CN104457509A - 一种测量圆形轴直径的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量圆形轴直径的装置和方法，包括千分表、支架和手柄，千分表和手柄安装于支架上，支架包括上部的支撑台和下部呈“八”字形叉开的支脚；千分表包括表头、表支架、轴承套和探针，表支架连接于表头底部，轴承套安装于表支架中，探针穿过轴承套和表支架连接表头，探针底端为探针头，探针头通过螺丝固定；支架的支脚底面和下侧表面注塑了一层树脂挂胶层。本发明通过一固定角度的支架和一具有数显功能的位移千分表，使用过程中只需要将支架置于被测圆形辊轴上方，使支架的接触面与圆形轴表面形成线接触，千分表即能显示被测圆形轴的直径，测量精度较传统千分尺明显提高，且使用更为方便，价格也不高。

Description

一种测量圆形轴直径的装置和方法

技术领域

本发明涉及测量设备技术领域，具体涉及一种用于圆形轴直径测量的装置和方法。

背景技术

在圆形轴的测量中，目前普遍使用千分尺等工具进行，在高端行业则采用激光幕等测量方式。对于千分尺测量，有以下缺点：第一、对操作人员的要求比较严格，要能够熟练掌握千分尺的使用方法，在测量过程中必须让千分尺的两个测量切面的连接线与被测工件轴线垂直，否则会产生较大误差，而这一点在使用千分尺时是比较难把握的；第二、每一把千分尺的测量范围通常为25mm(比如100-125mm的千分尺只能测量100-125mm的圆形工件)，如果圆形轴的规格比较多，就需要若干把千分尺(比如90-220mm的测量范围，就要6把)，给使用造成很大的不便，且增加购置成本；第三、对于圆形轴经过镜面加工的工件，使用千分尺进行测量，因千分尺的测量面为硬质金属，将会对被测工件表面造成擦伤，影响工件质量；第四，千分尺测量工件时，因千分尺的读数为刻度式，故经常会产生误读的现象(误读0.5mm)。对于激光幕等测量设备而言，一般体积都比较大，设备价格也非常高，且不适合移动式测量，使用局限性比较明显，目前难以推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便、测量精度高、设备成本较低、不会损伤被测工件的圆形轴直径测量装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种测量圆形轴直径的装置，其特征在于：包括千分表、支架和手柄，千分表和手柄安装于支架上，支架包括上部的支撑台和下部呈“八”字形叉开的支脚，两支脚的夹角控制在30-150度之间；千分表包括表头、表支架、轴承套和探针，表支架连接于表头底部，轴承套安装于表支架中，探针穿过轴承套和表支架连接表头，探针底端为探针头，探针头通过螺丝固定；其中，表头和表支架位于支撑台上方，轴承套位于支撑台中，探针及探针头露出于支撑台下方的两支脚之间；支架的支脚底面和下侧表面注塑了一层树脂挂胶层。

进一步地，所述千分表为具有数显功能的光栅尺结构位移千分表，分辨率为万分之一毫米；在千分表程序中编写特定的校准方法，消除支架角度和千分表安装垂直度等方面的加工误差。

进一步地，所述探针头为PVDF(聚偏氟乙烯)探针头。

测量圆形轴直径的方法，采用前述的测量圆形轴直径的装置作为测量工具，按以下步骤进行测量：

1)、校准千分表，

A、选取两直径已知的圆形轴，小的直径为D1，大的直径为D2；将千分表清零，装置放置于桌面，让千分表的伸缩杆全伸长，确认单位是否是毫米显示，否则按下英尺/毫米切换到毫米显示，然后短按一下清零/开关键，清零，完成后可以开始校准；

B、将装置放置在小圆形轴上，保证支架纵切面与圆形轴轴线垂直；

C、长按5秒校准键进入校准模式1，出现小圆柱直径的输入值，最后一位闪烁，输入小圆形轴的直径数值，并保证装置稳定进行下一步操作；

D、按一次校准键，输入小圆柱的值会全闪烁，不要移动装置，等待采样计算数据，当稳定采样计算数据完成后，停止全闪，再按一次校准键，输入大圆形轴的直径数值，完成输入后将装置从小圆柱拿下来；

