CN107246836B - 活塞与活塞杆同轴度测量装置及测量调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活塞与活塞杆同轴度测量装置，包括环形夹箍、滑块、支架和百分表，两个半圆形环体内缘抱住活塞杆的外圆，通过配对的铰制螺栓螺母组固定连接成环形夹箍，环形夹箍的内孔固定在活塞杆外圆上，滑块嵌在环形夹箍外缘的环形凹槽中。支架的水平杆的一端固定在滑块的连接孔中，百分表的触头抵靠在被测的活塞的外周面上。本发明的方法包括1）组装滑块支架组件，2）环形夹箍固定在活塞杆上，安装百分表；3）根据百分表测量值调整活塞杆和活塞的相对位置。本发明结构简单、安装使用方便。可使百分表触头可绕着静止的活塞组件的轴心线360°转动进行同轴度测量，降低了活塞组件的同轴度测量难度，提高了工作效率。

Description

活塞与活塞杆同轴度测量装置及测量调整方法

技术领域

本发明涉及一种轴类零件的同轴度测量装置，特别是一种船用低速柴油机活塞杆和活塞的同轴度测量装置，还包括活塞杆和活塞的同轴度测量方法以及减小活塞杆和活塞的同轴度偏差的调整方法，属于轴类零件位置公差测量技术领域。

背景技术

现代工业设备中各种不同直径的轴段装配成的轴类组合件种类很多，轴类组合件不同直径轴段之间的同轴度偏差对于部件运动的安全性以及设备的整体性能都有重要的影响。如船用低速柴油机上的活塞组件主要由活塞杆和活塞装配而成，活塞组件在气缸套内上下往复运动，将缸内柴油燃烧的热能转化为机械能，而低速船用柴油机的缸内燃烧压力非常高，100%功率运行时缸内的最高压力超过18MPa，所以，活塞外周面与缸套内孔的配合间隙非常重要，必须保证间隙值在设计范围内，否则，轻则增大了气缸套及活塞组件的磨损速度，重则易发生安全事故。因此，在活塞组装的过程中需要控制好活塞与活塞杆装配的同轴度偏差，必须使其在设计要求的同轴度公差范围内，对提高船用低速柴油机的装配质量，确保船用低速柴油机的工作安全具有重要意义。

CN 203881289 U的中国实用新型专利公开了一种活塞环槽与外圆同心度测量装置，该装置包括心轴、百分表以及定位表架，活塞支撑作为心轴的V形块上，定位表架的一端与百分表的下端部相连接，另一端安装在心轴一侧，通过活塞在作为心轴的V形块上的360°转动，完成活塞环槽与活塞外圆的同心度测量。该装置操作简便，提高了工作效率，减少人力成本投入，同时测量精度误差可以降低到最小。但是，该装置只能用于重量较轻活塞的同心度测量，不能用于活塞杆和活塞的同轴度测量，尤其是船用低速柴油机上的活塞组件重量达600公斤以上，无法采用转动活塞组件的方式进行同轴度测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、测量误差较小、操作方便的活塞与活塞杆同轴度测量装置及测量调整方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种活塞与活塞杆同轴度测量装置，包括由两个半圆形环体固定连接而成的环形夹箍、滑块、支架和百分表，所述半圆形环体的径向外缘内设有矩形横截面的半圆形凹槽，半圆形环体的径向内缘与活塞杆外圆匹配，半圆形环体两端的上下侧分别向外垂直延伸出耳板，两个半圆形环体内缘抱住活塞杆的外圆，此时对应的耳板彼此抵靠，通过配对的铰制螺栓螺母组固定连接成环形夹箍，所述环形夹箍的内孔固定在活塞杆外圆上，两个半圆形凹槽拼接成环形凹槽；所述滑块的水平投影呈扇形，连接孔贯穿滑块的对称轴中心，滑块嵌在环形凹槽中；所述支架包括彼此垂直固定连接的水平杆和垂直杆，水平杆的一端固定在滑块的连接孔中；百分表的固定杆固定在垂直杆下端的夹持块中，且平行于水平杆，百分表的触头抵靠在被测的活塞的外周面上。

进一步的，所述半圆形凹槽的上下侧中部分别设有内凹的且与半圆形凹槽同心的弧形滑槽；所述滑块两侧的扇形面中部分别设有外凸的弧形凸牙，滑块的弧形凸牙分别嵌进半圆形凹槽对应的弧形滑槽中。

