CN108895998A - 一种用于曲轴连杆颈的测量机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于曲轴连杆颈的测量机构，包括：随动组件和测量组件；随动组件包括支撑架、摆杆、转轴、位移传感器、固定板和滑轨；摆杆连接在支撑架上，转轴穿过摆杆；位移传感器通过固定板与摆杆连接，位移传感器连接在滑轨上；测量组件包括连接块、支撑座、销轴、传感器和测量头；支撑座通过连接块与滑轨连接，支撑座的下端设置有弧形凹槽；支撑座上设置有多个销孔，销轴通过销孔设置在支撑座上；支撑座上靠近凹槽的一端设置有轴承，轴承通过销轴与支撑座连接；传感器设置在支撑座上，测量头设置在支撑座的下端，测量头通过测指与传感器连接。通过上述方式，本发明能够一次性对同一曲轴的所有连杆颈尺寸进行测量，提高了测量效率。

Description

一种用于曲轴连杆颈的测量机构

技术领域

本发明涉及测量设备技术领域，特别是涉及一种用于曲轴连杆颈的测量机构。

背景技术

现有技术中对曲轴连杆颈的测量通常是在静态的条件下进行的，这种情况下得出的测量值无法真实反映曲轴连杆颈的整体曲面加工情况和公差数值，与零件实际工作时的状态会有较大的误差。在发动机工作时，这种误差会影响零件之间结合的紧密度，并给零件的实际加工参数带来误导，从而影响整个发动机工作运行的性能和曲轴的使用寿命。

现有的曲轴连杆颈测量技术中的测量多是刚性接触进行测量，只能对单一连杆颈采取单次的测量的方式，这种测量方式测量结果重复性差，效率比较低，尺寸测量精度比较差，无法准确测量出连杆颈整体的加工情况；而且对不同种工件的适应性很差，每种尺寸需要对应的测量装置，难以获得较理想的精度和尺寸一致性。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种用于曲轴连杆颈的测量机构，能够一次性完成对同一曲轴的所有连杆颈尺寸的测量，提高了测量效率。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于曲轴连杆颈的测量机构，包括：随动组件和测量组件；

所述随动组件包括支撑架、摆杆、转轴、位移传感器、固定板和滑轨；所述摆杆连接在所述支撑架上，所述转轴穿过所述摆杆；所述位移传感器通过所述固定板与所述摆杆连接，所述位移传感器连接在所述滑轨上；

所述测量组件包括连接块、支撑座、销轴、传感器和测量头；所述支撑座通过所述连接块与所述滑轨连接，所述支撑座的下端设置有弧形凹槽；所述支撑座上设置有多个销孔，所述销轴通过销孔设置在所述支撑座上；所述支撑座上靠近所述凹槽的一端设置有轴承，所述轴承通过销轴与所述支撑座连接；所述传感器设置在所述支撑座上，所述测量头设置在所述支撑座的下端，所述测量头通过测指与所述传感器连接；所述测指上设置有多个竖直排列的通孔，所述测指通过螺栓与所述传感器连接，所述螺栓穿过所述测指上的通孔。

优选的，所述位移传感器上设置有限位块，所述限位块设置在所述支撑架的上方，所述限位块上设置有调节螺栓。

优选的，所述位移传感器上设置有防护板，所述防护板设置为中空结构。

优选的，所述位移传感器为光栅尺位移传感器，所述光栅尺位移传感器包括光栅尺固定端和光栅尺移动端，所述光栅尺固定端连接在所述固定板上，所述光栅尺移动端连接在所述滑轨上。

优选的，还包括拖链，用于放置连接所述传感器的线缆。

优选的，所述支撑架上设置有燕尾座，所述燕尾座的底端设置有燕尾槽。

优选的，所述摆杆上设置有配重块，所述配重块通过螺杆与所述摆杆连接。

优选的，所述测指的底端设置有导向块，所述导向块以所述凹槽的轴线为中心轴对称设置。

优选的，所述导向块的底面设置为斜面，所述导向块靠近待测工件的一端的底面高于所述导向块远离待测工件的一端的底面。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列有益效果：

提供了一种用于曲轴连杆颈的测量机构，随动组件与测量组件相互独立，测量时可以一次性对同一曲轴的所有连杆颈尺寸进行测量，大大提高了测量效率；而且可以对不同尺寸的工件进行测量，适用范围广，兼容扩展性好。

附图说明

图1是本发明一种用于曲轴连杆颈的测量机构的结构示意图。

图2是本发明一种用于曲轴连杆颈的测量机构中摆杆与支撑架的局部剖视图。

图3是本发明一种用于曲轴连杆颈的测量机构中测量组件的示意图。

图4是图1中A处的局部放大图。

图5是本发明一种用于曲轴连杆颈的测量机构中测量头与工件接触的示意图。

图6是本发明一种用于曲轴连杆颈的测量机构在测量时的四个极限位置的示意图。

图7是本发明一种用于曲轴连杆颈的测量机构在测量时处于最下位置的示意图。

图8是本发明一种用于曲轴连杆颈的测量机构在测量时处于最左位置的示意图。

附图说明：

1随动组件、101支撑架、102摆杆、103转轴、104位移传感器、1041光栅尺固定端、1042光栅尺移动端、105固定板、106滑轨、107燕尾座、108限位块、109调节螺钉、110配重块、111拖链、112防护板、113内轴承、114自锁螺母、115碟形弹簧；

