CN106392611A - 基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中工装及对中方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于激光的曲轴对中技术领域，尤其是一种混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中工装，包括曲轴，曲轴上设有主轴颈和连杆轴颈，还包括平板、V块、螺旋升降装置、调整器、L型调整块、激光器设备、一维PSD传感设备和联轴器，V块放置在平板上，主轴颈放置在V块上，连杆轴颈正下方的平板上放置有螺旋升降装置，连杆轴颈上通过螺栓连接固定安装有调整器，调整器上通过螺栓连接水平固定安装有L型调整块。考虑到键槽和平键的加工精度和配合精度难以保证，本发明提高了曲轴装配精度；由引入键槽和平键而导致的曲轴动平衡问题，自然得到解决；减少了机械加工成本。

Description

基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中工装及对中 方法

技术领域

本发明涉及曲轴对中技术领域，尤其是一种基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中工装及对中方法。

背景技术

混杂纤维多轴向经编机，是将碳纤维、玻璃纤维等不同纤维按照不同角度铺放成若干纤维层，再用经编机将所有纤维层“绑缚成布”、裁剪后，利用RTM工艺制成复合材料构件。

出于成本和效率的考虑，纤维层尺寸较大，相应的，经编机的曲轴设计得很长。如此细长的曲轴，制造装配难度极大。现在一般都是制作多根相同的短曲轴，然后组合装配为一根长曲轴。如图1。显然，保证各曲轴的周向角度关系至关重要。现有的经编机，一般是在单根曲轴主轴颈上加工出键槽，装配时，将一根平键同时装入相邻两根曲轴的键槽内，即视为两根曲轴对中。这其实存在不少问题。第一，键槽和平键的加工精度、键槽和平键的配合精度都很难保证，这样两根曲轴的对中精度就无法保证。第二，经编机曲轴转速很高，单根曲轴装配前都需要动平衡。但是单根曲轴动平衡时，显然无法考虑平键的影响。这使得装配之后的整根长曲轴高速旋转时的动平衡问题复杂化。国产经编机的转速和世界先进水平在曲轴转速、机器振动、可靠性上有一定差距，这应该是一个重要原因。第三，破坏了主轴颈的结构完整，是个应力集中隐患。第四，增加曲轴加工工序数目。

发明内容

为了克服现有的不足，本发明提供了一种基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中工装及对中方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中工装，包括曲轴，曲轴上设有主轴颈和连杆轴颈，还包括平板、V块、螺旋升降装置、调整器、L型调整块、激光器设备、一维PSD传感设备和联轴器，V块放置在平板上，主轴颈放置在V块上，连杆轴颈正下方的平板上放置有螺旋升降装置，连杆轴颈上通过螺栓连接固定安装有调整器，调整器上通过螺栓连接水平固定安装有L型调整块。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述V块的个数为两个，两个V块的高度大小均一致。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述调整器包括工作V块和夹紧V块，工作V块和夹紧V块通过连接螺钉固定。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述工作V块侧面设有螺栓孔。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述螺栓孔的个数为两个

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述L型调整块上设有两个螺栓通槽，螺栓通槽上设有螺栓，螺栓通槽与螺栓相匹配。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述两个螺栓孔之间的距离与两个螺栓通槽之间的距离一致。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述激光设备包括激光器和伸缩支架，激光器的光轴平行于伸缩支架底面。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述一维PSD传感设备包括一维PSD传感器和一维PSD传感器支架，一维PSD传感器的工作面垂直于一维PSD传感器支架底面。

一种基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中方法，对中方法步骤如下所述：

1)将两个V块垂直放置在平板上，将曲轴的主轴颈置于V块上，测量出主轴颈的直径，记为d1，测量出主轴颈上母线距离平板表面的高度，记为h1，得出主轴颈的轴心线距离平板表面的高度H：

