【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及工业无损检测技术方案设计和应用，特别提供了一种航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法。
技术介绍
0、
技术介绍
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1、现有技术中，航空轴承因其苛刻的工作环境对其制造质量提出了非常严格的要求。从轴承坯料到成品轴承经过多种无损检测方法的检测，力求可靠发现可能存在的缺陷。但目前航空轴承在制造和服役过程中无损检测与评估还存在一个共性技术问题。制造过程中，为获得最佳流线，工作层采用直接“锻沟”的制造方式，由于检测可达性和现有技术盲区的原因不能有效的实施轴承套圈工作层的检测。服役过程中，高速高温环境下，极易在工作表层产生几微米到几百微米危害组织，这种存在于表层的小尺度缺陷超出常规无损检测技术能发现的能力，但这种小尺度缺陷却对轴承使用寿命起到了至关重要的影响。
2、因此，建立轴承套圈工作层高精度小尺度缺陷无损检测技术是急需和必要的。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术的目的是提供一种特别适合轴承套圈滚道小尺度缺陷检测的航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法
2、本专利技术提供了一种航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法，其使用专用的航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声检测系统；其特征在于：其激发30-150mhz的高频点聚焦超声波波束，控制超声波声束按规划入射方式与路径，对滚道工作面进行分层扫描，采用直入射和斜入射两种方式实现1mm左右滚道工作层的声束覆盖，实现滚道工作层中十微米微小缺陷的有效检测
3、本专利技术所述航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法，优选要求保护的
技术实现思路
是：
4、所述航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法的内容和步骤依次满足下述要求：
5、步骤一：高频发射与接收装置、超声波探头和扫查装置的匹配
6、(1)高频发射与接收装置激发高频探头产生高频点聚焦超声波波束，频带宽度为5-150mhz；
7、(2)超声波探头为聚焦形式，探头外壳尺寸直径小于12.5mm，水中焦距大于8mm，焦点直径范围0.3mm-1mm；依据预估发现的缺陷尺寸，选择探头频率；
8、(3)扫查装置为水浸或喷水检测的方式；套圈平稳旋转，探头多轴步进移动；检测外圈时探头至于套圈的内部，探头在套圈内部空间可控运动；检测内圈时，探头置于套圈外部，探头在套圈外部空间可控运动；
9、(4)高频发射接收装置、超声波探头和扫查装置的匹配组合能够显示分析a扫描信号和c扫描信号；
10、步骤二：检测试块即灵敏度试块、灵敏度校准试块的设计与制作
11、(1)灵敏度试块分为平面试块(图33、图34)和圆环试块(图35-图40)，平面试块用于直入射方法灵敏度的调整，反射体类型为平底孔；圆环试块用于倾斜入射方法灵敏度的调整，反射体类型为圆形柱孔和刻槽；
12、(2)灵敏度校准试块与被检测轴承套圈材质相同，为克服硬度对加工造成的影响，在热处理前进行加工；检测外环滚道面时，圆环试块的内径应与被检外环滚道面的赤道位置直径相同；检测内环时，圆环试块的外径应与被检滚道面的赤道位置直径相同；
13、步骤三：扫描算法模型与扫描路径的建立
14、每种轴承套圈依据“扫描算法模型”，计算建立扫查路径，实现套圈滚道面的100％覆盖；
15、步骤四：检测实施
16、(1)初始要求：探头体置于系统停靠点位置；
17、(2)进行灵敏度试块位置设置；
18、(3)系统参数设置与确认；
19、(4)探头扫描工艺参数和a扫描采集参数的调节与设置；
20、(5)建立或调用扫描路径文件，执行扫查后返回探头停靠点；
21、(6)检测的初评；
22、(7)检测数据和图像的存储；
23、步骤五：检测数据的判读与分析
24、检测数据的判读与分析时步骤和内容依次是：
25、其一，首先调取和打开数据文件；
26、其二，选择数据处理方式：如果打开的是原始数据，则在以分析阶段进行二次处理压缩以减少分析数据量和去除干扰；为获取裂纹类缺陷的图像特征，选择最大值压缩处理，n取3；为消除制件自身均匀超声噪声、仪器的均匀电噪声等；选择均值压缩处理，n取3；为去除气泡和随机电磁干扰对扫描图像造成的影响，采用多幅图像融合处理方法，分别选择“n幅图像同一成像点均值成像”和“n幅图像同一成像与成像”存贮，一般n取3；
27、其三，数据分析
28、具体有两种方式：人工判读与分析、自动图像统计分析；其中：
29、人工判读与分析：采用纵轴满屏，横轴拖动滚动条滑动显示的方式，滚动式展开观察图像判读；通过色阶图像显示判断缺陷，通过标尺工具，测量缺陷尺寸；
30、自动图像统计分析：设置感兴趣区域，输入阈值，通过自动分析工具，输出个数和缺陷尺寸。
31、航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法的步骤一中，依据发现的缺陷尺寸，选择探头频率；具体遵循下面原则：若检测缺陷当量要求为大于0.15mm平底孔当量，采用20mhz探头进行检测；若检测缺陷当量要求为大于0.10mm平底孔当量，采用30mhz探头进行检测；若检测缺陷当量要求为大于0.06mm平底孔当量，采用50mhz探头进行检测；若检测缺陷当量要求为大于0.03mm平底孔当量，采用100mhz探头进行检测；若检测缺陷当量要求为大于0.02mm平底孔当量，采用150mhz探头进行检测。
32、航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法的步骤三中，扫描算法模型适应探头的结构形式、扫描系统的定位方式、轴承套圈几何尺寸、声束入射方式的匹配要求，其实现依次为：
33、(1)模型参数定义
34、a.轴承几何参数定义(图41)
35、以轴承外环为例，将轴承套圈滚道弧面圆心定义为o1，滚道圆的半径为r。将轴承套圈旋转圆心(赤道位置)定义为o2，不同纬度滚道的旋转半径定义为rn，其中滚道赤道位置定义为r0；
