CN104359378B - 一种数字游标间隙尺及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数字游标间隙尺及其使用方法，其中所述数字游标间隙尺包括游标尺组件、压力测量组件、连接装置；其特征在于：所述数字间隙尺组件包括游标(2)、主尺(1)、紧固螺钉(3)；所述压力测量组件包括压力传感器(6)、推力杆(8)、直线轴承(5)、紧固螺栓(7)；所述连接装置包括斜连接杆(4)、销钉(9)、主连接杆(10)、连接螺栓。本发明具有如下有益效果：结构简单加工方便、通用性强，而且装配容易、操作简单。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种用于精确测量间隙大小的数字游标间隙尺。
背景技术
在机械系统中，为保证零件顺利装配和运动副的正常运动，各零件问存在适当的间隙是不可避免的。然而由于制造过程中存在的加工误差以及零件在服役过程中磨损、热效应及局部变形等因素的影响，间隙大小将逐渐偏离合理的控制范围。不合理的间隙，不仅对机械系统几何尺寸上产生影响，而且间隙引起的接触-碰撞力也会大大地影响系统的动态响应，使其偏离理想状态，进而导致机械系统不正常振动、密封性不佳、寿命降低等问题。因此研究间隙值的测量具有实际意义。人们已经发明了一系列精巧的结构及方式来测量间隙值的大小。比如，利用间隙塞尺的组合可以精确测量间隙值；利用三角塞尺可以方便地测量间隙值的大小；现在甚至出现了一些电子式的间隙测量仪，包括电容间隙仪及激光间隙测量仪等。中国专利CN202582447U中公开了一种间隙测量工具，其采用逐渐增大的长方体或圆柱体前后连接的方式构成阶梯状的间隙测量工具，可以方便地用于汽车生产中。
目前，用于间隙测量方式较多，然而主要的间隙测量装置及方式有以下不足：间隙塞尺组合操作复杂，组合的过程中会带来误差；三角塞尺在塞入的过程中，会引入垂直于间隙方向的力，对于软材料形成的间隙值测量会引入误差；CN202582447U中公开的间隙测量工具由于两侧都是阶梯状，难以对准间隙，从而不能方便地插入间隙中，并且测量误差较大，不能进行精确测量。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种用于精确测量间隙大小的数字游标间隙尺。
本发明所采用的技术方案是：所述间隙尺包括游标尺组件、压力测量组件、连接装置；所述游标尺组件包括游标(2)、主尺(1)、紧固螺钉(3)；所述压力测量组件包括压力传感器(6)、推力杆(8)、直线轴承(5)、紧固螺栓(7)；所述连接装置包括斜连接杆(4)、销钉(9)、主连接杆(10)、连接螺栓(11)。
优选地，所述主尺(1)右端与主连接杆(10)下端通过连接螺栓(11)相连；所述游标(2)套在主尺(1)上；所述紧固螺钉(3)用于实现游标(2)在主尺(1)任意位置的固定；所述推力杆(8)左端与压力传感器(6)相连，右端与斜连接杆(4)通过销钉相连；所述直连轴承(5)通过紧固螺栓(7)与主连接杆(10)相连，并套在推力杆(8)上用于保证推力杆(8)的水平运动及测量精度的要求；所述斜连接杆(4)与主连接杆(10)通过销钉(9)相连，斜连接杆(4)上下两端开有两个导向槽；所述导向槽用于保证所述各部件之间的正常运动以及测量精度要求。
优选地，所述游标(2)可在主尺(1)上水平运动，两者之间设有弹簧片以使游标(2)紧靠在主尺(1)上，其后端设有销钉以实现游标(2)在斜连接杆(4)下端导向槽内的运动；所述推力杆(8)可通过右端销钉在斜链接杆(4)上端导向槽内运动；所述斜连接杆(4)可绕销钉(9)旋转；所述连接装置结构成一定比例使得游标尺组件的测量值为推力杆(8)位移的五倍。