H= h1 - d1/2

2)测量出曲轴上连杆轴颈横截面的直径，记为d2，将螺旋升降装置放置于连杆轴颈正下方的平板上，提升螺旋升降装置从而逐步抬高连杆轴颈，直至测量出连杆轴颈上母线距离平板表面的高度为h2：

h2=H + d2/2

此时，连杆轴颈的轴心线距离平板表面的高度为H。

3)将工作V块及夹紧V块通过连接螺钉夹持于连杆轴颈上，工作V块侧面与平板表面垂直，拧紧工作V块及夹紧V块上的连接螺钉，工作V块及夹紧V块固定在连杆轴颈上。

4)将螺栓横穿L型调整块的螺栓通槽，并旋入工作V块侧面的螺栓孔中，调节L型调整块，直至测得L型调整块工作面与平板表面的距离为H，拧紧螺栓，将L型调整块固定在工作V块侧面上。

5)将安装在经编机上的所有曲轴均执行上述操作。

6)将激光设备和一维PSD传感设备置于平板上，激光设备发出的平行于支架底面的光轴被一维PSD传感设备垂直于支架底面的工作面接收到，同时一维PSD传感设备对激光设备发出的平行于支架底面的光轴高度进行读数，记为HH。

7)安装曲轴，先将一根带有调整器和L型调整块的曲轴安装在经编机上的轴承孔中并固定，将激光设备置于曲轴的L型调整块的工作面上，再将第二根带有调整器和L型调整块的曲轴安装在经编机上的轴承孔中，将一维PSD传感设备放置在第二根曲轴的L型调整块工作面上，将第二根曲轴绕轴承孔的轴心线转动，若激光设备和一维PSD传感设备在L型调整块工作面任意移动时，一维PSD传感设备对激光设备发出的光轴高度的读数始终为HH，则将第二根曲轴固定在轴承孔中，并用联轴器连接两根曲轴。

8)重复上述安装过程，将所有曲轴安装在经编机上的轴承孔中，待所有曲轴安装完毕后，拆除各曲轴上的调整器和L型调整块。

本发明的有益效果是，考虑到键槽和平键的加工精度和配合精度难以保证，本发明提高了曲轴装配精度；由引入键槽和平键而导致的曲轴动平衡问题，自然得到解决；减少了机械加工成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明L型调整块的侧示图；

图3是本发明主轴颈和连杆轴径测量示意图；

图4是本发明曲轴装配对中示意图；

图5是本发明工作V块侧视图；

图6是本发明对中方法示意图。

图中1、平板，2、V块，3、曲轴，4、螺旋升降装置，5、调整器，6、L型调整块，7、激光设备，8、连杆轴颈，9、联轴器，10、主轴颈，11、一维PSD传感设备，51、工作V块，52、夹紧V块，53、连接螺钉，54、螺栓孔，61、螺栓通槽，62、螺栓，63、L型调整块工作面，71、激光器，72、伸缩支架，111、一维PSD传感器，112、一维PSD传感器支架。

具体实施方式

如图1是本发明的结构示意图，图2是本发明L型调整块的侧示图，图3是本发明主轴颈和连杆轴径测量示意图，图4是本发明曲轴装配对中示意图，图5是本发明工作V块侧视图，图6是本发明对中方法示意图，一种基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中工装，包括曲轴3，曲轴3上设有主轴颈10和连杆轴颈8，还包括平板1、V块2、螺旋升降装置4、调整器5、L型调整块6、激光设备7、一维PSD传感设备11和联轴器9，V块2放置在平板1上，主轴颈10放置在V块2上，连杆轴颈8正下方的平板1上放置有螺旋升降装置4，连杆轴颈8上通过螺栓连接固定安装有调整器5，调整器5上通过螺栓连接水平固定安装有L型调整块6。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述V块2的个数为两个，两个V块2的高度大小均一致。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述调整器5包括工作V块51和夹紧V块52，工作V块51和夹紧V块52通过连接螺钉53固定。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述工作V块51侧面设有螺栓孔54。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述螺栓孔54的个数为两个

