專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體主軸承孔同軸度測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工件形位誤差測(cè)量裝置，特別適用于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體主軸承孔同軸度的測(cè)量。
發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體中各主軸承孔的直徑基本相同，各孔之間的軸向距離基本一致。各主軸承孔之間的同軸度大小是影響發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。減少其同軸度誤差的大小，可減少發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體主軸承孔的磨損，提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行質(zhì)量，避免燒軸、燒瓦等事故，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行安全。因此發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體主軸承孔的同軸度是發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體檢修過程中的必檢項(xiàng)目，目前國內(nèi)外主要采用的方法有1.鋼絲準(zhǔn)直法其測(cè)量原理是應(yīng)用一根沿著各軸承孔中心線水平方向拉緊的鋼絲，以此鋼絲作為各軸承孔的假想軸心線，用千分尺或其它測(cè)量手段測(cè)定各孔與鋼絲之間的距離，從而得到其同軸度的大小。這種方法由于受鋼絲自身的繞度及測(cè)量時(shí)的接觸誤差的影響，測(cè)量精度低，測(cè)量極不方便。
2.假軸測(cè)定法這種方法的測(cè)量原理與以上鋼絲準(zhǔn)直法類似，所不同的是用一根假軸代替鋼絲，在一定程度上提高了測(cè)量精度。但其測(cè)量精度仍然較低，測(cè)量也不方便。
3.光學(xué)望遠(yuǎn)鏡自準(zhǔn)直方法這是目前使用得較為廣泛的一種測(cè)量方法。其測(cè)量裝置主要由過橋板機(jī)構(gòu)、由光學(xué)自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡和在過橋板機(jī)構(gòu)上固定一反射鏡的測(cè)量單元以及由水準(zhǔn)器構(gòu)成定位單元構(gòu)成。測(cè)量時(shí)，將過橋板機(jī)構(gòu)分別支承在被檢的兩個(gè)軸承孔上，準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡通過固定在過橋板機(jī)構(gòu)上的反射鏡可測(cè)出兩軸承孔中心之間的連線與準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的光軸線之間的夾角，然后過橋板機(jī)構(gòu)依次沿軸心線移動(dòng)一個(gè)兩軸承孔之間的軸向距離，準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡依次得到相鄰兩個(gè)軸承孔中心之間的連線與準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡光軸之間的夾角，通過人工計(jì)算可得到機(jī)體軸承孔之間的同軸度大小。這種測(cè)量方法存在的主要缺點(diǎn)是1)受光學(xué)自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡自身的測(cè)量精度的影響，測(cè)量精度較低，更重要的是這種測(cè)量方法在測(cè)量同軸度時(shí)，其測(cè)量結(jié)果中包含了各個(gè)孔的直徑尺寸偏差[李榮華，光學(xué)測(cè)量機(jī)體主軸孔同軸度的局限性，《機(jī)車車輛工藝》，1995年第1期21頁]；2)測(cè)量時(shí)需要人眼長(zhǎng)期觀察，容易造成讀數(shù)誤差，且測(cè)量數(shù)據(jù)需要人工處理且較為繁瑣，測(cè)量效率低。[內(nèi)燃機(jī)車檢修，中國鐵道出版社，1994年P(guān)60-66]。
本實(shí)用新型的目的是提供一種測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體主軸承孔同軸度大小的裝置。它具有測(cè)量精度高、測(cè)量結(jié)果不受各孔直徑尺寸偏差的影響、自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能直接測(cè)量出各孔的直徑大小，擴(kuò)大其測(cè)量功能。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體主軸承孔同軸度測(cè)量裝置由過橋板機(jī)構(gòu)、同軸度測(cè)量單元、定位單元以及信號(hào)處理單元組成。所說的過橋板機(jī)構(gòu)由一個(gè)支桿、兩個(gè)支座及四個(gè)支承圓柱組成。