优选地，所述游标尺组件结构为典型的电子游标卡尺，分为机械部分、传感器部分；游标(2)内设有容栅传感器用以实现位移的测量。
优选地，所述间隙尺测量精度为0.002mm，量程为50mm；其中，所述游标尺组件精度为0.01mm，量程为250mm。
优选地，所述压力传感器(6)与游标尺组件内的位移传感器可将所测参数通过数据传输线传输给数据采集设备，并通过电脑将采集数据处理，以实现数字化测量。
优选地，所述主连接杆(10)测量时要求与被测机构表面保持平行；所述压力传感器(6)要求紧贴被测机构外表面。
本发明还公开一种数字游标间隙尺进行机构内部间隙值测量的方法。
本发明具有如下有益效果和显著地进步：
1)采用传统电子游标卡尺作为测量主尺，结构简单加工方便。
2)所述数字游标间隙尺通过连接装置将推力杆(8)微小的位移放大，实现了微小间隙值的精确测量，并提高了测量精度。
3)所述数字游标间隙尺可对不同位置、不同大小的间隙测量，操作简单方便。
4)所述数字游标间隙尺与斜坡或三角形的间隙尺相比，测量过程不会因人为因素使得间隙大小产生变化。
5)所述数字游标间隙尺与间隙塞尺相比不需要进行叠加组合。
6)结构紧凑、通用性强，而且加工装配容易、操作简单。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
图1为本发明数字游标间隙尺的等轴测图；
图2为本发明数字游标间隙尺的游标尺组件等轴测图；
图3为本发明数字游标间隙尺的压力测量组件等轴测图。
附图标记对应的部件名称：1主尺；2游标；3紧固螺钉；4斜连接杆；5直线轴承；6压力传感器；7紧固螺栓；8推力杆；9销钉；10主连接杆；11连接螺栓。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图对本发明的结构原理和工作原理做进一步详细说明：
实施例一：
参照图1、图2及图3所示，一种数字游标间隙尺，包括游标尺组件、测量组件、连接装置等，通过游标间隙尺实现机构内间隙大小的精确测量。
其中游标尺组件分为机械机构和传感器两部分，机械机构部分由游标2、主尺1、紧固螺钉3组成；游标2套在主尺1上，游标2上端紧固螺钉3用于实现游标2在主尺1任意位置的固定；主尺1与游标2之间设有弹簧片，使得游标2紧贴主尺1；游标2可在主尺1上水平运动从而实现间隙值的测量；传感器部分为容栅位移传感器设在游标2内。
压力测量组件由直线轴承5、压力传感器6、紧固螺栓7、推力杆8组成；直线轴承5套在推力杆8上以保证推力杆8的水平运动及间隙尺测量精度；压力传感器6安装在推力杆8左端，以实现压力测量；直线轴承5通过紧固螺栓7固定在主连接尺10上。
连接装置由斜连接杆4、销钉9、主连接杆10、连接螺栓11组成。主连接杆10通过连接螺栓11将主尺1固定，斜连接杆4通过上下两端导向槽将游标尺组件和压力测量组件连接；通过斜连接杆4绕销钉9的旋转以实现推力杆8和游标2的水平运动；通过斜连接杆4与主连接杆10之间的位置比例有效得将推力杆位移放大，以实现间隙大小的精确测量。
实施例二：
一种使用数字游标间隙尺进行机构内部间隙值测量的方法，其特征在于所述方法包含如下步骤：
步骤一、测量尺参数初始化步骤：通过所述游标2上端紧固螺钉3使得游标2固定在主尺1上，并使得游标2零刻度线与主尺1零刻度线对齐。
步骤二、间隙值测量步骤：根据步骤一所述将所述游标间隙尺调零并将推力杆8左端紧挨被测机构外表面，松开紧固螺钉3，通过缓慢转动斜连接杆4带动游标2和推力杆8运动，通过压力传感器6和游标2内的容栅位移传感器将感受到的压力及游标2的位移传递给数据采集设备。
