CN103196408A - 一种曲轴连杆装配间隙测量装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲轴连杆装配间隙测量装置，属于测量仪器技术领域。该装置包括四周为实体、中间为空心的测量仪框架、位于测量仪框架内的两组测量体以及气路单元。每组测量体均包括侧面带有开口的气压缸、与气压缸相连的推爪以及气压缸固定支架。气压缸固定支架包括与测量仪框架上表面连接的横向连接板，以及位于测量仪框架空心中与气压缸连接的竖向连接板；两组测量体的推爪相对。气路单元包括换向阀和两根连接管道，两根连接管道的一端与气压缸的开口连接，另一端与换向阀连接；换向阀的第三开口连接到压缩气体源上。该装置采用框架式结构，保证了设备测量的稳定性，提升了测量精度。

Description

一种曲轴连杆装配间隙测量装置及其控制方法

技术领域

本发明属于测量仪器技术领域，涉及一种用于测量发动机曲轴和连杆装配间隙的装置。

背景技术

曲轴及连杆装配后,必须保证有一定的间隙才能使发动机正常运转。目前在发动机研发试制过程中，因为试制性质决定了无法采购目前流水生产线上常见的曲轴连杆间隙测量设备，只能采用手动方式对曲轴连杆的装配间隙进行测量。手动方式采用的工具主要是塞尺以及百分表，这种方式测量周期长，测量结果准确度不高，可重复性不高；此外，采用手动方式很容易因测量人员的不同而导致结果的差异，从而为发动机可能存在的问题留下了隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对目前手动测量连杆及曲轴安装间隙的缺点的测量结果精度较高的曲轴连杆装配间隙测量设备。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种曲轴连杆装配间隙测量装置，包括四周为实体、中间为空心的测量仪框架、位于所述测量仪框架内的两组测量体以及气路单元；所述每组测量体均包括侧面设有开口的气压缸、与所述气压缸相连的推爪以及气压缸固定支架；所述气压缸固定支架包括与所述测量仪框架上表面连接的横向连接板和位于所述测量仪框架空心中与所述气压缸连接的竖向连接板；所述两组测量体的推爪相对；所述气路单元包括换向阀和两根连接管道，所述两根连接管道的一端与所述气压缸的开口连接，另一端与所述换向阀连接；所述换向阀的第三开口连接到压缩气体源上。

所述每组测量体还包括距离传感器，所述距离传感器位于所述竖向连接板上所述气压缸的下方。

所述装置还包括与所述换向阀连接的控制芯片，以控制所述换向阀的动作。

所述测量仪框架为柔性框架。

所述两根连接管道与所述气压缸的开口密封连接。

所述气压缸固定支架上设有移动槽，所述横向连接板位于所述移动槽中。

一种用于控制上述曲轴连杆装配间隙测量装置的方法，包括以下步骤：

（1）所述气压缸之一作为第一气压缸通气，当待测曲轴或连杆到达极限位置时，所述第一气压缸对应的距离传感器作为第一传感器以当前位置为零点开始工作；

（2）所述第一气压缸连通大气，所述另一气压缸作为第二气压缸通气，当待测曲轴或连杆到达另一端极限位置时，记录所述第一距离传感器的检测值，同时所述第二气压缸对应的距离传感器作为第二距离传感器以当前位置为零点开始工作；

（3）所述第二气压缸接通大气，所述第一气压缸通气，当待测曲轴或连杆到达新的极限位置时，记录第二距离传感器的检测值，同时所述第一距离传感器以当前位置为零点开始工作；

（4）重复所述步骤（2）和所述步骤（3），直到记录的检测值组数达到需求；

（5）处理所述检测值，得到测量结果。

所述方法还包括：在所述步骤（1）之前先将所述第一气压缸通气，当待测曲轴或连杆运动到极限位置时，将所述第一气压缸接通大气并将所述第二气压缸通气，当待测曲轴或连杆运动到极限位置时将所述第二气压缸接通大气并将所述第一气压缸通气，反复操作3～5次以验证待测曲轴或连杆的工作能力。

所述检测值组数为20。

所述步骤（5）中处理所述检测值的方法为：去除所述检测值的最大值和最小值，计算余下检测值的平均值。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：本发明的曲轴连杆装配间隙测量装置，采用了柔性化设计，测量头、定位机构等都具备一定的位置调整能力，能够适应多机种的测量；采用框架式结构，保证了设备测量的稳定性，提升了测量精度。该装置在使用时，根据位移测量计算原理，通过气压缸拉动曲轴、连杆，对曲轴、连杆的位移进行测量，并通过对测量值的计算，得出曲轴、连杆的移动距离，从而测算出其间隙的详细尺寸，测量结果精度较高，可靠性好。