在支桿的一端和中部分別固定一個(gè)支座，兩支座之間的軸向距離為被測(cè)軸承孔之間的軸向距離；在兩支座下部的兩端分別固定兩個(gè)支承圓柱，測(cè)量時(shí)此四個(gè)支承圓柱分別與被測(cè)的兩個(gè)孔接觸；所說的定位單元主要由一水準(zhǔn)器組成，定位單元固定在過橋板機(jī)構(gòu)中的支桿上，以保證每次測(cè)量時(shí)過橋板機(jī)構(gòu)處在正確的測(cè)量位置。其特征是所說的過橋板機(jī)構(gòu)中的支桿的長(zhǎng)度為被測(cè)軸承孔的兩倍軸向距離；所說的同軸度測(cè)量單元由測(cè)量直徑用的位移傳感器、測(cè)量同軸度用的位移傳感器以及相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸組成，此兩個(gè)位移傳感器與相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)轉(zhuǎn)軸固定在一起，兩轉(zhuǎn)軸分別與過橋板機(jī)構(gòu)中的支桿的兩端活動(dòng)連接，可以支桿中心為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，以測(cè)量不同截面的直徑與同軸度，轉(zhuǎn)軸調(diào)整好位置后通過一緊固螺釘固定。
測(cè)量裝置的工作原理是將測(cè)量裝置(信號(hào)處理單元除外)置于被測(cè)孔中，過橋板機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)支座與相鄰的兩個(gè)被測(cè)孔接觸；同軸度測(cè)量單元中測(cè)量直徑用的位移傳感器測(cè)量第一個(gè)孔的直徑，同軸度測(cè)量單元中測(cè)量同軸度用的位移傳感器測(cè)量第三個(gè)孔中心相對(duì)于以前兩個(gè)孔中心連線為基準(zhǔn)的偏差。以后每次移動(dòng)一個(gè)兩孔之間的軸向距離，依照以上同樣的步驟進(jìn)行測(cè)量，直至測(cè)量完發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的各個(gè)主軸承孔，通過數(shù)據(jù)處理單元可得到各個(gè)孔的直徑大小、相鄰孔以全長(zhǎng)內(nèi)各孔的同軸度大小。由于同時(shí)得到了各個(gè)孔直徑的大小，在測(cè)量結(jié)果中進(jìn)行簡(jiǎn)單的代數(shù)加減，可以消除各孔直徑偏差對(duì)同軸度測(cè)量結(jié)果的影響。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于其一，采用高精度位移傳感器進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量精度高，可消除直徑尺寸偏差對(duì)同軸度測(cè)量結(jié)果的影響；其二，測(cè)量參數(shù)多，可同時(shí)得到各孔的直徑尺寸以及同軸度誤差。


圖1為發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體主軸承孔同軸度測(cè)量裝置的主視圖圖2為發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體主軸承孔同軸度測(cè)量裝置的A-A剖視圖1為定位單元，2為信號(hào)處理單元，3為支桿，4為支座，5為支承圓柱，6為被測(cè)孔，7為測(cè)量直徑用的位移傳感器，8為轉(zhuǎn)軸，9為鎖緊螺釘，10為測(cè)量同軸度用的位移傳感器。
以附圖為實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明本實(shí)用新型提供的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體主軸承孔同軸度測(cè)量裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、2所示。該測(cè)量裝置由過橋板機(jī)構(gòu)、同軸度測(cè)量單元、定位單元(1)以及信號(hào)處理單元(2)組成。所說的過橋板機(jī)構(gòu)由一個(gè)支桿(3)、兩個(gè)支座(4)及四個(gè)支承圓柱(5)組成，在支桿(3)的一端和中部分別固定一個(gè)支座(4)，兩支座(4)之間的軸向距離為被測(cè)軸承孔(6)之間的軸向距離，在兩支座(4)下部的兩端分別固定支承圓柱(5)，測(cè)量時(shí)此四個(gè)支承圓柱(5)與被測(cè)的兩個(gè)孔(6)接觸；所說的定位單元(1)由水準(zhǔn)器構(gòu)成，固定在過橋板機(jī)構(gòu)中的支桿(3)上，以保證每次測(cè)量時(shí)，過橋板機(jī)構(gòu)處在正確的測(cè)量位置。其特征是所說的過橋板機(jī)構(gòu)中的支桿(3)的長(zhǎng)度為被測(cè)軸承孔的兩倍軸向距離；所說的同軸度測(cè)量單元由測(cè)量直徑用的位移傳感器(7)、測(cè)量同軸度用的位移傳感器(10)以及相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸(8)組成；所述的位移傳感器(7)、(10)與相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)轉(zhuǎn)軸(8)固定在一起，兩轉(zhuǎn)軸(8)分別與過橋板機(jī)構(gòu)中的支桿(3)的兩端活動(dòng)連接，可以支桿中心為圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，以測(cè)量不同截面內(nèi)的直徑與同軸度，轉(zhuǎn)軸(8)通過一緊固螺釘(9)固定在支桿(3)上。位移傳感器(7)、(10)采用電感位移傳感器。