进一步的，柔性垫固定在半圆形环体的径向内缘上，且位于在环形夹箍内孔和活塞杆外圆之间。柔性垫的外径D与活塞杆的外径之差D－d≤0.08mm～0.12mm。所述柔性垫的材质为橡胶。

进一步的，在半圆环体的上侧面上设有分辨率为1°的180°圆周刻度线。

进一步的，水平杆的一端设有方榫，滑块的连接孔外端设有与方榫配合的方沉孔，水平杆的方榫伸进方沉孔中，紧固螺钉穿过连接孔拧入方榫中，使得水平杆定位固定在滑块的外侧。

一种活塞与活塞杆同轴度测量装置的测量调整方法，包括以下步骤：

1）支架和滑块的装配

通过水平杆一端的方榫和滑块的定位连接，将滑块和支架组装成一个滑块支架组件，并保证支架平面始终和活塞轴心线共面；

2）滑块支架组件装入半圆形环体外缘内

将滑块插进半圆形环体的半圆形凹槽中，使滑块上下侧的弧形凸牙分别嵌进半圆形凹槽对应的弧形滑槽中，使得滑块只能沿弧形滑槽绕弧形滑槽中心转动；

3）两个半圆形环体固定在活塞杆上

将活塞组件垂直支撑在测量平台上，然后将两个半圆形环体配对安装在活塞杆靠近活塞头的位置，使得半圆形环体的耳板彼此抵靠，再通过配对的铰制螺栓螺母组固定连接成环形夹箍；

4）百分表安装在滑块上

将百分表的固定杆插进垂直杆下端的夹持块中，拧紧穿过夹持块的滚花螺钉，使百分表的固定杆与垂直杆垂直固定连接，百分表的触头靠压在被测的活塞的外周面上，使百分表的触头具有被压的初始值，待确认百分表已固定后，转动表盘使指针归零；

5）根据百分表测量值调整活塞杆和活塞的相对位置

松开活塞杆和活塞的部分连接螺栓，推动滑块绕环形凹槽中心转动一周，观察百分表读数，若百分表的读数都小于设定值，则活塞与活塞杆的同轴度符合要求，对角上紧部分连接螺栓；若百分表读数大于设定值，则记下最大读数，再次推动滑块绕环形凹槽中心转动，在最大读数处停止，在此处做好记号，并记下对应的半圆形环体上侧面的圆周刻度线的度数；在最大读数处的正对面即另一个半圆形环体圆周刻度线的同样度数位置，用榔头轻轻敲击铜棒尾部，调整活塞杆和活塞的相对位置；观察百分表读数，待百分表读数到-0.02～0.02mm内，停止调整活塞杆和活塞的相对位置；

6）完成最终测量

拧紧活塞杆和活塞的部分连接螺栓后，再次推动滑块绕环形凹槽中心转动一周，直至滑块在环形夹箍环形凹槽内转动一周的测量值均小于设定值，完成活塞杆和活塞相对位置的调整和两者同轴度的测量。

本发明的装置结构简单、安装使用方便。由两个半圆形环体固定连接的环形夹箍内孔通过柔性垫固定在活塞杆上，使得环形夹箍稳定可靠地固定在活塞杆上，提高了环形夹箍内孔中心与活塞杆轴心线的重合度。环形夹箍的外缘环面中设置了环形凹槽，滑块嵌在环形凹槽中，其外缘安装了支架和百分表。滑块可在弧形凸牙和弧形滑槽的导向下，绕环形夹箍的轴心转动，带动百分表的触头绕活塞外周面也转动一周，从而完成活塞与活塞杆的同轴度测量。本发明的测量方法采用活塞组件静止不动，百分表的触头绕活塞转动一周的方法，降低了活塞组件的同轴度测量难度，提高了测量精度；调整活塞与活塞杆相对位置的方法快捷准确，提高了工作效率。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明活塞与活塞杆同轴度测量装置的立体结构图；

图2是本发明安装在活塞组件上的主视图；

图3是半圆形环体的立体结构图；

图4是本发明滑块的主视图；

图5是图4的俯视图；

图6是图5的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和船用低速柴油机上的活塞组件同轴度测量的实施例对本发明作进一步说明。

