一種軸承滾子表面缺陷的激光衍射測量儀器及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軸承滾子表面缺陷的激光衍射測量儀器及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軸承是在機(jī)械傳動過程中起固定和減小載荷摩擦系數(shù)的部件。對機(jī)器的精度以及使用壽命有重要影響。因此，軸承的生廠商對于軸承滾子表面加工的質(zhì)量的測量是必不可少的。
[0003]現(xiàn)有的生產(chǎn)實(shí)踐中針對于軸承滾子的表面加工質(zhì)量的檢測無專門的檢測技術(shù)，多數(shù)仍采用目視法，依靠經(jīng)驗(yàn)豐富的技工用眼睛一個一個對軸承滾子進(jìn)行識別，這種方法不僅價(jià)格昂貴，效率低而且還存在人為失誤的因素，效果不理想。
[0004]激光衍射測量技術(shù)利用激光亮度高，方向性好，單色性好及相干性好等特點(diǎn)，采用非接觸測量和間接測量方法，根據(jù)夫瑯禾費(fèi)衍射原理可以將細(xì)微的狹縫距離波動轉(zhuǎn)化為明顯的條紋的間距變化，可用于測量極微小的工件表面缺陷?，F(xiàn)有的激光衍射測量儀器無法對工件整個外表面進(jìn)行360°的測量，同時操作復(fù)雜，不能用于實(shí)際工程。對軸承滾子表面缺陷的進(jìn)行360°激光衍射測量儀器目前還處于空白。
[0005]根據(jù)夫瑯禾費(fèi)單縫衍射原理，當(dāng)激光通過由滾子軸承表面與刀口平尺刃鋒間形成的狹縫(狹縫寬度為D)，在二維CCD接受屏上顯示明暗相間的衍射條紋，條紋間距d與狹縫寬度D、激光波長λ、狹縫與接受屏的距離L之間滿足關(guān)系d=L λ/D。測出衍射條紋間距d，就可以反推出狹縫寬度D。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題做出改進(jìn)，即本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種軸承滾子表面缺陷的激光衍射測量儀器及其方法，提出了一套新的定位、夾緊、旋轉(zhuǎn)裝置，同時利用彈力將刀口平尺壓緊在軸承滾子表面形成狹縫方便的實(shí)現(xiàn)狹縫的間距控制，保證了激光衍射條紋圖像的質(zhì)量；是一種高效、易操作、高精度的軸承滾子表面質(zhì)量檢測裝置。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種技術(shù)方案是:一種軸承滾子表面缺陷的激光衍射測量儀器，包括一可沿豎直方向上下升降的升降板，所述升降板上設(shè)置有一用于放置滾子的旋轉(zhuǎn)臺，所述升降板的正上方設(shè)置有帶圓錐通孔的平板，所述圓錐通孔位置旋轉(zhuǎn)臺的正上方，該圓錐通孔的孔徑小于滾子，所述平板的上方設(shè)置有用于頂?shù)譂L子上端面的彈簧伸縮桿，所述平板在圓錐通孔的左右側(cè)上分別設(shè)置有立柱，所述立柱上設(shè)置有滑槽，所述滑槽內(nèi)設(shè)置有可沿滑槽左右移動的刀口平尺，所述刀口平尺的端面頂?shù)衷跐L子側(cè)壁上，該端面上設(shè)置有多個凸起，所述刀口平尺的后側(cè)鉸接有第二彈簧伸縮桿，所述平板的兩端均鉸接有長桿，所述第二彈簧伸縮桿的另一端與長桿的上端相鉸接，所述升降板的兩端設(shè)置有行程槽，所述長桿的下端通過一滾軸在行程槽內(nèi)左右滑動，以使升降板上下升降時，長桿推動刀口平尺頂?shù)衷跐L子的側(cè)壁上，同時升降板帶動滾子上升頂?shù)肿椈缮炜s桿；所述平板在圓錐通孔的前后側(cè)分別設(shè)置有激光器和二維CCD接受屏。
[0008]進(jìn)一步的，所述兩個刀口平尺上的凸起交錯布置。
[0009]進(jìn)一步的，所述激光器與滾子之間設(shè)置有準(zhǔn)直鏡，以使激光器發(fā)出的激光經(jīng)過準(zhǔn)直鏡的準(zhǔn)直之后照射到滾子兩側(cè)的狹縫上。