2测量组件、201连接块、202支撑座、203销轴、204传感器、205测量头、206轴承、207测指、208导向块；

3横梁；

4工件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅附图，一种用于曲轴连杆颈的测量机构，包括：随动组件1和测量组件2。随动组件1包括支撑架101、摆杆102、转轴103、位移传感器104、固定板105和滑轨106。

支撑架101采用普通钢材发黑处理，为整个测量机构的提供安装基础。支撑架101上设置有燕尾座107，燕尾座107的底端设置有燕尾槽。燕尾座107与支撑用螺钉连接，将整体测量组件2固定于可以移动的横梁3上，其燕尾槽形式的设计可以便于在横梁3上调整测量机构的左右位置。

摆杆102连接在支撑架101上，转轴103穿过摆杆102。摆杆102可以在支撑架101内部安装的内轴承113里自由转动，带动与随动组件1相连接的测量组件2整体随着曲轴工件4的转动平滑随动。内轴承113的外圈与支撑架101连接，内轴承113的内圈与摆杆102连接，为摆杆102运动提供支撑和精度控制。摆杆102上设置有自锁螺母114，带有自锁功能，用于固定摆杆102对于支撑架101的安装位置。当自锁螺母114锁紧时，通过碟形弹簧115对摆杆102提供紧固力，碟形弹簧115可以根据情况选用合适数量。

摆杆102上设置有配重块110，配重块110通过螺杆与摆杆102连接，通过在螺杆上调整配重块110在水平方向是位置，从而调整配重块110与摆杆102的水平距离，以此来平衡测量组件2的整体重量，减轻对工件4的压力。

固定板105采用铝板喷砂处理，安装于摆杆102上，固定板105随着摆杆102一起转动。位移传感器104通过固定板105与摆杆102连接，位移传感器104与固定板105通过螺钉连接。滑轨106精度高、重量轻、滑动性好，可以随着曲轴工件4的转动跟随连杆颈变化测量头205位置的距离。位移传感器104连接在滑轨106上。

位移传感器104为光栅尺位移传感器104，光栅尺位移传感器104是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置，光栅尺位移传感器104包括光栅尺固定端1041和光栅尺移动端1042。光栅尺移动端1042连接在滑轨106上，测量行程长，随着滑轨106的运动一起移动。光栅尺固定端1041连接在固定板105上，光栅尺通过固定端对光栅尺移动端1042的差值变化来测量曲轴连杆颈的冲程数值。

位移传感器104上设置有限位块108，限位块108设置在支撑架101的上方。限位块108上设置有调节螺栓，通过调整调节螺钉109的长度，可以调整滑轨106与支撑架101的相对距离。

随动组件1还包括拖链111，用于放置连接传感器204的线缆，防止在测量头205整体移动过程中对线缆造成的损坏。可以将拖链111的移动端连接在限位块108上。

位移传感器104上设置有防护板112，防护板112设置为中空结构。防护板112采用薄钢板翻边制成，防护板112设置在光栅尺移动端1042外，防止外物掉落或者打击对光栅尺移动端1042造成损坏。防护板112的中空结构设置，可以将各种连接线缆穿过防护板112，为连接线缆提供保护和支撑作用，线缆通过防护板112到达上部的拖链111内，从而保证当随动机构转动时候不会对线缆造成磨损。

测量组件2包括连接块201、支撑座202、销轴203、传感器204和测量头205。支撑座202作为整个测量组件2的基础，通过连接块201与滑轨106连接，将测量的随动部分组件和测量部分组件连接成整体。支撑座202的下端设置有弧形凹槽，该凹槽用于容纳待测量工件4，且弧形的设置使得支撑座202与曲轴工件4更紧密地贴合。

支撑座202上设置有多个销孔，销轴203通过销孔设置在支撑座202上。支撑座202上靠近凹槽的一端设置有轴承206，轴承206通过销轴203与支撑座202连接，可以保证轴承206在销轴203上自由转动。轴承206安装于支撑座202之上与工件4接触，通过轴承206减小接触面积，从而减少测量时对工件4本身的磨损和影响，还可以用来限制测量头205的位置。通过将销轴203插在不同的销孔中来改变销轴203之间的距离，进而改变安装在销轴203上的轴承206的位置，以此来适应被测的工件4尺寸，保证测量头205的测量位置位于工件4的中心，从而适用于不同尺寸的工件4。

