本發(fā)明涉及超聲波探傷，尤其涉及一種軸承功能區(qū)超聲波探傷的方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的對(duì)軸承套圈進(jìn)行探傷檢測(cè)的超聲探傷方法有接觸法單直探頭檢測(cè)和水浸法檢測(cè)，其中接觸法單直探頭檢測(cè)使用較為普遍，該方法的檢測(cè)步驟為：先使用如圖7-8所示的對(duì)比試塊制作dac曲線，再對(duì)待測(cè)軸承套圈進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)軸承套圈時(shí)，如圖5-6所示，使用超聲波探頭在軸承外圈1的外側(cè)進(jìn)行掃查，然后在軸承內(nèi)圈2的內(nèi)側(cè)進(jìn)行掃查，如此可以檢測(cè)軸承套圈內(nèi)部的缺陷。

2、使用水浸法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，目前在軸承行業(yè)還沒有關(guān)于使用水浸法對(duì)軸承進(jìn)行超聲波探傷的標(biāo)準(zhǔn)，因此大部分軸承套圈水浸探傷試塊制作方法參考gb/t?25770-2024《滾動(dòng)軸承?鐵路貨車軸承》附錄b的要求，如圖7-8所示，檢測(cè)參考en?12080:2017標(biāo)準(zhǔn)的要求執(zhí)行，如圖9所示，將待測(cè)軸承套圈放入水箱7中，水箱7的底部設(shè)置有支點(diǎn)8，待測(cè)軸承套圈與支點(diǎn)8接觸，在水箱7中填充水6，水浸聚焦探頭5位于非滾道面，可以偏轉(zhuǎn)一定的角度以使超聲波進(jìn)入軸承套圈中，折射后的聲束方向與軸承套圈的滾道面垂直，如此同樣可以檢測(cè)軸承套圈內(nèi)部的缺陷。

3、風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸及齒輪箱用軸承由于高可靠性要求，對(duì)此提出了功能區(qū)的概念要求，即軸承套圈與滾子接觸部位（軸承套圈的滾道面）向套圈內(nèi)部10%滾子直徑深度范圍的區(qū)域?yàn)楣δ軈^(qū)，如圖1-2所示，齒輪箱軸承的功能區(qū)范圍為軸承套圈距滾道表面3mm～6mm，主軸軸承的功能區(qū)范圍為軸承套圈距滾道表面6mm～13mm。目前對(duì)功能區(qū)的超聲波探傷要求為：齒輪箱軸承功能區(qū)缺陷當(dāng)量≤φ0.8mm平底孔當(dāng)量，部分客戶要求≤φ0.6mm平底孔當(dāng)量，主軸軸承功能區(qū)缺陷當(dāng)量≤φ1.0mm平底孔當(dāng)量，大兆瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸軸承功能區(qū)缺陷當(dāng)量可放寬至≤φ1.2mm平底孔當(dāng)量,檢測(cè)要求按照en12080:2017?a.4.3的要求執(zhí)行，即當(dāng)量平底孔底面與滾道面平行。

4、現(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)對(duì)軸承套圈功能區(qū)的超聲波探傷檢測(cè)提出了如圖3-4所示的對(duì)比試塊，該對(duì)比試塊上所開設(shè)的平底孔的孔底與滾道表面平行，能夠更準(zhǔn)確的模擬功能區(qū)可能存在的內(nèi)部缺陷，表征內(nèi)部缺陷當(dāng)量。但是針對(duì)這種試塊使用接觸法單直探頭檢測(cè)時(shí)，聲波入射的方向與軸承套圈的滾道表面不垂直，這就會(huì)導(dǎo)致對(duì)軸承套圈的功能區(qū)檢測(cè)的結(jié)果不準(zhǔn)確，使用水浸法對(duì)軸承套圈進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，調(diào)整聲波入射的角度可以使聲波入射的方向與軸承套圈的滾道表面垂直，但是在檢測(cè)時(shí)還存在檢測(cè)不到的盲區(qū)，如此也會(huì)導(dǎo)致最終檢測(cè)的結(jié)果不準(zhǔn)確，且水浸法檢測(cè)所需要的設(shè)備昂貴，使用成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種軸承功能區(qū)超聲波探傷的方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的超聲波探傷的方法檢測(cè)軸承功能區(qū)時(shí)檢測(cè)的結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案。