F、将装置放在大圆形轴上，需平稳及摆正，并保证支架纵切面与圆形轴轴线垂直；

E、确认放置无误后，再按一次校准键，数值全闪，开始采样计算数据，此时不要移动装置，当稳定读取数据后会停止采样，再按一次校准键，回到正常测量模式；

2)、确定探针原点位置e和设备直接角度&；通过公式：

D1＝sin&(D1+e-b)

D2＝sin&(D2+e-a)

其中，D1为小圆形轴直径，D2为大圆形轴直径，a为对大圆形轴的千分表位移，b为对小圆形轴的千分表位移；

计算出e和&的准确数值，校准完毕进行自动保存；此时即完成校准可进行正常测量；

3)、将装置放在被测圆形轴上，需平稳及摆正，并保证支架纵切面与圆形轴轴线垂直，按模式/值修改键来切换需要显示的类型，D为直径，r为半径，L为长度，p为周长，仪表液晶显示实际测量圆柱的测量值；

千分表的程序会根据设定的计算公式：

将被测圆形轴的数值直接显示在千分表的显示屏上，其中d为被圆形轴的直径，e为探针原点数值，b为探针对被圆形轴的位移。

本发明通过一固定角度的支架和一具有数显功能的位移千分表，使用过程中只需要将支架置于被测圆形辊轴上方，使支架的接触面与圆形轴表面形成线接触，千分表即能显示被测圆形轴的直径，测量精度较传统千分尺明显提高，且使用更为方便，价格也不高。

附图说明

图1为本发明平面结构图；

图2为千分表平面结构图；

图3为本发明校准过程示意图。

图中，1为表头，2为表支架，3为轴承套，4为探针，5为探针头，6为支撑台，7为支脚，8为树脂挂胶层。

具体实施方式

本实施例中，参照图1、图2和图3，所述测量圆形轴直径的装置，包括千分表、支架和手柄，千分表和手柄安装于支架上，支架包括上部的支撑台6和下部呈“八”字形叉开的支脚7，两支脚7的夹角为90度(控制在30-150度之间)；千分表包括表头1、表支架2、轴承套3和探针4，表支架2连接于表头1底部，轴承套3安装于表支架2中，探针4穿过轴承套3和表支架2连接表头1，探针4底端为探针头5，探针头5通过螺丝固定；其中，表头1和表支架2位于支撑台6上方，轴承套3位于支撑台6中，探针4及探针头5露出于支撑台6下方的两支脚7之间；支架的支脚7底面和下侧表面注塑了一层树脂挂胶层8。

所述千分表为具有数显功能的光栅尺结构位移千分表，分辨率为万分之一毫米；在千分表程序中编写特定的校准方法，消除支架角度和千分表安装垂直度等方面的加工误差。

所述探针头为PVDF(聚偏氟乙烯)探针头。

测量圆形轴直径的方法，采用前述的测量圆形轴直径的装置作为测量工具，按以下步骤进行测量：

1)、校准千分表，

A、选取两直径已知的圆形轴，小的直径为D1，具体数值为100.002mm，大的直径为D2，具体数值为500.003mm；将千分表清零，装置放置于桌面，让千分表的伸缩杆全伸长，确认单位是否是毫米显示，否则按下英尺/毫米切换到毫米显示，然后短按一下清零/开关键，清零，完成后可以开始校准；

B、将装置放置在小圆形轴上，保证支架纵切面与圆形轴轴线垂直；

C、长按5秒校准键进入校准模式1，出现小圆柱直径的输入值，最后一位闪烁，输入小圆形轴的100.002，并保证装置稳定进行下一步操作；

D、按一次校准键，输入小圆柱的值会全闪烁，不要移动装置，等待采样计算数据，当稳定采样计算数据完成后，停止全闪，再按一次校准键，输入大圆形轴的500.003，完成输入后将装置从小圆柱拿下来；

F、将装置放在大圆形轴上，需平稳及摆正，并保证支架纵切面与圆形轴轴线垂直；

E、确认放置无误后，再按一次校准键，数值全闪，开始采样计算数据，此时不要移动装置，当稳定读取数据后会停止采样，再按一次校准键，回到正常测量模式；

2)、确定探针原点位置e和设备直接角度&；通过公式：

D1＝sin&(D1+e-b)