[0010]進(jìn)一步的，所述升降板的正下方設(shè)置有座板，所述座板上設(shè)置有驅(qū)使升降板上下升降的升降機(jī)構(gòu)；所述升降機(jī)構(gòu)可以為蝸輪蝸桿式升降機(jī)構(gòu)、液壓缸、剪叉升降機(jī)構(gòu)等。
[0011]進(jìn)一步的，所述平板的左右側(cè)還分別設(shè)置有用于支撐和導(dǎo)引第二彈簧伸縮桿的支撐柱，所述支撐柱上設(shè)置有讓第二彈簧伸縮桿通過的通孔。
[0012]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的另一種技術(shù)方案是:一種軸承滾子表面缺陷的激光衍射測量方法，按以下步驟進(jìn)行:
(1)將軸承滾子的軸向兩端固定，在軸承滾子的左右側(cè)壁上分別設(shè)置貼緊滾子側(cè)壁的刀口平尺，所述刀口平尺與滾子側(cè)壁相接觸的端面上設(shè)置有多個凸起，以使刀口平尺的端面與滾子側(cè)壁之間形成狹縫，并記錄狹縫寬度D ;
(2)在滾子的前后側(cè)壁旁處分別設(shè)置激光器和二維CCD接受屏，同時記錄狹縫與接受屏的距離L ;
(3)開啟激光器，使?jié)L子沿中心線勻速轉(zhuǎn)動，用計(jì)算機(jī)定時采集并記錄二維CCD接受屏上的衍射條紋圖像信息，狹縫每個點(diǎn)的衍射圖像對應(yīng)二維CCD接受屏上水平方向相對的一條線，根據(jù)夫瑯禾費(fèi)單縫衍射原理d= λ L/D，采用分析軟件分析出衍射圖像上每條水平線上的條紋間距d，反推出其對應(yīng)的狹縫寬度D1，獲得狹縫上不同位置的縫隙大小，通過比較Dl和預(yù)先測量的狹縫寬度D，判斷出在軸承的表面哪個位置出現(xiàn)缺陷，以及缺陷的大小，進(jìn)而判斷滾子表面缺陷程度。
[0013]進(jìn)一步的，所述兩個刀口平尺上的凸起交錯布置。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本裝置通過在一勻速轉(zhuǎn)動的軸承滾子的左右側(cè)壁上設(shè)置刀口平尺、前后側(cè)旁設(shè)置激光器和二維CCD接受屏，使刀口平尺的端面與滾子側(cè)壁之間形成狹縫，運(yùn)用夫瑯禾費(fèi)單縫衍射原理，用所得數(shù)據(jù)判斷滾子表面缺陷程度；高效、易操作、精度高，適合工業(yè)化大批量生產(chǎn)。
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的原理示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中滾子和刀口平尺的構(gòu)造示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中二維CXD接受屏上的衍射條紋圖像。
[0020]圖中:1_滾子，2-座板，21-電機(jī)，22-連桿升降機(jī)構(gòu)，3-升降板，31-行程槽，32-旋轉(zhuǎn)臺，4-平板，41-圓錐通孔，42-立柱，43-支撐柱，5-刀口平尺，51-凸起，6-彈簧伸縮桿，7-第二彈簧伸縮桿，8-長桿，9-激光器，10-準(zhǔn)直鏡，11- 二維CXD接受屏，D-狹縫的寬度，L-狹縫與接受屏的距離。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例一:如圖1~3所示，一種軸承滾子表面缺陷的激光衍射測量儀器，包括一可沿豎直方向上下升降的升降板3，所述升降板3上設(shè)置有一用于放置滾子I的旋轉(zhuǎn)臺32，所述升降板3的正上方設(shè)置有帶圓錐通孔41的平板4，所述圓錐通孔41位置旋轉(zhuǎn)臺32的正上方，該圓錐通孔41的孔徑小于滾子I，所述平板4的上方設(shè)置有用于頂?shù)譂L子I上端面的彈簧伸縮桿6，所述平板4在圓錐通孔41的左右側(cè)上分別設(shè)置有立柱42，所述立柱42上設(shè)置有滑槽，所述滑槽內(nèi)設(shè)置有可沿滑槽左右移動的刀口平尺5，所述刀口平尺5的端面頂?shù)衷跐L子I側(cè)壁上，該端面上設(shè)置有多個凸起51，所述刀口平尺5的后側(cè)鉸接有第二彈簧伸縮桿7，所述平板4的兩端均鉸接有長桿8