CN103575194B - 一种轴类表面纹理导程角检测装置 - Google Patents

Abstract

一种轴类表面纹理导程角检测装置，夹装板上设有水平顶轴，该顶轴上设有调节螺栓；顶轴靠近其两端位置分别设有轴承；所述夹装板上还设有两个固定的水平底轴，这两个底轴等高且均位于顶轴下部；每个底轴靠近其两端位置分别设有轴承；水平工件可夹持在上述三组轴承之间；底座上还设有电机支架，电机支架上设电动机，电动机的输出轴与联轴器的主动部分相连；工件的非纹理端可与联轴器的从动部分相连；还包括一个用于测量的重锤，重锤上设有丝线。本发明与现有技术相比具有可在加工现场精确检测出工件表面纹理螺旋方向和长度，从而计算导程角大小，体积小，操作简单，工作效率高等优点。

Description

一种轴类表面纹理导程角检测装置

技术领域本发明涉及一种机械零部件的检测装置，尤其涉及一种轴类工件的检测装置。

背景技术在机械加工领域，汽车平均拥有超过80个需要密封的零件，因密封不严问题造成的损失数以亿计，而造成密封泄漏的主要原因是与密封件接触的轴类工件的表面纹理形状以及密封件的磨损等。如果轴类工件的表面纹理太粗糙，会导致密封件快速磨损，从而发生泄漏；如果轴类工件的表面纹理太光滑，会导致密封不严密，也会发生泄漏。由于轴类工件外表面的加工是以轴心方向旋转、沿直线或曲线前进方向进行车削或磨削等加工的，因此在加工后，工件表面纹理是呈螺旋线状的，螺旋线导程角的大小决定轴表面纹理的粗糙程度，而密封处工件表面纹理螺旋线旋转方向和工件本身的旋转方向会造成密封的润滑液体沿着螺旋线沟槽溢漏。对于轴密封部位的检测传统以粗糙度为主，目前，为了延长车辆的使用寿命和提高安全可靠性，已经提出对轴类工件表面纹理螺旋导程角和方向的加工进行控制和检测。目前的用于检测轴类工件表面纹理方向主要采用数控车床进行检测，这种检测方式的缺点在于：

1、无法实现在工件表面纹理加工现场进行检测；

2、对机床的水平和回转精度要求高，设备调试时间长；

3、只能在机床内检测纹理长度，无法保证测量的精确度。

发明内容本发明的目的在于提供一种可在加工现场精确检测出工件表面纹理螺旋方向和长度，体积小，操作简单，工作效率高，制作成本低的轴类表面纹理导程角检测装置。

本发明包括用于支撑的托架，还包括设在托架上的底座，为保证底座上端面的水平，底座与托架之间设能够调节所述底座倾斜度的调节螺钉；本发明还包括设在底座上用于支撑的夹装板，夹装板上设有能够升降的水平顶轴，该顶轴上设有能够调节其升降的调节螺栓；所述顶轴靠近其两端位置分别设有能够压紧工件的轴承；所述夹装板上位于顶轴下部还设有两个固定的水平底轴；每个底轴靠近其两端位置分别设有能够支撑工件的轴承；所述底座上还设有电机支架，电机支架上设电动机，电动机的输出轴与联轴器的主动部分相连；工件的非纹理端可与联轴器的从动部分相连；所述本发明还包括一个用于测量的重锤，重锤上设有丝线，丝线可挂在工件上。

所述底座上还包括能够测量工件表面纹理长度的标尺。

所述电动机最好是永磁同步电动机，从而实现工件不同转数的测量。

本发明可在工件加工现场直接进行测量，为了保证测量准确和运行平稳，先通过调节螺钉调节底座上端面的水平，可利用水平仪测量底座的水平，测量时，先将工件的非纹理端与联轴器的从动部分相连，工件非端部置于底轴两侧的轴承上，两组轴承实现对工件的支撑，然后通过夹装板上的调节螺栓使顶轴两端的轴承向下运动，直至压紧工件，保证工件平稳运转；将重锤通过丝线挂在工件的纹理初始位置（一般为工件纹理槽的一端），启动电动机，电动机带动工件旋转，由于工件表面纹理呈螺旋状，当工件转动时，丝线连同重锤可沿工件轴向有纹理初始位置向结束位置运动，可通过控制电动机的正反转确定纹理的螺旋方向，利用标尺测量丝线移动的距离，可得出纹理的长度，从而计算导程角；电动机可通过时间继电器控制，在规定时间内完成检测，可以更加提高测量的效率。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、可在加工现场精确检测出工件表面纹理螺旋方向和长度，计算导程角大小；