D2＝sin&(D2+e-a)

其中，D1为小圆形轴直径，D2为大圆形轴直径，a为对大圆形轴的千分表位移，b为对小圆形轴的千分表位移；

计算出e和&的准确数值，校准完毕进行自动保存；此时即完成校准可进行正常测量；

3)、将装置放在被测圆形轴上，需平稳及摆正，并保证支架纵切面与圆形轴轴线垂直，按模式/值修改键来切换需要显示的类型，D为直径，r为半径，L为长度，p为周长，仪表液晶显示实际测量圆柱的测量值；

千分表的程序会根据设定的计算公式：

将被测圆形轴的数值直接显示在千分表的显示屏上，其中d为被圆形轴的直径，e为探针原点数值，b为探针对被圆形轴的位移。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (4)

1.一种测量圆形轴直径的装置，其特征在于：包括千分表、支架和手柄，千分表和手柄安装于支架上，支架包括上部的支撑台和下部呈“八”字形叉开的支脚；千分表包括表头、表支架、轴承套和探针，表支架连接于表头底部，轴承套安装于表支架中，探针穿过轴承套和表支架连接表头，探针底端为探针头，探针头通过螺丝固定；其中，表头和表支架位于支撑台上方，轴承套位于支撑台中，探针及探针头露出于支撑台下方的两支脚之间；支架的支脚底面和下侧表面注塑了一层树脂挂胶层。

2.根据权利要求1所述的测量圆形轴直径的装置，其特征在于：所述千分表为具有数显功能的光栅尺结构位移千分表。

3.根据权利要求1所述的测量圆形轴直径的装置，其特征在于：所述探针头为PVDF探针头。

4.一种测量圆形轴直径的方法，其特征在于：采用前述的测量圆形轴直径的装置作为测量工具，按以下步骤进行测量：

1）、校准千分表，

A、选取两直径已知的圆形轴，小的直径为D1，大的直径为D2；将千分表清零，装置放置于桌面，让千分表的伸缩杆全伸长，确认单位是否是毫米显示，否则按下英尺/毫米切换到毫米显示，然后短按一下清零/开关键，清零，完成后可以开始校准；

B、将装置放置在小圆形轴上，保证支架纵切面与圆形轴轴线垂直；

C、长按5秒校准键进入校准模式1，出现小圆柱直径的输入值，最后一位闪烁，输入小圆形轴的直径数值，并保证装置稳定进行下一步操作；

D、按一次校准键，输入小圆柱的值会全闪烁，不要移动装置，等待采样计算数据，当稳定采样计算数据完成后，停止全闪，再按一次校准键，输入大圆形轴的直径数值，完成输入后将装置从小圆柱拿下来；

E、将装置放在大圆形轴上，需平稳及摆正，并保证支架纵切面与圆形轴轴线垂直；

F、确认放置无误后，再按一次校准键，数值全闪，开始采样计算数据，此时不要移动装置，当稳定读取数据后会停止采样，再按一次校准键，回到正常测量模式；

2）、确定探针原点位置e和设备直接角度&；通过公式：

D1= sin&（D1+e-b）

D2= sin&（D2+e-a）

其中，D1为小圆形轴直径，D2为大圆形轴直径，a为对大圆形轴的千分表位移，b为对小圆形轴的千分表位移；

计算出e和&的准确数值，校准完毕进行自动保存；此时即完成校准可进行正常测量；

3）、将装置放在被测圆形轴上，需平稳及摆正，并保证支架纵切面与圆形轴轴线垂直，按模式/值修改键来切换需要显示的类型，D为直径，r为半径 ，L为长度，p为周长，仪表液晶显示实际测量圆柱的测量值；

千分表的程序会根据设定的计算公式：

      Sin&（e-b）

d= ————

   1-sin&

将被测圆形轴的数值直接显示在千分表的显示屏上，其中d为被圆形轴的直径，e为探针原点数值，b为探针对被圆形轴的位移。