3、一種軸承功能區(qū)超聲波探傷的方法，包括（1）制作對(duì)比試塊，在對(duì)比試塊上加工不同深度的平底孔以模擬功能區(qū)不同深度位置所能允許的最大缺陷，且不同深度平底孔的孔底與對(duì)比試塊背向平底孔口的一側(cè)的距離范圍不小于待測(cè)軸承套圈功能區(qū)的深度范圍；（2）使用超聲波探頭在對(duì)比試塊的背向平底孔口的一側(cè)面進(jìn)行檢測(cè)；（3）根據(jù)對(duì)對(duì)比試塊上的各個(gè)平底孔的探測(cè)結(jié)果擬合形成體現(xiàn)聲程與缺陷反射波幅關(guān)系的臨界曲線；（4）使用超聲波探頭從待測(cè)軸承的滾道面對(duì)功能區(qū)進(jìn)行探測(cè)；（5）將對(duì)待測(cè)軸承的滾道面探測(cè)時(shí)所出現(xiàn)的缺陷反射波幅與臨界曲線相應(yīng)深度處的值進(jìn)行對(duì)比，判斷該處缺陷是否在缺陷反射波幅的臨界值以內(nèi)。

4、進(jìn)一步，不同深度平底孔的孔底與對(duì)比試塊背向平底孔口的一側(cè)的距離范圍在3mm-16mm之間。

5、進(jìn)一步，超聲波探頭選用雙晶直探頭，探頭直徑不超過φ14mm。

6、進(jìn)一步，超聲波探頭的晶片采用5mm*5mm的方晶片或圓晶片。

7、進(jìn)一步，探頭焦距f不小于功能區(qū)深度的一半，不超過功能區(qū)深度，探頭頻率f設(shè)置為5mhz～6mhz。

8、進(jìn)一步，超聲波探頭在待測(cè)軸承的滾道面的掃查速度不大于75mm/s?。

9、進(jìn)一步，制作對(duì)比試塊時(shí)，采用與軸承套圈相同材質(zhì)和熱處理狀態(tài)的材料制成。

10、進(jìn)一步，對(duì)比試塊直徑不小于60mm，平底孔孔深不小于5mm。

11、進(jìn)一步，對(duì)比試塊的背向平底孔口的一側(cè)面的表面粗糙度與套圈表面粗糙度相同。

12、進(jìn)一步，對(duì)比試塊的背向平底孔口的一側(cè)面的表面粗糙度不大于ra3.2μm。

13、進(jìn)一步，對(duì)比試塊多個(gè)成組設(shè)置，且每個(gè)對(duì)比試塊上僅加工一個(gè)平底孔。

14、采取以上技術(shù)方案，所具有的有益效果有：本發(fā)明開拓性地提出了一種軸承功能區(qū)超聲波探傷的方法，包括制作對(duì)比試塊，在對(duì)比試塊上加工不同深度的平底孔以模擬功能區(qū)不同深度位置所能允許的最大缺陷，且不同深度平底孔的孔底與對(duì)比試塊背向平底孔口的一側(cè)的距離范圍，即平底孔的埋深不小于待測(cè)軸承套圈功能區(qū)的深度范圍，使用超聲波探頭檢測(cè)對(duì)比試塊得到臨界曲線，然后通過使用超聲波探頭從待測(cè)軸承套圈的滾道面對(duì)功能區(qū)進(jìn)行探測(cè)，能夠準(zhǔn)確的得到功能區(qū)深度范圍內(nèi)的缺陷反射波，將缺陷反射波與臨界曲線進(jìn)行對(duì)比以判斷軸承套圈是否合格，如此來對(duì)軸承套圈的功能區(qū)進(jìn)行檢測(cè)，可以保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，檢測(cè)較大的軸承的也較為方便，成本較低。