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述L型调整块6上设有两个螺栓通槽61，螺栓通槽61上设有螺栓62，螺栓通槽61与螺栓62相匹配。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述两个螺栓孔54之间的距离与两个螺栓通槽61之间的距离一致。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述所述激光设备7包括激光器71和伸缩支架72，激光器71的光轴平行于伸缩支架72底面

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述一维PSD传感设备11包括一维PSD传感器111和一维PSD传感器支架112，一维PSD传感器111的工作面垂直于一维PSD传感器支架112底面。

一种基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中方法，对中方法步骤如下所述：

1)将两个V块2垂直放置在平板1上，将曲轴3的主轴颈10置于V块2上，测量出主轴颈10的直径，记为d1，测量出主轴颈10上母线距离平板1表面的高度，记为h1，得出主轴颈10的轴心线距离平板1表面的高度H：

H= h1 - d1/2

2)测量出曲轴3上连杆轴颈8横截面的直径，记为d2，将螺旋升降装置4放置于连杆轴颈8正下方的平板1上，提升螺旋升降装置4从而逐步抬高连杆轴颈8，直至测量出连杆轴颈8上母线距离平板1表面的高度为h2：

h2=H + d2/2

此时，连杆轴颈8的轴心线距离平板1表面的高度为H。

3)将工作V块51及夹紧V块52通过连接螺钉53夹持于连杆轴颈8上，工作V块51侧面与平板1表面垂直，拧紧工作V块51及夹紧V块52上的连接螺钉53，工作V块51及夹紧V块52固定在连杆轴颈8上。

4)将螺栓62横穿L型调整块6的螺栓通槽61，并旋入工作V块51侧面的螺栓孔54中，调节L型调整块6，直至测得L型调整块工作面63与平板1表面的距离为H，拧紧螺栓62，将L型调整块6固定在工作V块51侧面上。

5)将安装在经编机上的所有曲轴3均执行上述操作。

6)将激光设备7和一维PSD传感设备11置于平板1上，激光设备7发出的平行于支架底面的光轴被一维PSD传感设备11垂直于支架底面的工作面接收到，同时一维PSD传感设备11对激光设备7发出的平行于支架底面的光轴高度进行读数，记为HH。

7)安装曲轴3，先将一根带有调整器5和L型调整块6的曲轴3安装在经编机上的轴承孔中并固定，将激光设备7置于曲轴3的L型调整块6的工作面上，再将第二根带有调整器5和L型调整块6的曲轴3安装在经编机上的轴承孔中，将一维PSD传感设备11放置在第二根曲轴3的L型调整块工作面63上，将第二根曲轴3绕轴承孔的轴心线转动，若激光设备7和一维PSD传感设备11在L型调整块工作面63任意移动时，一维PSD传感设备11对激光设备7发出的光轴高度的读数始终为HH，则将第二根曲轴3固定在轴承孔中，并用联轴器9连接两根曲轴3。

重复上述安装过程，将所有曲轴3安装在经编机上的轴承孔中，待所有曲轴3安装完毕后，拆除各曲轴3上的调整器5和L型调整块6。

Claims (10)

1.一种基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中工装，包括曲轴（3），曲轴（3）上设有主轴颈（10）和连杆轴颈（8），其特征是，还包括平板（1）、V块（2）、螺旋升降装置（4）、调整器（5）、L型调整块（6）、激光设备（7）、一维PSD传感设备（11）和联轴器（9），V块（2）放置在平板（1）上，主轴颈（10）放置在V块（2）上，连杆轴颈（8）正下方的平板（1）上放置有螺旋升降装置（4），连杆轴颈（8）上通过螺栓连接固定安装有调整器（5），调整器（5）上通过螺栓连接水平固定安装有L型调整块（6）。

2.根据权利要求1所述的基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中工装，其特征是，所述V块（2）的个数为两个，两个V块（2）的高度大小均一致。

3.根据权利要求1所述的基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中工装，其特征是，所述调整器（5）包括工作V块（51）和夹紧V块（52），工作V块（51）和夹紧V块（52）通过连接螺钉（53）固定。

4.根据权利要求3所述的基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中工装，其特征是，所述工作V块（51）侧面设有螺栓孔（54）。