2、体积小，重量轻、操作简单；

3、工作效率高，制作成本低，降低工人劳动强度；

4、大大节约了生产成本，减少工件的加工周期。

附图说明下面结合附图和实施例对本发明作详细进一步说明。

图1为实施例的主视剖面示意图。

图2为实施例的左视示意图。

图3为实施例的右视示意图。

图4为实施例的调节螺杆主视示意图。

图5为实施例的顶轴主视剖面示意图。

图6为图1局部放大图。

图7为实施例的联轴器主视示意图。

图8为实施例利用重锤检测工件表面纹理螺旋方向示意图。

具体实施方式

如图1、图2以及图3所示，托架是由4根支撑腿1以及它们顶端的方形托板2组成的，其托板的上端面铺设方形底座3，托板的四个侧面分别通过螺栓连接用于将底座限位的挡板4，实现底座的横向固定；为保证底座上端面的水平，其与托板之间设4根调节螺钉5，这4根调节螺钉与分别设在靠近托板四个边角位置，调节螺钉与托板螺纹连接，并且调节螺钉的顶端与底座的下端面相接触；所述底座的上端面通过螺栓固定竖直的夹装板6，沿夹装板的中线开设一水平的方形通孔7，通孔内设有一根轴线与其中线相对应且能够升降的水平心轴，即顶轴8，沿所述夹装板的上端面中线设开口向上并且下端与通孔相连通的“T”形槽孔，即定位槽9，定位槽内通过螺栓连接与其间隙配合的定位块10；所述顶轴上连接一根能够调节其升降的调节螺栓11，所述顶轴靠近其两端位置分别设与其间隙配合的轴承12，所述轴承12这样固定在顶轴上：顶轴上设有一端顶在轴承12内圈、另一端顶在轴肩侧面的垫片14，所述顶轴的端部通过螺纹连接螺母15，螺母与轴承12之间设一端顶在轴承12内圈、另一端顶在螺母侧面上的垫片16，通过紧固螺母将轴承12固定；所述顶轴下部设有两个均与夹装板间隙配合的心轴，即底轴17，这两个底轴高度相同且轴线分别设在夹装板中线的两侧，每个底轴的靠近其轴向两端位置分别设与其间隙配合的轴承18，所述轴承18这样固定在的底轴上，底轴上的其中一个轴承18的内圈一端顶在底轴的轴肩一侧，该轴承18内圈的另一端顶在与底轴通过螺纹相连的螺钉19头部，通过紧固螺钉19将该轴承18固定；底轴上的另一个轴承18的内圈一端顶在套接于底轴上的垫片20一端，垫片的另一端顶在夹装板上，该轴承18的内圈另一端顶在与底轴通过螺纹相连的螺钉21头部，通过紧固螺钉21将该轴承18固定；工件13由夹装板的通孔伸入且位于轴承12的下部，由两个底轴上的两组轴承18支撑，然后通过调节螺栓使轴承12下移，直至压紧工件；上述托板的上端面通过螺栓固定竖直的电机支架22，电机支架上通过螺栓固定永磁同步电动机23，该电动机的输出轴与联轴器24的主动轴孔相连，所述联轴器的从动轴孔与工件的非纹理端相连；工件的纹理端挂有一个丝线25，丝线的下端与重锤26相连，所述丝线是由尼龙或DYNEEMA纤维或天然纤维制成的，例如，0.4号—1.5号渔线；所述重锤的重量一般为30g；所述与工件的纹理部分设有用于测量纹理长度的标尺27，该标尺下端通过螺栓固定在底座上，标尺是由弹性金属板制成的，例如不锈钢板，其与工件具有一段距离，一般5—10cm，其顶部设刻度线，测量时，将标尺头部靠近工件测量部位，保证可读出丝线移动距离即可。

所述调节螺栓是这样实现调节顶轴升降的：如图4、图5以及图6所示，调节螺栓11的杆体28靠近下端位置沿圆周设一圈截面为弧形的槽孔，即销孔29，所述杆体位于销孔上部设外螺纹，所述顶轴8的中部轴肩设开口向上并且与调节螺栓非螺纹部分对应的槽孔30，该槽孔的两侧对应调节螺栓杆部销孔位置分别设弹性销31，弹性销部分伸出槽孔，所述调节螺栓由上述定位块10内部与之配合的螺纹通孔32穿过，下端伸入顶轴的槽孔内，其销孔与所述弹性销配合在一起，实现对调节螺栓的定位，这样，调节螺栓上下运动同时，带动顶轴上下运动，从而实现顶轴的升降调节。

