設備的基礎上，研制出了一種新型的鋼球表面缺陷渦流探傷儀。

2 渦流探傷儀的工作原理和結構2．1 檢測方法與原理 鋼球處在交變磁場中時，由于電磁感應，在鋼球中將產生渦電流。同時，鋼球中產生的渦電流又感應產生渦流磁場，該渦流磁場與原外部交變磁場方向相反，并阻礙原磁場的變化。鋼球的導磁率、硬度、表面缺陷及殘余應力等都將影響渦電流的大小和方向。用探頭來感應接收鋼球中渦電流的變化，探頭接收到的信號通過各功能電路處理后，送到中央處理計算機處理，計算機根據處理結果發送指令給PLC控制器，由該控制器控制執行機構完成缺陷鋼球的分選，實現鋼球表面缺陷的自動檢測比如像軸承鋼球。2_2 渦流探傷儀的結構 鋼球表面缺陷渦流探傷儀為機電一體化系統，由機械和電器兩部分構成。機械部分完成鋼球的旋轉展開和缺陷鋼球的自動分選，電器部分完成整機自動運行的控制和檢測信號的處理。鋼球表面的展開是實現鋼球無損檢測的關鍵技術，參考國外的技術，自行開發出結構簡單、應用性強、成本低、壽命長的全部國產化的展開裝置，采用定點式鈦鉻合金展開輪，為鋼球的渦流檢測提供了方便。該展開機構是以子午線展開、機械掃描方式進行工作的。鋼球被夾持在驅動輪、展開輪和支撐輪之間，驅動輪帶動被檢測鋼球，并通過被檢測鋼球帶動展開輪和支撐輪一起做高速旋轉，在展開輪的作用下，使被檢測鋼球和固定檢測探頭之間形成一種空間螺旋線加子午線的復合旋轉運動，使鋼球表面被完全展開。固定的檢測探頭在被檢測的鋼球表面留下的檢測軌跡是一系列近似的子午線，覆蓋了整個被檢測的鋼球表面。　　鋼球在一個檢測周期中以規定的角速度旋轉，若表面出現缺陷，則檢測探頭將產生缺陷電子信號，信號經電子線路部分處理后驅動執行機構，打開分選門，使缺陷鋼球落入廢品盒中，完成一次檢測。電器部分主要由渦流探測電路、振蕩器、采樣脈沖發生器、x—Y分解器、信號濾波整形電路、中央處理計算機和PLC控制器組成。渦流探測電路中的探頭采用雙線圈差動式結構，當探頭垂直接近被測鋼球表面時，如果鋼球表面出現裂紋等缺陷時，探頭阻抗便發生變化，使差動輸出發生變化，于是產生缺陷信號。缺陷信號經外圍各部分電路處理后送人中央處理計算機，經中央處理計算機處理后發出指令給PLC控制器控制執行機構完成缺陷鋼球的自動分選。　　渦流探頭是整機的重要環節，它的優劣影響著整機的性能和檢測效果。采用“自比差動式探頭”，通用性好，靈敏度高，抗干擾性能強。現代渦流技術對濾波有更高的要求，采用快速數字濾波和電子自動平衡技術，進一步提高了信噪比。對缺陷信號采用非等幅相位幅度報警技術，配上光電裝置，提高了廢品門的響應速度。整機系統采用計算機控制，由顯示屏顯示阻抗圖及調節用的虛擬儀器面板，控制參數由數字來設置，鍵盤操作，簡便直觀。

3 檢測效果及存在的問題 檢測效果：經過2年的實際在線檢測驗證，該系統可檢出大于0．03mm(深)的鋼球加工及材料缺陷，對裂紋、折疊、燒傷及針孔等鋼球加工及材料缺陷具有較高的分選能力，漏檢率小于0．05％，冤檢率小于0．03％，可以取代熱酸洗工序，避免由該道工序引起的影響軸承壽命的各種弊病。　　存在問題：在實際檢測中，對被檢鋼球的表面清潔度有一定的要求，被檢鋼球表面必須無油污，相對清潔。操作人員在檢測過程中，要使系統接觸球的所有部位保持清潔，這樣才能保證檢測的流暢、準確。