附图说明

图1本发明实施例中曲轴连杆装配间隙测量装置工作时的主视图；

图2本发明实施例中曲轴连杆装配间隙测量装置工作时的俯视图；

图3本发明实施例中曲轴连杆装配间隙测量装置工作时的左视图；

图4本发明实施例中曲轴连杆装配间隙测量装置的气压缸控制回路。

附图标记说明：1、测量仪框架；2、第一气压缸固定支架；3、第一气压缸；4、第一推爪；5、第一距离传感器；6、第二气压缸固定支架；7、第二气压缸；8、第二推爪；9、第二距离传感器；10、曲拐；11、缸体；12、曲轴；13、换向阀。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

本发明针对手动方法测量曲轴连杆装配间隙测量结果精度不高的缺点，提出了一种曲轴连杆装配间隙测量装置。图1所示为该曲轴连杆间隙测量装置与待侧曲轴或连杆所在缸体连接后的结构示意图，从中可以看出该装置包括一个测量仪框架1以及位于该框架1中的第一测量体和第二测量体，每个测量体均包括气压缸、气压缸固定支架、推爪和距离传感器。其中，第一测量体包括第一气压缸固定支架2、第一气压缸3、第一推爪4和第一距离传感器5；第二测量体包括第二气压缸固定支架6、第二气压缸7、第二推爪8和第二距离传感器9。

测量仪框架1周边为柔性化的实体结构，中间部分为空心。气压缸固定支架包括带有安装孔的两块连接板，这两块连接板相互垂直，分别为横向连接板和竖向连接板。横向连接板位于测量仪框架1的上表面上，通过螺栓与测量框架的上表面连接；竖向连接板与横向连接板为一体结构，其顶端与横向连接板的下表面相连，位于测量仪框架的空心中。在竖向连接体上也有两个安装孔，可以通过拧入螺栓将气压缸固定在该竖向连接板上。

在测量仪框架1的上表面上设有一个横向的移动槽，两个气压缸固定支架的横向连接板均位于该移动槽中。在气压缸固定支架和气压缸的整体受到横向的驱动力时，整个测量体可以沿着这个移动槽左右移动。在每个测量体中，推爪均位于气压缸中与竖向连接板相对的侧面上；而检测气压缸位移的两个距离传感器与对应的竖向连接板连接，且位于对应气压缸的下方。因此，推爪和距离传感器也随着所在测量体的移动而移动。两个测量体在测量仪框架1上的布置以两个推爪位于中间，竖向连接板位于两边为准。

为了给气压缸的移动提供驱动力，该装置还包括气路部分，气路部分包括两根连接管道和换向阀13，如图4所示。图4中两个气压缸分别为第一气压缸3和第二气压缸7、两个气压缸上均有一个开口，开口均连接一根连接管道，这两根连接管道的另一端连接到换向阀13上，换向阀13上不与上述两根连接管相连的开口通过连接管道连接到压缩空气源上。换向阀上连接有控制芯片，以控制换向阀的动作。

该曲轴连杆装配间隙测量装置在使用时，通过定位销固定在待测连杆或者曲轴所在缸体11的下表面，此时缸体11是倒置的，位于该测量装置的下方，如图1、图2和图3所示。在测量过程开始之前，需要对测量装置的部件进行一定的调整，即通过两个气压缸固定支架上的螺栓调节其位置，使得第一气压缸3和第二气压缸7的位置刚好位于曲轴的几个曲拐10处并使得第一推爪4和曲拐10的横向距离保持在5mm左右，以使得测量的初始状态具备一定的间隙，从而保证待测曲轴或连杆处于自然状态；两个推爪的高度低于曲拐最上边缘10mm左右。这些准备工作完成后，即可打开设备的电源和气源，开始进行测量。

首先为了确保曲轴12可以正常移动，第一气压缸3通气（通气指的是接通压缩气体源），第一推爪4前移，推动曲轴整体向左移动至极限位置；然后第二气压缸7通气，第一气压缸3接通大气，第二气压缸7的推爪8推动曲轴12向右移动至极限位置，如此反复上述动作三到五次，然后进入测量环节。