本實(shí)用新型提出的上述測(cè)量方案中，測(cè)量裝置裝配好后，測(cè)量裝置中的兩個(gè)位移傳感器應(yīng)進(jìn)行調(diào)零。測(cè)量時(shí)，將測(cè)量裝置(信號(hào)處理單元除外)放入被測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的主軸承孔(6)內(nèi)，使得過橋板機(jī)構(gòu)中第一個(gè)支座(4)上的支承圓柱(5)與第一個(gè)被測(cè)孔(6)接觸，過橋板機(jī)構(gòu)另一支座(4)上的支承圓柱(5)與第二個(gè)被測(cè)孔(6)接觸，同時(shí)測(cè)量直徑用的傳感器(7)與第一個(gè)被測(cè)孔(6)接觸，測(cè)量同軸度的傳感器(10)與被測(cè)的第三個(gè)孔(6)接觸，測(cè)量裝置自動(dòng)讀取每個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)。以后每次移動(dòng)一個(gè)兩孔之間的軸向距離，依照以上同樣的步驟測(cè)量，直至測(cè)量完畢，通過信號(hào)處理單元可得到各個(gè)孔的直徑大小、相鄰孔以全長(zhǎng)內(nèi)各孔的同軸度大小，并可在測(cè)量結(jié)果中進(jìn)行簡(jiǎn)單的加減運(yùn)算，以消除直徑尺寸偏差對(duì)同軸度測(cè)量結(jié)果的影響。
移動(dòng)過橋板機(jī)構(gòu)測(cè)量時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量裝置，使得每次測(cè)量時(shí)，定位機(jī)構(gòu)中的水準(zhǔn)器處于相同的讀數(shù)，以減少測(cè)量裝置的誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。同時(shí)，若需要測(cè)量其它截面內(nèi)的同軸度和直徑時(shí)，可松開緊固螺釘(9)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸(8)，使得傳感器(7)、(10)指向所測(cè)截面，固定螺釘，即可按以上相同的步驟進(jìn)行測(cè)量。
本裝置的測(cè)量靈敏度為0.1微米，測(cè)量誤差小于5微米，同時(shí)也適用于軸向距離基本一致、各孔直徑基本一致的其它零件或部件的同軸度測(cè)量。
本實(shí)用新型還可以采用其它類型的位移傳感器(如電容傳感器、光柵傳感器等)替代電感位移傳感器；采用其它類型的過橋板機(jī)構(gòu)(如將支桿、支座做成一體)。
權(quán)利要求1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體主軸承孔同軸度測(cè)量裝置，該裝置由過橋板機(jī)構(gòu)，同軸度測(cè)量單元，定位單元(1)及信號(hào)處理單元(2)組成，其特征是所說的同軸度測(cè)量單元由測(cè)量直徑用的位移傳感器(7)、測(cè)量同軸度用的位移傳感器(10)以及相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸(8)組成，所述的兩個(gè)位移傳感器(7)、(10)與相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)轉(zhuǎn)軸(8)固定在一起，兩個(gè)轉(zhuǎn)軸(8)與過橋板機(jī)構(gòu)中的支桿(3)的兩端部活動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體主軸承孔同軸度測(cè)量裝置，其特征是所說的過橋板機(jī)構(gòu)中的支桿(3)的長(zhǎng)度為被測(cè)軸承孔的兩倍軸向距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體主軸承孔同軸度測(cè)量裝置，其特征是所述的位移傳感器(7)采用電感位移傳感器。
專利摘要發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體主軸承孔同軸度測(cè)量裝置。它適用于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體主軸承孔及類似零件同軸度的測(cè)量。該裝置主要由過橋板機(jī)構(gòu),同軸度測(cè)量單元、定位單元及信號(hào)處理單元組成。其特征是:在過橋板機(jī)構(gòu)支桿的兩端安裝兩個(gè)位移傳感器,分別測(cè)量孔的直徑和同軸度,同時(shí)傳感器可以轉(zhuǎn)動(dòng),以測(cè)量不同截面內(nèi)的直徑與同軸度;它適用于其孔徑尺寸基本相同、各孔軸向距離基本一致的零件的同軸度測(cè)量。測(cè)量精度高、測(cè)量結(jié)果不受直徑尺寸偏差的影響、測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)處理。
文檔編號(hào)G01B7/31GK2283227SQ9624134
公開日1998年6月3日 申請(qǐng)日期1996年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月28日
發(fā)明者馮其波, 楊多壽, 張建新, 崔建英, 王錫恩 申請(qǐng)人:北方交通大學(xué), 鄭州鐵路分局鄭州機(jī)務(wù)段