5.根据权利要求4所述的基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中工装，其特征是，所述螺栓孔（54）的个数为两个。

6.根据权利要求1所述的基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中工装，其特征是，所述L型调整块（6）上设有两个螺栓通槽（61），螺栓通槽（61）上设有螺栓（62），螺栓通槽（61）与螺栓（62）相匹配。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中工装，其特征是，所述两个螺栓孔（54）之间的距离与两个螺栓通槽（61）之间的距离一致。

8.根据权利要求1所述的基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中工装，其特征是，所述激光设备（7）包括激光器（71）和伸缩支架（72），激光器（71）的光轴平行于伸缩支架（72）底面。

9.根据权利要求1所述的基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中工装，其特征是，所述一维PSD传感设备（11）包括一维PSD传感器（111）和一维PSD传感器支架（112），一维PSD传感器（111）的工作面垂直于一维PSD传感器支架（112）底面。

10.一种基于激光的混杂纤维多轴向经编机多曲轴对中方法，其特征是，对中方法步骤如下所述：

1）、将两个V块（2）垂直放置在平板（1）上，将曲轴（3）的主轴颈（10）置于V块（2）上，测量出主轴颈（10）的直径，记为d1，测量出主轴颈（10）上母线距离平板（1）表面的高度，记为h1，得出主轴颈（10）的轴心线距离平板（1）表面的高度H：

H= h1 - d1/2

2）、测量出曲轴（3）上连杆轴颈（8）横截面的直径，记为d2，将螺旋升降装置（4）放置于连杆轴颈（8）正下方的平板（1）上，提升螺旋升降装置（4）从而逐步抬高连杆轴颈（8），直至测量出连杆轴颈（8）上母线距离平板（1）表面的高度为h2：

h2=H + d2/2

此时，连杆轴颈（8）的轴心线距离平板（1）表面的高度为H；

3）、将工作V块（51）及夹紧V块（52）通过连接螺钉（53）夹持于连杆轴颈（8）上，工作V块（51）侧面与平板（1）表面垂直，拧紧工作V块（51）及夹紧V块（52）上的连接螺钉（53），工作V块（51）及夹紧V块（52）固定在连杆轴颈（8）上；

4）、将螺栓（62）横穿L型调整块（6）的螺栓通槽（61），并旋入工作V块（51）侧面的螺栓孔（54）中，调节L型调整块（6），直至测得L型调整块工作面（63）与平板（1）表面的距离为H，拧紧螺栓（62），将L型调整块（6）固定在工作V块（51）侧面上；

5）、将安装在经编机上的所有曲轴（3）均执行上述操作；

6）、将激光设备（7）和一维PSD传感设备（11）置于平板（1）上，激光设备（7）发出的平行于支架底面的光轴被一维PSD传感设备（11）垂直于支架底面的工作面接收到，同时一维PSD传感设备（11）对激光设备（7）发出的平行于支架底面的光轴高度进行读数，记为HH；

7）、安装曲轴（3），先将一根带有调整器（5）和L型调整块（6）的曲轴（3）安装在经编机上的轴承孔中并固定，将激光设备（7）置于曲轴（3）的L型调整块（6）的工作面上，再将第二根带有调整器（5）和L型调整块（6）的曲轴（3）安装在经编机上的轴承孔中，将一维PSD传感设备（11）放置在第二根曲轴（3）的L型调整块工作面（63）上，将第二根曲轴（3）绕轴承孔的轴心线转动，若激光设备（7）和一维PSD传感设备（11）在L型调整块工作面（63）任意移动时，一维PSD传感设备（11）对激光设备（7）发出的光轴高度的读数始终为HH，则将第二根曲轴（3）固定在轴承孔中，并用联轴器（9）连接两根曲轴（3）；

8）、重复上述安装过程，将所有曲轴（3）安装在经编机上的轴承孔中，待所有曲轴（3）安装完毕后，拆除各曲轴（3）上的调整器（5）和L型调整块（6）。