[发明专利]对机器铆接的轴承的非破坏性评估方法

说明书

技术领域

所公开的实施例整体上涉及非破坏性评估（NDE）方法。更具体地，所公开的实施例涉及用于机器铆接的轴承的评估的NDE方法。

背景技术

 非破坏性评估（NDE）方法指的是能被用于检查物体以发现缺陷的一类方法。NDE方法经常被用于检查材料以发现缺陷，例如结构异常、杂质、裂纹等。不过，许多传统的NDE方法经常提供不完整的或者在其它方面不充分的检查。这在困难的几何形状中尤其如此，例如在机器铆接的轴承中。

滚动体球轴承通常采用铆接来将该轴承的分离器元件的两个半部连接在一起。例如，为了便于康拉德（Conrad）球轴承的组装而需要铆接，其中球骑在内环和外环中的滚道槽内。为了组装该轴承，球被安装在内环和外环之间，围绕着圆周均匀分布，并且此后分离器的两个半部被放在一起并通常使用铆接连接。

铆接过程的质量对轴承的可靠性至关重要。如果铆接被不正确地实施，那么分离器的两个半部就没有牢固地接触，并且这两个半部没有在这个组件中被合适地夹紧在一起。这可能潜在地引起铆钉的早期疲劳故障，使得该半部能在操作中分开，导致轴承的早期故障。

当前，两个铆接过程，冷成形和热缩锻成形，被用于将分离器的两个半部连接在一起。铆钉材料包括AISI（美国钢铁学会）1010碳钢，并且两个分离器半部通常由钢或铜制成。图1和2分别示出了冷成形和热缩锻成形铆接程序的示意说明。如在图1中所示，冷成形程序开始于步骤101，其中铆钉130被插在两个分离器半部121、122之间。该铆钉在其下端由支撑平台110支撑。头成形模140被定位在铆钉130上方。此后，在步骤102，使头成形模140与铆钉130的上端接触，并且压缩铆钉130以紧紧地将两个分离器半部121、122保持在一起。在步骤103，头成形模140被从铆钉130撤回，留下了在支撑平台110上的机器铆接部件。

如图2中所示，热缩锻成形程序开始于步骤201，其中铆钉130被插在两个分离器半部121、122之间。铆钉在其下端由支撑平台110支撑。电极头成形模240被定位在铆钉130上方。此后，在步骤202，使电极头成形模240抵接铆钉130，但不是与铆钉130有压缩接触。电流从电极头成形模240流到铆钉130，由此加热铆钉130。此后，在步骤203，电极头成形模240进一步降低以压缩热铆钉130以将两个分离器半部121、122紧紧保持在一起。在步骤204，电极头成形模240被从铆钉130撤回，留下了在支撑平台110上的机器铆接部件。

已经确定，正确安装的铆钉的重要属性是过程导致在两个被组装的部分之间的残余“夹紧”力。这种夹紧力将分离器的两个半部保持在一起并且借助于在被夹紧的面上的高摩擦力阻止两个半部的相对运动。不正确安装的铆钉不会施加在分离器半部之间的夹紧力，从而允许在作用在分离器穴上的振动和球力的影响下的在分离器半部之间的相对运动。这些振动和球力在铆钉上施加疲劳周期加载，从而导致早期故障。

当前对机器铆接轴承的质量检查主要是视觉的。视觉检查是主观的、耗时的，并且仅能探查表面异常。视觉检查不能探查任何表面下或体积结构不连续，并且因此不是非常适合监测铆接制造过程。目前，还没有非破坏性测试方法可用于评估铆钉安装在施加在两个分离器半部上的夹紧力方面的质量。

因此，可取的是，提供NDE方法以与机器铆接轴承一起使用。还可取的是，提供一种NDE方法，其可由轴承的制造商使用，以监测并审查铆接过程以及检查最终轴承部分的质量，并且其还可由轴承的终端用户使用以证实制造商的满足正确轴承分离器铆接的要求的能力。另外，本发明的其它令人满意的特征和特点将从下面对本发明的具体描述和所附的权利要求并结合附图以及本发明的该背景技术而变得易于理解。

发明内容

所公开的实施例涉及非破坏性评估（NDE）方法，其用于评估机器铆接轴承。在一个实施例中，用于机器铆接轴承的非破坏性评估的方法包括确定在机器铆接轴承上的所感兴趣的区域，将多个声音传感器定位在该所感兴趣的区域中，多个声音传感器被以分相位阵列的方式被提供，使用多个声音传感器引起在所感兴趣的区域中的振动并使用该多个声音传感器接收共振频谱，并且将所接收的共振频谱与参考频谱比较以确定在所感兴趣的区域中的异常的存在。