發(fā)布時間：2019-04-25 11:41

【摘要】：軸承是機械工業(yè)中重要的基礎零部件,而鋼球作為球軸承的滾動體,它的質(zhì)量優(yōu)劣對軸承的運動精度、壽命、性能等起決定性作用,其中鋼球表面缺陷對鋼球質(zhì)量的影響尤為明顯,加工后的部分鋼球表面會存在麻點,斑點,燒傷,擦痕,劃條,凹坑等缺陷,這些表面缺陷使球軸承在旋轉(zhuǎn)運動時產(chǎn)生大的噪聲和振動,是制約球軸承質(zhì)量提高的關鍵因素。國產(chǎn)鋼球的表面質(zhì)量與國外同級別的相比仍然存在較大的差距,造成這種差距的原因之一就是鋼球檢測技術的落后。開發(fā)一種價格適中,高速高效的鋼球表面質(zhì)量檢測設備迫在眉睫。 本文提出的基于光纖傳感技術的鋼球表面缺陷檢測研究是以山東省優(yōu)秀中青年科學家科研獎勵基金項目(鋼球表面缺陷的多光纖檢測機理研究)、山東省高等學�？萍加媱濏椖�(基于光纖傳感器的鋼球表面質(zhì)量檢測機理研究)、濟南大學校博士基金項目(軸承鋼球質(zhì)量檢測與分選控制系統(tǒng)研究)、企業(yè)委托項目(軸承鋼球質(zhì)量的檢測與分選控制系統(tǒng)開發(fā))為依托,以鋼球表面缺陷為研究對象,以反射式強度型光纖傳感器工作特性為基礎,著重研究鋼球表面缺陷的自動檢測技術,目的就是為了解決我國在鋼球表面質(zhì)量檢測方面自動化程度低,效率低的“瓶頸”,開發(fā)出具有自己獨立知識產(chǎn)權的鋼球外觀檢測儀。 分析了鋼球表面缺陷參數(shù)和特征,用表面缺陷參數(shù)將表面缺陷量化,從表面缺陷深度、表面缺陷高度和表面缺陷反射率三個參數(shù)對鋼球表面缺陷進行新的分類,將鋼球表面缺陷的檢測轉(zhuǎn)換為位移量和反射率的檢測。 基于均勻分布模型和準高斯分布模型分別建立了單發(fā)單收和單發(fā)多收光纖傳感器數(shù)學模型,通過仿真分析光纖參數(shù)對光纖傳感器的影響,確立了鋼球表面缺陷檢測光纖傳感器參數(shù)(纖芯/包層直徑,數(shù)值孔徑等)。探索出粗糙表面散射理論和雙光束補償測量法在鋼球表面缺陷參數(shù)分離提取中的可行性,通過同軸型光纖傳感器實現(xiàn)了位移量和反射率兩類參數(shù)的分離提取。 建立了鋼球經(jīng)緯(子午線)展開機構工作軌跡的數(shù)學模型并用Simulink進行了仿真,分析了光纖探頭在鋼球上的掃描軌跡以及展開輪在實現(xiàn)經(jīng)緯展開方式的工作原理,為鋼球展開機構的制作奠定了理論基礎。 基于調(diào)制技術和鎖相放大技術,分析并設計了鋼球表面缺陷信號處理系統(tǒng),包括激光激勵驅(qū)動電路、窄帶濾波電路、相敏檢波電路、移相電路、除法運算電路、信號采集等,通過鎖相放大技術可以大大提高信噪比,消除掉由于展開機構的振動等因素帶來的噪聲,實現(xiàn)了信號的采集,處理與顯示。 構建了鋼球表面缺陷光纖檢測總體系統(tǒng),通過實驗可以看出:用反射率參數(shù)來檢測鋼球表面缺陷,展開機構振動對其影響很小,不會出現(xiàn)將好球檢測為壞球的情況,但會出現(xiàn)漏檢的情況;用位移參數(shù)來檢測鋼球表面缺陷,展開機構振動對其影響非常大,甚至可能將信號淹沒,如果展開機構做得足夠精密,可以很好檢測鋼球表面缺陷,用兩種參數(shù)同時進行檢測可以減小漏檢率。 通過分析與設計,初步建立起一套基于光纖傳感技術的鋼球表面缺陷檢測體系,為以后鋼球表面缺陷檢測機的研制奠定基礎。
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【學位授予單位】：濟南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH133.3;TP274

【引證文獻】

相關碩士學位論文 前1條

1 沈瑾瑾;基于鏡面成像顯微拍攝的鋼球缺陷檢測的研究[D];南京郵電大學;2013年

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本文編號：2465056