軸承圈套超聲波檢測缺陷定位修正方法的研究

蘭葉深 劉文軍 王宇星

摘要：軸承圈套缺陷的位置與缺陷的類型息息相關，超聲檢測儀器的定位系統是基于檢測工件是平面工件設計的，對軸承圈套進行超聲波缺陷檢測時，檢測儀器無法顯示缺陷的準確位置信息，針對這一不足，本文提出一種基于Matlab的缺陷定位方法對超聲檢測儀器的位置參數進行修正，在檢測過程中發現缺陷后只需修改Matlab程序中的工件內徑、厚度、探頭的斜率和缺陷的顯示深度四個參數，便可快速、準確的計算出缺陷的位置信息，提高了軸承缺陷檢測的工作效率。

關鍵詞：軸承圈套；超聲檢測；缺陷定位；數值修正

引言

超聲波缺陷檢測式當前軸承缺陷檢測中應用最為廣泛的方法之一[1]，對軸承圈套缺陷的超聲波檢測時通過檢測獲取的相應的參數，然后將參數對照相關質量驗收標準，對此圈套進行是否合格的判定。目前超聲波缺陷檢測的定位系統是根據待測工件平面所設計的，當采用斜探頭檢測時，波束軸線在待檢測面發生折射，工件中的缺陷位置就由探頭的折射角和聲程來確定。這種定位方法操作簡單，但是只適合用于檢測平面，當被檢測工件為曲面時，缺陷所在位置難以確定。在軸承再制造的過程中，往往因為缺陷超標需要返修，根據超聲波儀器上所示的缺陷位置，返修的部位會由于定位不準，造成材料的浪費并且影響生產效率，因此，對軸承圈套超聲檢測過程中發現疑似缺陷進行定位修正是必要的。

本文提出了一種采用Matlab軸承圈套超聲檢測缺陷定位方法，為便于檢測人員對軸承圈套中缺陷的快速定位，根據給出的缺陷定位程序，在進行軸承圈套工件檢測過程中，如果發現缺陷，只需要修改其中的四個參數即可快速、準確地計算出缺陷的位置信息，計算簡單快捷。

1 軸承圈套超聲波缺陷檢測定位原理

2 圈套周向檢測缺陷定位修正程序

通過Matlab編輯程序，在缺陷定位檢測過程中改變參數，來計算缺陷的所在位置，這樣缺陷檢測的效率也會大幅度的提高，因此，提出一種基于Matlab的軸承圈套缺陷定位修正方法。

2.1基于Matlab的缺陷定位修正

待檢測軸承為JPB-SKF深溝球軸承圈套，其中尺寸為檢測的殼體規格為100mmx48mm（內徑2rX厚度t），采用K1超聲波斜探頭從軸承圈套做周向超聲波檢測時發現一處缺陷，從示波器上發現缺陷深度d為12mm、水平距離s為20mm，利用Matlab軟件我們可知缺陷實際深度H和距離探頭入射點的弧長計算流程見圖3。

將圖2對應的程序輸入到Matlab軟件的命令窗口可得出缺陷的深度H為15mm、距離探頭入射點的弧長為20mm。

在實際檢測過程中，使用超聲波斜探頭斜率為1.5，檢測面為軸承圈套外表面，根據示波器采取的深度，其對應經Matlab修正深度和修正距離見1從表中可以看出，采集深度≤11mm時，修正深度值與采集數值相同。但是，隨著缺陷位置深度的增加，缺陷的實際位置與缺陷的顯示位置的差距逐漸增大，這是因為和缺陷的類型相關，例如熱影響區不會出現鍛造、未熔合等缺陷，因此定位不準確不利于對缺陷類型的輔助判斷。若軸承圈套需要返修，按照示波器采集的位置找不到缺陷，或者缺陷的返修范圍由于人為因素被擴大，浪費大量的人力物力和材料，因此對深度較深的缺陷進行位置修正是必要的。

3 缺陷定位結果分析

4 結論

基于超聲波的軸承缺陷檢測在對圈套周向檢測過程中，無法實現缺陷的準確定位，因此，提出一種基于Matlab的軸承圈套周向超聲檢測缺陷定位修正方法，在缺陷檢測過程中只需修改程序中的軸承圈套內徑、厚度、探頭的斜率和缺陷深度四個參數，便能準確快速計算得出圈套缺陷所在位置的深度和距離探頭入射點的弧長。

參考文獻：

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基金項目：

衢州市計劃項目（2016Y017）；浙江省教育廳科研項目資助（Y201839810）.

作者簡介：

蘭葉深（1989-），男，浙江衢州人，講師，碩士，主要從事軸承缺陷檢測與修復的科研和教學工作。