36、b.探头体模型的定义(图42)
37、将探头简化为l形；定义探头体旋转中心为o3，旋转中心到探头轴线垂直距离为a，旋转中心到探头前端面的距离为b；
38、c.系统基准定义：(图43、图44)
39、转台平面定义为系统z轴方向基准平面；转台的旋转中心定义为系统的中心；
40、d.探头体停靠点位置定义
41、停靠点探头体的位置坐标(x、y、z、a、b)置位绝对零点；在探头停靠点位置，声束平行于扫查轴x，且通过轴承旋转中心；
42、e.声束参数定义
43、最佳水距d：是由理论分析或实验确定的探头前端面距离工件表面的距离；
44、声束检测点直径deff：是工件表面有效声束的直径；
45、(2)滚本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法，其使用专用的航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声检测系统；其特征在于：其激发30-150MHz的高频点聚焦超声波波束，控制超声波声束按规划入射方式与路径，对滚道工作面进行分层扫描，采用直入射和斜入射两种方式实现1mm左右滚道工作层的声束覆盖，实现滚道工作层中十微米级微小缺陷的有效检测与评估。
2.按照权利要求1所述航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法，其特征在于：所述航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法的内容和步骤依次满足下述要求：
3.按照权利要求2所述航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法，其特征在于：航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法的步骤一中，依据发现的缺陷尺寸，选择探头频率；具体遵循下面原则：若检测缺陷当量要求为大于0.15mm平底孔当量，采用20MHz探头进行检测；若检测缺陷当量要求为大于0.10mm平底孔当量，采用30MHz探头进行检测；若检测缺陷当量要求为大于0.06mm平底孔当量，采用50MHz探头进行检测；若检测缺陷当量要求为大于0.03mm平
4.按照权利要求1或2或3所述航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法，其特征在于：航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法的步骤三中，扫描算法模型适应探头的结构形式、扫描系统的定位方式、轴承套圈几何尺寸、声束入射方式的匹配要求，其实现依次为：
5.按照权利要求4所述航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法，其特征在于：所述航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法的步骤四中，灵敏度试块位置设置的实现方式分为：
6.按照权利要求4所述航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法，其特征在于：步骤四满足下述要求之一或其组合：
7.按照权利要求1所述航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法，其特征在于：步骤四中，建立和调用扫描路径文件时，建立的扫描路径主要分为三个阶段：
8.按照权利要求7所述航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法，其特征在于：步骤四中，进行检测结果初评时满足下述要求：
9.按照权利要求7所述航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法，其特征在于：步骤四中，检测数据和图像的存储的具体要求是：
10.按照权利要求1或2或3所述航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法，其特征在于：步骤五中，检测数据的判读与分析满足下述要求：
...【技术特征摘要】
1.一种航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法，其使用专用的航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声检测系统；其特征在于：其激发30-150mhz的高频点聚焦超声波波束，控制超声波声束按规划入射方式与路径，对滚道工作面进行分层扫描，采用直入射和斜入射两种方式实现1mm左右滚道工作层的声束覆盖，实现滚道工作层中十微米级微小缺陷的有效检测与评估。
2.按照权利要求1所述航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法，其特征在于：所述航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法的内容和步骤依次满足下述要求：
3.按照权利要求2所述航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法，其特征在于：航空轴承套圈滚道工作层微小缺陷超声无损检测方法的步骤一中，依据发现的缺陷尺寸，选择探头频率；具体遵循下面原则：若检测缺陷当量要求为大于0.15mm平底孔当量，采用20mhz探头进行检测；若检测缺陷当量要求为大于0.10mm平底孔当量，采用30mhz探头进行检测；若检测缺陷当量要求为大于0.06mm平底孔当量，采用50mhz探头进行检测；若检测缺陷当量要求为大于0.03mm平底孔当量，采用100mhz探头进行检测；若检测缺陷当量要求为大于0.02mm平底孔当量，采用150mhz探头进行检测。
4.按照权利要求1或2...
【专利技术属性】
技术研发人员：廉德良，华浩然，冯兴梅，李莹，柏天舒，张绪胜，王静，李通，魏天阳，姜志民，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：
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