技術(shù)特征：

1.一種軸承功能區(qū)超聲波探傷的方法，其特征在于，包括（1）制作對(duì)比試塊，在對(duì)比試塊上加工不同深度的平底孔以模擬功能區(qū)不同深度位置所能允許的最大缺陷，且不同深度平底孔的孔底與對(duì)比試塊背向平底孔口的一側(cè)的距離范圍不小于待測(cè)軸承套圈功能區(qū)的深度范圍；（2）使用超聲波探頭在對(duì)比試塊的背向平底孔口的一側(cè)面進(jìn)行檢測(cè)；（3）根據(jù)對(duì)對(duì)比試塊上的各個(gè)平底孔的探測(cè)結(jié)果擬合形成體現(xiàn)聲程與缺陷反射波幅關(guān)系的臨界曲線；（4）使用超聲波探頭從待測(cè)軸承的滾道面對(duì)功能區(qū)進(jìn)行探測(cè)；（5）將對(duì)待測(cè)軸承的滾道面探測(cè)時(shí)所出現(xiàn)的缺陷反射波幅與臨界曲線相應(yīng)深度處的值進(jìn)行對(duì)比，判斷該處缺陷是否在缺陷反射波幅的臨界值以內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承功能區(qū)超聲波探傷的方法，其特征在于，不同深度平底孔的孔底與對(duì)比試塊背向平底孔口的一側(cè)的距離范圍在3mm-16mm之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承功能區(qū)超聲波探傷的方法，其特征在于，超聲波探頭選用雙晶直探頭，探頭直徑不超過φ14mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸承功能區(qū)超聲波探傷的方法，其特征在于，超聲波探頭的晶片采用5mm*5mm的方晶片或圓晶片。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軸承功能區(qū)超聲波探傷的方法，其特征在于，探頭焦距f不小于功能區(qū)深度的一半，不超過功能區(qū)深度，探頭頻率f設(shè)置為5mhz～6mhz。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承功能區(qū)超聲波探傷的方法，其特征在于，超聲波探頭在待測(cè)軸承的滾道面的掃查速度不大于75mm/s?。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的軸承功能區(qū)超聲波探傷的方法，其特征在于，制作對(duì)比試塊時(shí)，采用與軸承套圈相同材質(zhì)和熱處理狀態(tài)的材料制成。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軸承功能區(qū)超聲波探傷的方法，其特征在于，對(duì)比試塊直徑不小于60mm，平底孔孔深不小于5mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軸承功能區(qū)超聲波探傷的方法，其特征在于，對(duì)比試塊的背向平底孔口的一側(cè)面的表面粗糙度與套圈表面粗糙度相同。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的軸承功能區(qū)超聲波探傷的方法，其特征在于，對(duì)比試塊的背向平底孔口的一側(cè)面的表面粗糙度不大于ra3.2μm。

11.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的軸承功能區(qū)超聲波探傷的方法，其特征在于，對(duì)比試塊多個(gè)成組設(shè)置，且每個(gè)對(duì)比試塊上僅加工一個(gè)平底孔。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及超聲波探傷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種軸承功能區(qū)超聲波探傷的方法，包括制作對(duì)比試塊，在對(duì)比試塊上加工不同深度的平底孔以模擬功能區(qū)不同深度位置所能允許的最大缺陷，且不同深度平底孔的孔底與對(duì)比試塊背向平底孔口的一側(cè)的距離范圍，即平底孔的埋深不小于待測(cè)軸承套圈功能區(qū)的深度范圍，使用超聲波探頭檢測(cè)對(duì)比試塊得到臨界曲線，然后通過使用超聲波探頭從待測(cè)軸承套圈的滾道面對(duì)功能區(qū)進(jìn)行探測(cè)，能夠準(zhǔn)確的得到功能區(qū)深度范圍內(nèi)的缺陷反射波，將缺陷反射波與臨界曲線進(jìn)行對(duì)比以判斷軸承套圈是否合格，如此來對(duì)軸承套圈的功能區(qū)進(jìn)行檢測(cè)，可以保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，檢測(cè)較大的軸承的也較為方便，成本較低。

技術(shù)研發(fā)人員：姚義欣,張愷,孫鵬飛,李建東,李林鵬,趙建銘
受保護(hù)的技術(shù)使用者：洛陽軸研科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8