如图1和图7所示，所述联轴器24主体为圆柱形金属块，其材质一般为HT200，沿联轴器的一个底面向内开设与其同轴用于连接电动机输出轴33的槽孔，即主动轴孔34，主动轴孔与联轴器外侧面之间设用于固定电动机输出轴的销孔35，即电动机输出轴伸入主动轴孔后，通过与销孔相连的销钉36将电动机输出轴固定；沿所述联轴器另一底面向内开设与其同轴用于连接工件13的槽孔，即从动轴孔37，从动轴孔与主动轴孔相连通，所述从动轴孔是由外向内的两段孔组成的，第一段孔37-1为圆柱形孔，第二段37-2为最大直径端与第一段相连的圆台形孔，第二段孔的最大直径与第一段孔的直径相同并且第二段孔的母线与其轴线之间的夹角角度为1°，这样，当工件插入后，可保证工件连接牢固并且工件与电机轴处在同一轴线上。所述第二段孔的最小直径端与上述主动轴孔相连，所述第一段孔与第二段孔连接处设与联轴器外侧面之间设用于固定工件的螺孔38，即工件伸入从动轴孔后，通过与螺孔相连的紧定螺钉39将工件固定。

应用实例

如图8所示，丝线25挂在工件13的纹理初始位置（纹理槽40的左端），启动电机，电机正传，丝线与重锤26由纹理槽左端向右端移动，移动至纹理槽右端（纹理结束位置）停止，电机反转，丝线与重锤由纹理槽右端向左端移动，移动至纹理槽左端（纹理初始位置）停止，这样就可以检测出纹理的螺旋方向为向左；反之，电机反传，丝线与重锤由纹理槽左端向右端移动，移动至纹理槽右端（纹理结束位置）停止，电机正转，丝线与重锤由纹理槽右端向左端移动，移动至纹理槽左端（纹理初始位置）停止，这样就可以检测出纹理的螺旋方向为向右；可通过标尺测量出丝线移动的距离，通过丝线移动的距离，得出纹理的长度，通过纹理长度、电机的转速以及工件的尺寸可以计算出纹理的导程角。

Claims (5)

1.一种轴类表面纹理导程角检测装置，其特征是：用于支撑的托架上设底座，底座上设用于支撑的夹装板，夹装板上设有能够升降的水平顶轴，该顶轴上设有能够调节其升降的调节螺栓；所述顶轴靠近其两端位置分别设有能够压紧工件的轴承；所述夹装板上位于顶轴下部还设有两个固定的水平底轴；每个底轴靠近其两端位置分别设有能够支撑工件的轴承；所述底座上还设有电机支架，电机支架上设电动机，电动机的输出轴与联轴器的主动部分相连；工件的非纹理端与联轴器的从动部分相连；还包括一个用于测量的重锤，重锤上设有丝线，丝线可挂在工件上。

2.根据权利要求1所述的轴类表面纹理导程角检测装置，其特征是：所述联轴器主体为圆柱形金属块，沿联轴器的一个底面向内开设与其同轴用于连接电动机输出轴的槽孔，即主动轴孔，主动轴孔与联轴器外侧面之间设用于固定电动机输出轴的销孔，即电动机输出轴伸入主动轴孔后，通过与销孔相连的销钉将电动机输出轴固定；沿所述联轴器另一底面向内开设与其同轴用于连接工件的槽孔，即从动轴孔，从动轴孔与主动轴孔相连通，所述从动轴孔是由外向内的两段孔组成的，第一段孔为圆柱形孔，第二段为最大直径端与第一段相连的圆台形孔，第二段孔的最大直径与第一段孔的直径相同并且第二段孔的母线与其轴线之间的夹角角度为1°，所述第二段孔的最小直径端与上述主动轴孔相连，所述第一段孔与第二段孔连接处设与联轴器外侧面之间设用于固定工件的螺孔，即工件伸入从动轴孔后，通过与螺孔相连的紧定螺钉将工件固定。

3.根据权利要求1或2所述的轴类表面纹理导程角检测装置，其特征是：所述底座上还包括能够测量工件表面纹理长度的标尺。

4.根据权利要求3所述的轴类表面纹理导程角检测装置，其特征是：底座与托架之间设能够调节所述底座倾斜度的调节螺钉。

5.根据权利要求4所述的轴类表面纹理导程角检测装置，其特征是：所述电动机是永磁同步电动机。