應(yīng)用

 

檢測(cè)巴氏合金軸承瓦與鋼制或青銅制軸承殼之間的粘接情況，并對(duì)軸承瓦的厚度進(jìn)行測(cè)量。

背景

巴氏合金出現(xiàn)于1839年，是一種錫或鉛，加上銅和銻的合金，通常用于制造摩擦軸承中滾珠的接觸面，因?yàn)檫@種合金的摩擦系數(shù)低，而且具有非常好的承重和潤(rùn)滑性能，以及防刮擦的特點(diǎn)。巴氏合金軸承一般是將一層相對(duì)較薄的巴氏合金鑄造在鋼殼或青銅殼之上，以使軸承獲得應(yīng)有的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。巴氏合金軸承瓦與鋼殼或青銅殼之間的粘接質(zhì)量是保證軸承性能的關(guān)鍵，而且巴氏合金層的厚度通常也是需要注意的問(wèn)題。如果巴氏合金層的厚度大于約0.2毫米，則可以輕而易舉地使用超聲探傷儀對(duì)巴氏合金層的粘接情況進(jìn)行檢測(cè)，并測(cè)量其厚度。

設(shè)備

大多數(shù)奧林巴斯探傷儀都可以用于這類檢測(cè)，其中包括EPOCH?6LT、EPOCH 1000和EPOCH 650儀器。在檢測(cè)中可以使用所選的接觸探頭或延遲塊探頭，如下所述。

檢測(cè)程序

(a) 從軸承的外側(cè)表面進(jìn)行粘接檢測(cè)
如果可以接觸到軸承殼的外側(cè)表面，且軸承殼與軸承瓦的內(nèi)壁呈同心狀態(tài)，則簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法是使用一個(gè)小接觸探頭從外側(cè)表面進(jìn)行檢測(cè)，所使用探頭的頻率范圍一般為10 MHz到2.25 MHz。通常所選擇的探頭包括V112-RM（10 MHz）、V110-RM（5 MHz）和V106-RM（2.25 MHz）。如果軸承瓦的粘接情況良好，則軸承殼與軸承瓦的邊界會(huì)反射一個(gè)小回波，后面會(huì)跟隨一個(gè)來(lái)自軸承瓦內(nèi)壁的較大的回波。如果軸承瓦處于脫粘狀態(tài)，則只有軸承殼的內(nèi)側(cè)表面會(huì)反射一個(gè)大回波。
下面的波形圖表明在使用一個(gè)V112-RM接觸探頭檢測(cè)2毫米厚的巴氏合金軸承瓦與17.75毫米厚的鋼制軸承殼之間的粘接情況時(shí)而獲得的典型信號(hào)響應(yīng)。在左側(cè)的波形圖中，藍(lán)色閘門(mén)中的一個(gè)回波跟隨著紅色閘門(mén)中的小負(fù)極回波出現(xiàn)，表明合格的粘接情況。在右側(cè)的波形圖中，紅色閘門(mén)中出現(xiàn)一個(gè)非常大的負(fù)極回波，而藍(lán)色閘門(mén)中沒(méi)有回波，表明脫粘的情況。

      

粘接合格時(shí)的典型波形                                                    脫粘時(shí)的典型波形

(b) 從軸承的內(nèi)側(cè)表面進(jìn)行粘接檢測(cè)
還可以使用小直徑延遲塊探頭對(duì)軸承瓦的粘接情況進(jìn)行檢測(cè)。一般來(lái)說(shuō)，探頭的寬帶延遲塊應(yīng)該為曲面，而且需要貼附在軸承瓦內(nèi)壁的曲面上，以獲得的耦合效果。探頭的頻率范圍為20 MHz（檢測(cè)低于0.5毫米的非常薄的巴氏合金層）到2.25 MHz（檢測(cè)等于或大于5毫米的厚巴氏合金層）。通常所選擇的探頭包括帶有曲面延遲塊的V208-RM（20 MHz）、V202-RM（10 MHz）、V206-RB（5 MHz）和V207-RB（2.25 MHz）探頭。這種檢測(cè)基于回波的相位和波幅做出判斷。如果巴氏合金層處于粘接狀態(tài)，則會(huì)從軸承瓦和軸承殼的邊界處反射一個(gè)正極回波。如果巴氏合金層處于脫粘狀態(tài)，則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)波幅明顯增大的負(fù)極回波。這種波形的差異是由于兩種金屬相對(duì)的聲阻抗造成的。下面的波形圖表明在使用一個(gè)V202-RM延遲塊探頭從鋼制軸承殼內(nèi)的2毫米巴氏合金軸承瓦的內(nèi)側(cè)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)得到的典型的信號(hào)響應(yīng)。在左側(cè)的波形圖中，閘門(mén)內(nèi)的小正極回波粘接的狀態(tài)。在右側(cè)的波形圖中，一個(gè)更大的負(fù)極回波后面跟隨著多個(gè)反射信號(hào)，表明脫粘的情況。

    

粘接合格時(shí)的典型波形                                                        脫粘時(shí)的典型波形

(c) 巴氏合金層厚度的測(cè)量
巴氏合金層的厚度可以從其外壁或內(nèi)壁進(jìn)行測(cè)量。厚度測(cè)量所使用的探頭與粘接檢測(cè)所使用的探頭相同，而且可以使用同一個(gè)探頭同時(shí)完成粘接檢測(cè)和厚度測(cè)量。下面的波形圖表明從軸承的內(nèi)壁進(jìn)行的典型的厚度測(cè)量。請(qǐng)注意：巴氏合金非常軟，作為一種金屬，其聲速非常慢：錫基巴氏合金一般約為3350 m/s，鉛基巴氏合金一般約為2285 m/s。

巴氏合金層厚度的測(cè)量