如图1～图3所示，本发明包括由两个配对精密加工的半圆形环体11固定连接而成的环形夹箍1、滑块2、支架3和百分表4，半圆形环体11的径向外缘内设有矩形横截面的半圆形凹槽111，半圆形环体11的径向内缘与活塞杆100外圆匹配，半圆形环体11两端的上下侧分别向外垂直延伸出耳板112，两个半圆形环体11内缘抱住活塞杆100的外圆，此时对应的耳板112彼此抵靠，通过配对的铰制螺栓螺母组12固定连接成环形夹箍1，橡胶材质的柔性垫13粘接固定在半圆形环体11的径向内缘上，且位于在环形夹箍内孔101和活塞杆100外圆之间。柔性垫13的外径D与活塞杆的外径d之差D－d≤0.08mm～0.12mm，这样的结构使得环形夹箍10稳定可靠地固定在活塞杆100上，并提高了环形夹箍内孔101中心与活塞杆100轴心线的重合度。两个半圆形凹槽111拼接成环形凹槽102，在半圆环体11的上侧面上设有分辨率为1°的180°圆周刻度线113，方便调节活塞杆100和活塞200的相对位置，从而提高活塞杆100和活塞200的同轴度精度，滑块2嵌在环形凹槽102中。

如图4和图6所示，滑块2的水平投影呈扇形，连接孔21贯穿滑块2的对称轴中心。如图3和图6所示，半圆形凹槽111的上下侧中部分别设有内凹的且与半圆形凹槽111同心的弧形滑槽14，滑块2两侧的扇形面中部分别设有外凸的弧形凸牙21。滑块2嵌在环形凹槽102中时，滑块2的弧形凸牙21分别嵌进半圆形凹槽111对应的弧形滑槽14中，使得滑块2可在环形凹槽102的弧形凸牙21和弧形滑槽14的导向下，绕环形夹箍10的轴心转动，从而完成活塞200与活塞杆100的同轴度测量。

如图1、图2、图5和图6所示，支架3包括彼此垂直固定连接的水平杆31和垂直杆32，水平杆31的一端设有方榫311，滑块2的连接孔22外端设有与方榫311配合的方沉孔221，水平杆31的方榫311伸进方沉孔221中，紧固螺钉33穿过连接孔22拧入方榫311中，使得支架3的水平杆31定位固定在滑块2的外侧。百分表4的固定杆41固定在垂直杆32下端的夹持块321中，且平行于水平杆31，百分表4的触头42抵靠在被测的活塞200的外周面上。

一种活塞与活塞杆同轴度测量装置的测量调整方法，包括以下步骤：

1)支架3和滑块2的装配

通过水平杆31一端的方榫311和滑块2的定位连接，将滑块2和支架3组装成一个滑块支架组件30，并保证支架3平面始终和活塞200轴心线共面。

2)滑块支架组件30装入半圆形环体外缘内

将滑块2插进半圆环形体11的半圆形凹槽111中，使滑块2上下侧的弧形凸牙21分别嵌进半圆形凹槽111对应的弧形滑槽14中，使得滑块2只能沿弧形滑槽14绕弧形滑槽14中心转动。

3）两个半圆形环体11固定在活塞杆100上

将活塞组件垂直支撑在测量平台300上，然后将两个半圆形环体11配对安装在活塞杆100靠近活塞200的位置，使得半圆形环体11的耳板112彼此抵靠，再通过配对的铰制螺栓螺母组12固定连接成环形夹箍1。

4）百分表4安装在滑块2上

将百分表4的固定杆41插进垂直杆32下端的夹持块321中，拧紧滚花螺钉43，使百分表4的固定杆41与垂直杆32垂直固定连接，百分表4的触头42抵靠在被测的活塞200的外周面上，并压入0.4～0.6mm，确认百分表4已固定后，转动表盘使指针归零。

5）根据百分表4测量值调整活塞杆100和活塞200的相对位置

松开活塞杆100和活塞200的部分连接螺栓201，推动滑块2绕环形凹槽102中心转动一周，观察百分表4的读数，若百分表4的读数都小于0.05mm，则活塞200与活塞杆100的同轴度符合要求，对角上紧部分连接螺栓201。若百分表4读数大于0.05mm，则记下最大读数，再次推动滑块2绕环形凹槽102中心转动，在最大读数处停止，在此处做好记号，并记下对应的半圆形环体11上侧面的圆周刻度线113的度数；在最大读数处的正对面即另一个半圆形环体11圆周刻度线113的同样度数位置，用榔头轻轻敲击铜棒尾部，调整活塞杆100和活塞200的相对位置；观察百分表4读数，待百分表4读数到-0.02～0.02mm内，停止调整活塞杆100和活塞200的相对位置。