步骤三、数据的采集与处理步骤包括：通过数据采集设备采集压力传感器6及游标2的容栅传感器的测量值；通过电脑计算出推力杆8位移，并将压力值与位移值的比值作为等效刚度；根据等效刚度变化获得间隙闭合状态及对应间隙大小。
以上所述仅为本发明专利的优选实施例，并不用于限制发明专利，对于本领域的技术人员来说，本发明专利可以有各种更改和变化。凡在本发明专利的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种数字游标间隙尺，包括游标尺组件、压力测量组件、连接装置；其特征在于：所述游标尺组件包括游标(2)、主尺(1)、紧固螺钉(3)；所述压力测量组件包括压力传感器(6)、推力杆(8)、直线轴承(5)、紧固螺栓(7)；所述连接装置包括斜连接杆(4)、销钉(9)、主连接杆(10)、连接螺栓(11)；所述主尺(1)右端与主连接杆(10)下端通过连接螺栓(11)相连；所述游标(2)套在主尺(1)上；所述紧固螺钉(3)用于实现游标(2)在主尺(1)任意位置的固定；所述推力杆(8)左端与压力传感器(6)相连，右端与斜连接杆(4)通过销钉相连；所述直线轴承(5)通过紧固螺栓(7)与主连接杆(10)相连，并套在推力杆(8)上用于保证推力杆(8)的水平运动及测量精度的要求；所述斜连接杆(4)与主连接杆(10)通过销钉(9)相连，斜连接杆(4)上下两端开有两个导向槽用以连接游标尺组件与压力测量组件；所述导向槽用于保证所述各部件之间的正常运动以及测量精度要求；所述游标尺组件分为机械部分、传感器部分；游标(2)内设有容栅位移传感器用以实现位移的测量。
2.根据权利要求1所述的数字游标间隙尺，其特征在于：所述游标(2)可在主尺(1)上水平运动，两者之间设有弹簧片以使游标(2)紧靠在主尺(1)上，其后端设有销钉以实现游标(2)在斜连接杆(4)下端导向槽内的运动；所述推力杆(8)可通过右端销钉在斜连接杆(4)上端导向槽内运动；所述斜连接杆(4)可绕销钉(9)旋转；所述连接装置结构成一定比例使得游标尺组件的测量值为推力杆(8)位移的五倍。
3.根据权利要求1所述的数字游标间隙尺，其特征在于：所述数字游标间隙尺测量精度为0.002mm，量程为50mm；其中，所述游标尺组件精度为0.01mm，量程为250mm。
4.根据权利要求1所述数字游标间隙尺，其特征在于：所述压力传感器(6)与游标(2)将所测参数通过数据传输线传输给数据采集设备，并通过电脑将采集数据处理，以实现数字化测量。
5.根据权利要求1所述数字游标间隙尺，其特征在于：所述主连接杆(10)测量时要求与被测机构表面保持平行；压力传感器(6)要求紧贴被测机构外表面。
6.一种根据权利要求1-5任一所述的数字游标间隙尺进行机构内部间隙值测量的方法，其特征在于：所述方法包含如下步骤：
步骤一、测量尺参数初始化步骤：通过所述游标(2)上端紧固螺钉(3)使得游标(2)固定在主尺(1)上，并使得游标(2)零刻度线与主尺(1)零刻度线对齐；
步骤二、间隙值测量步骤：将所述数字游标间隙尺调零，并将压力传感器(6)紧贴被测机构外表面，松开紧固螺钉(3)，通过缓慢转动斜连接杆(4)带动游标(2)和推力杆(8)运动，通过推力杆(8)前端压力传感器(6)和游标(2)内设置的容栅位移传感器将感受到的压力以及游标(2)的位移传递给数据采集设备；
步骤三、数据的采集与处理步骤包括：通过数据采集设备采集压力传感器(6)及游标(2)内容栅传感器的测量值；通过电脑计算出推力杆(8)位移，并将压力值与位移值的比值作为等效刚度；根据等效刚度变化获得间隙闭合状态及对应间隙大小。
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