[发明专利]一种砂轮磨削声发射监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种声发射监测装置，尤其是涉及一种砂轮磨削声发射监测装置。

背景技术

随着现代科学技术的发展，各种规格高性能光学表面在军用及民用各领域得到了广泛的应用，现有制造水平难以满足这种与日俱增的在质量上和数量上的需求。高质量光学元件的低成本批量生产已成为光学制造业迫切需要解决的问题。

金刚石砂轮磨削是光学元件主要的加工方式，基于砂轮磨削过程中的动态信号特征提取与识别技术，对磨削状态进行在线监测与控制，是提高光学表面加工效率的有效途径。磨削过程中，砂轮破损磨损、工件材料的去除、以及砂轮与工件的弹性变形等，都会产生丰富的声发射信号，声发射信号是最能直接反映砂轮磨削状态改变的动态过程量。声发射信号衰减严重，传感器的安装位置需要尽量靠近声源。并且，声发射信号中包含丰富的信息，传递路径对其影响很大，传递路径中介质之间的波阻抗相差太大会导致传感器无法获取信号，传感器与声源相对位置以及传递路径的变化，将会使得采集的声发射信号缺乏可比性，对后续声发射信号特征提取造成困难。

磨削声发射信号源位于砂轮和工件接触区，在工件及工作台上安装声发射传感器不仅声源距离和传递路径不断改变，而且会受到机床其他部件运行冲击和接触面摩擦的干扰，无法获得真实可靠的信号。声发射传感器安装位置应尽量靠近信号源，并且相对位置固定。专利号为CN96200753的实用新型提出一种非接触式的液体声发射传感器结构，安装在机床泠却液喷嘴上，利用冷却液介质传递声发射信号。该装置受到冷却条件限制，只能用于湿磨加工，且采集得到的信号会受到冷却液流量和压力的干扰。目前研究工作也有将压电声发射传感器安装在砂轮周边进行磨削声发射监测，这种方式能够采集到高信噪比的声发射信号，但需要改变砂轮结构，通用性较差。（参见文献B.Varghese.In-process monitoring of truing using a sensor integrated diamond grinding wheel,Transactions of the North American Manufacturing Research Institute of SME,2002：295-302.）

发明内容

本发明的目的在于提供结构简单、可实现可靠的砂轮磨削声发射信号采集的一种砂轮磨削声发射监测装置。

本发明设有锁紧法兰、磁性转轴、壳体、环形磁极、永磁体、磁性滑道盘、限位块、环形锥面磁极、锥齿轮、手柄、挡圈、堵塞、端盖、磁流变液、声发射传感器座、声发射传感器和检测电路；

所述锁紧法兰与外部磨床砂轮锁紧，磁性转轴左端与锁紧法兰连接，磁性转轴设有中空孔，中空孔开口端设有堵塞，中空孔盛有磁流变液，中空孔与磁性转轴外表面通过径向孔连通；壳体套在磁性转轴上，壳体左端与磁性转轴转动配合，壳体右端与挡圈固连，挡圈套在磁性转轴上且与磁性转轴转动配合；环形磁极和环形锥面磁极位于壳体内且均套设于磁性转轴上，环形磁极中心孔和环形锥面磁极中心孔与磁性转轴外表面之间均设有磁流变液聚集间隙，环形锥面磁极左端与磁性滑道盘连接，磁性滑道盘左端与永磁体螺接，环形锥面磁极右端与锥齿轮啮合，手柄设于锥齿轮上且露出壳体；声发射传感器座设于壳体上，声发射传感器设于声发射传感器座内，检测电路设于壳体外部且与声发射传感器电连接。

所述壳体左端与磁性转轴之间最好通过自润滑轴承转动配合；所述挡圈与磁性转轴之间最好通过自润滑轴承转动配合。

所述永磁体最好由多个永磁体块组成，各永磁体块按圆周均布于磁性滑道盘上，各永磁体块均设有钢底板，钢底板底部设有平面螺纹；所述磁性滑道盘左端设有向心均布的径向槽，径向槽内设有平面螺纹，各永磁体块的钢底板均通过平面螺纹与磁性滑道盘的径向槽内的平面螺纹螺接。

所述环形磁极和环形锥面磁极的中心孔最好均设有梯形极齿。

所述声发射传感器最好采用压电式声发射传感器。

与现有声发射监测装置相比，本发明的工作原理及有益效果如下：