【摘 要】
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轴承滚子是轴承中最薄弱的零件,承受了运转时的主要负荷,其表面质量直接影响轴承在复杂工况下的工作性能及寿命。在轴承滚子生产过程中,可能产生微裂纹、划痕等缺陷,对轴承造成严重损害,因此有必要对轴承滚子进行100%缺陷检测。本文以我国使用广泛的GCr15高碳铬轴承滚子为研究对象,根据表面裂纹的不同走向,选择轴向及周向两种磁化方式,提出了基于复合磁化的轴承滚子表面微细裂纹漏磁检测方法。运用COMSOL有限
【基金项目】
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2018年国家重点研发计划新能源汽车重点专项:“一体化油冷增程器总成开发及整车集成应用（2018YFB0106000）”；
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轴承滚子是轴承中最薄弱的零件,承受了运转时的主要负荷,其表面质量直接影响轴承在复杂工况下的工作性能及寿命。在轴承滚子生产过程中,可能产生微裂纹、划痕等缺陷,对轴承造成严重损害,因此有必要对轴承滚子进行100%缺陷检测。本文以我国使用广泛的GCr15高碳铬轴承滚子为研究对象,根据表面裂纹的不同走向,选择轴向及周向两种磁化方式,提出了基于复合磁化的轴承滚子表面微细裂纹漏磁检测方法。运用COMSOL有限元软件对磁化器进行了参数分析,并对两种磁化下轴承滚子表面微细裂纹的漏磁场特性进行仿真分析,分别研究了磁化参数、裂纹尺寸、检测提离等因素对检测信号的影响。根据仿真结果综合分析对比目前常用的各类磁传感器,选用了隧道磁电阻传感器（TMR）。由于TMR在强背景磁场下容易超量程饱和,提出了一种测点区域近零磁场调控的TMR测磁方法。首先设计了永磁体回路近零磁场偏置的TMR探头,实验对比了偏置前后的检测信号特征;进一步地,设计了线圈电磁磁化的偏置检测探头,建立了测点区域自适应近零磁场环境,通过实验对比分析了探头偏置前后检测信号的幅值、信噪比等特征,验证探头的优化性能。为此,进行了通电磁化漏磁检测实验,验证了复合磁化检测方法的可行性,最小可检出深度为15μm的裂纹。综合上述研究结果,提出了轴承滚子旋转、探头贴合滚子直线往复运动的检测方式,设计了多规格轴承滚子检测系统,包括磁化检测装置、传送装置、信号处理采集模块及退磁模块,规划了自动化检测流程。测试结果表明:系统具备轴承滚子表面微细裂纹的检测能力,且检测稳定性和检出率高,扩展了漏磁法在轴承领域的无损检测应用。
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