测量时，第一气压缸3通气，在压力差的作用下第一测量体向左移动，带动第一推爪4向左移动，推动曲轴12向左移动。当曲轴12向左移动至极限位置时，第一距离传感器5启动，以当前位置为第一零点开始工作。之后第一气压缸3接通大气，第二气压缸7通气，在压力差的作用下第二测量体向右移动，第二推爪8推动曲轴12向右移动，这个过程中第一距离传感器5记录后退的距离，直到曲轴12向右移动到极限位置时，存储第一传感器5记录的后退距离，且同时第二距离传感器9以当前位置为第二零点开始工作。之后第二气压缸7接通大气，第一气压缸3通气，在压力差的作用下第一测量体向左移动，开始新的循环。重复上述步骤，直到记录移动数据20次，其中后退数据10次，前进数据10次。

在进行数据处理时，将第一距离传感器5和第二距离传感器9的数据进行比较，分别删除两个最大值和两个最小值，对剩余的其他数据计算平均值，作为该装置检测的曲轴轴向间隙值。

在测量连杆的装配间隙时，由于在缸体11倒置时连杆的大头部分高于曲轴12的端部，因此为了推爪能够推动连杆，需要调整竖向连接板上的螺栓，提升气压缸的高度，其他操作与上述使用该装置测量曲轴12的装配间隙相同。

本专利根据移动距离的差异，采用两套距离测量传感器，结合气压缸的自动移动，使得曲轴、连杆在恒定的推动力作用下产生位移，可以有效地测量曲轴、连杆的装配间隙，测量结果准确，精度高，测量时间短。该装置柔性化程度高，可以有效地适应各种不同机型的测量；同时操作方式简单，经过简单的培训后即可熟练使用。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种曲轴连杆装配间隙测量装置，其特征在于：包括四周为实体、中间为空心的测量仪框架、位于所述测量仪框架内的两组测量体以及气路单元；

所述每组测量体均包括侧面带有开口的气压缸、与所述气压缸相连的推爪以及气压缸固定支架；所述气压缸固定支架包括与所述测量仪框架上表面连接的横向连接板，以及位于所述测量仪框架空心中与所述气压缸连接的竖向连接板；所述两组测量体的推爪相对；

所述气路单元包括换向阀和两根连接管道，所述两根连接管道的一端与所述气压缸的开口连接，另一端与所述换向阀连接；所述换向阀的第三开口连接到压缩气体源上。

2.根据权利要求1所述的曲轴连杆装配间隙测量装置，其特征在于：所述每组测量体还包括距离传感器，所述距离传感器与所述竖向连接板连接，且位于所述气压缸的下方。

3.根据权利要求1所述的曲轴连杆装配间隙测量装置，其特征在于：所述装置还包括与所述换向阀连接的控制芯片，以控制所述换向阀的动作。

4.根据权利要求1所述的曲轴连杆装配间隙测量装置，其特征在于：所述测量仪框架为柔性框架。

5.根据权利要求1所述的曲轴连杆装配间隙测量装置，其特征在于：所述两根连接管道与所述气压缸的开口密封连接。

6.根据权利要求1所述的曲轴连杆装配间隙测量装置，其特征在于：所述气压缸固定支架上设有移动槽，所述横向连接板位于所述移动槽中。

7.一种用于控制权利要求1所述的曲轴连杆装配间隙测量装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）所述气压缸之一作为第一气压缸通气，当待测曲轴或连杆到达极限位置时，所述第一气压缸对应的距离传感器作为第一传感器以当前位置为零点开始工作；

（2）所述第一气压缸连通大气，所述另一气压缸作为第二气压缸通气，当待测曲轴或连杆到达另一端极限位置时，记录所述第一距离传感器的检测值，同时所述第二气压缸对应的距离传感器作为第二距离传感器以当前位置为零点开始工作；

（3）所述第二气压缸接通大气，所述第一气压缸通气，当待测曲轴或连杆到达新的极限位置时，记录第二距离传感器的检测值，同时所述第一距离传感器以当前位置为零点开始工作；

（4）重复所述步骤（2）和所述步骤（3），直到记录的检测值组数达到需求；

（5）处理所述检测值，得到测量结果。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：在所述步骤（1）之前先将所述第一气压缸通气，当待测曲轴或连杆运动到极限位置时，将所述第一气压缸接通大气并将所述第二气压缸通气，当待测曲轴或连杆运动到极限位置时将所述第二气压缸接通大气并将所述第一气压缸通气，反复上述步骤3～5次以验证待测曲轴或连杆的工作能力。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述检测值组数为20。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤（5）中处理所述检测值的方法为：去除所述检测值的最大值和最小值，计算余下检测值的平均值。

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