6）完成最终测量

拧紧活塞杆100和活塞200的部分连接螺栓201后，再次推动滑块2绕环形凹槽102中心转动一周，直至滑块2在环形夹箍环形凹槽102内转动一周的测量值均小于0.05mm，完成活塞杆100和活塞200相对位置的调整和两者同轴度的测量。

本发明除了用于活塞组件同轴度测量外，还适用于转动不方便、且需要对同轴度进行人工微调的轴类零件的同轴度测量和装配的调整。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换型成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (1)

1.一种使用活塞与活塞杆同轴度测量装置的测量调整方法，所述活塞与活塞杆同轴度测量装置包括由两个半圆形环体固定连接而成的环形夹箍、支架、百分表和滑块，半圆形环体的径向内缘与活塞杆外圆匹配，半圆形环体两端的上下侧分别向外垂直延伸出耳板，两个半圆形环体内缘抱住活塞杆的外圆，此时对应的耳板彼此抵靠，通过配对的铰制螺栓螺母组固定连接成环形夹箍，所述环形夹箍的内孔固定在活塞杆外圆上；所述支架包括彼此垂直固定连接的水平杆和垂直杆；所述半圆形环体的径向外缘内设有矩形横截面的半圆形凹槽，两个半圆形凹槽拼接成环形凹槽；所述滑块的水平投影呈扇形，连接孔贯穿滑块的对称轴中心，滑块嵌在环形凹槽中；水平杆的一端固定在滑块的连接孔中；百分表的固定杆固定在垂直杆下端的夹持块中，且平行于水平杆，百分表的触头抵靠在被测的活塞的外周面上；所述半圆形凹槽的上下侧中部分别设有内凹的且与半圆形凹槽同心的弧形滑槽；所述滑块两侧的扇形面中部分别设有外凸的弧形凸牙，滑块的弧形凸牙分别嵌进半圆形凹槽对应的弧形滑槽中；柔性垫固定在半圆形环体的径向内缘上，且位于在环形夹箍内孔和活塞杆外圆之间；在半圆环体的上侧面上设有分辨率为1°的180°圆周刻度线；其特征在于，测量调整方法包括以下步骤：

1)支架和滑块的装配

通过水平杆一端的方榫和滑块的定位连接，将滑块和支架组装成一个滑块支架组件，并保证支架平面始终和活塞轴心线共面；

2)滑块支架组件装入半圆形环体外缘内

将滑块插进半圆形环体的半圆形凹槽中，使滑块上下侧的弧形凸牙分别嵌进半圆形凹槽对应的弧形滑槽中，使得滑块只能沿弧形滑槽绕弧形滑槽中心转动；

3)两个半圆形环体固定在活塞杆上

将活塞组件垂直支撑在测量平台上，然后将两个半圆形环体配对安装在活塞杆靠近活塞的位置，使得半圆形环体的耳板彼此抵靠，再通过配对的铰制螺栓螺母组固定连接成环形夹箍；

4)百分表安装在滑块上

将百分表的固定杆插进垂直杆下端的夹持块中，拧紧穿过夹持块的滚花螺钉，使百分表的固定杆与垂直杆垂直固定连接，百分表的触头抵靠在被测的活塞的外周面上；确认百分表已固定后，转动表盘使指针归零；

5)根据百分表测量值调整活塞杆和活塞的相对位置

松开活塞杆和活塞的部分连接螺栓，推动滑块绕环形凹槽中心转动一周，观察百分表读数，若百分表的读数都小于设定值，则活塞与活塞杆的同轴度符合要求，对角上紧部分连接螺栓；若百分表读数大于设定值，则记下最大读数，再次推动滑块绕环形凹槽中心转动，在最大读数处停止，在此处做好记号，并记下对应的半圆形环体上侧面的圆周刻度线的度数；在最大读数处的正对面即另一个半圆形环体圆周刻度线的同样度数位置，用榔头轻轻敲击铜棒尾部，调整活塞杆和活塞的相对位置；观察百分表读数，待百分表读数到-0.02～0.02mm内，停止调整活塞杆和活塞的相对位置；

6)完成最终测量

拧紧活塞杆和活塞的部分连接螺栓后，再次推动滑块绕环形凹槽中心转动一周，直至滑块在环形夹箍环形凹槽内转动一周的测量值均小于设定值，完成活塞杆和活塞相对位置的调整和两者同轴度的测量。