传感器204设置在支撑座202上，测量头205设置在支撑座202的下端。为了准确测量整个工件4表面加工情况，可以精确得到被测工件4同一连杆颈上的圆度锥度直线度等数值，测量头205的数量为至少三组，也就是至少为六个，每相对设置的两个为一组。通过测量头205的移动带动线圈的位移产生变化量，检测所述测曲轴连杆颈的尺寸及公差值。测量头205采用金刚石和硬质合金镶嵌制成，作为与工件4直接接触点，拥有耐磨且高精度的特性，可以将被测工件4本身的细微尺寸变化准确反馈给传感器204。

测量头205通过测指207与传感器204连接，测指207采用3Cr13喷砂处理，作为传感器204与测量头205的连接零件。测指207上设置有多个竖直排列的通孔，测指207通过螺栓与传感器204连接，螺栓穿过测指207上的通孔。螺栓穿过不同的通孔，传感器204相对测量头205的位置会改变，可以以此来增大测量量程。

测指207的底端设置有导向块208，导向块208以凹槽的轴线为中心轴对称设置。在进行测量时，导向块208首先接触工件4。导向块208的底面设置为斜面，导向块208靠近待测工件4的一端的底面高于导向块208远离待测工件4的一端的底面，即导向块208的底面设置有坡度，可以兼容曲轴连杆颈在测量位置停止时候的任意角度。导向块208的材质可以选用黄铜，经过喷砂处理，用来保护测量头205，因导向块208本身材质较软，可以用来对整体测量组件2进行初始的导向及定位，防止对工件4及测量机构本身造成损害。

测量组件2与随动组件1相互独立，随动组件1的作用是将整个测量机构保持于固定位置，可伸缩的部分由测量组件2带动进行检测，不需要测量组件2对工件4施加较大的作用力。由于测量组件2的作用为测量，而不用承载较大的载荷，因此与传统的测量装置相比，具有更高的测量精准度。

随动组件1中的支撑与燕尾座107用螺钉连接，作为整个测量机构的基础部分，将测量组件2固定于可以移动的横梁3上。燕尾座107其燕尾形式的设计可以在横梁3上移动位置，确定好对工件4的安装位置后用螺钉锁紧固定，在测量过程中，测量单元负责对工件4尺寸进行测量反馈，随动组件1则负责随着连杆颈的运动曲线做圆弧摆动。

当测量开始时，整体测量组件2缓慢下降到测量位置，下部测量组件2的导向块208先与被测工件4接触，其坡度设计可以兼容连杆颈在测量位置停止时候的任意角度。而且导向块208的宽度略大于传感器204的宽度，可以起到导向作用，限制测量组件2和被测工件4的相对位置，保护测量头205及传感器204不会在下降及测量过程中被工件4碰撞损坏。通过该导向块208的设置，能够将测量组件2的位移控制在合理范围内，从而防止传感器204的疲劳及损坏，进而能够使测量机构处于良好的工作状态之中，保持有较高的测量精准度。

轴承206和工件4表面承线接触，通过轴承206在支撑座202上的安装位置确保测量头205在被测工件4中心的测量位置。当整个测量组件2降落到预定的测量位置后，被测工件4由另外的驱动装置带动开始旋转，被测工件4可以在驱动装置的带动下旋转到上、下、左、右四个方向的极限位置，如图6所示，图中虚线圆圈表示被测工件4可旋转的轨迹。同时传感器204根据测量头205的反馈信息取值。为了准确测量整个工件4表面加工情况，可以在测量组件2布置三组测量头205，通过三组测量数据的对比计算，可以精确得到被测工件4同一连杆颈上的圆度锥度直线度等数值。

此时测量组件2随曲轴被测连杆颈位置变化转动，测量组件2通过连接块201带动上部分的滑轨106开始移动，整个随动组件1以转轴103为轴，在内轴承113中可以自由转动角度进行角向运动。同时安装于滑轨106上的光栅尺移动端1042也一同做轴向运动，光栅尺固定端1041通过固定板105和摆杆102用螺钉连接随之一同转动，根据光栅尺移动端1042相对于光栅尺固定端1041的移动距离最大最小值可以计算出曲轴连杆颈部分的冲程尺寸。

为了防止整个机构超过光栅尺的额定运动行程对光栅尺移动端1042，光栅尺固定端1041及传感器204机构造成损坏，在限位块108上装有的调节螺钉109，调整调节螺钉109的长度使得整个测量组件2随着滑轨106向下移动，当调节螺钉109压到支撑架101上时，测量组件2不再向下运动，从而改变了测量组件2的最终下降位置。配重块110可以起到平衡整个随动组件1重量减轻对工件4压力作用。同时在光栅尺移动端1042外部安装有防护板112，既可以保护光栅尺移动端1042不受外部打击损坏，又可以方便测量组件2的传感器204连接线缆通过，连接线缆直接进入拖链111后，连接到后部的信息模块中，对线缆同样起到保护作用。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于曲轴连杆颈的测量机构，其特征在于，包括：随动组件和测量组件；

所述随动组件包括支撑架、摆杆、转轴、位移传感器、固定板和滑轨；所述摆杆连接在所述支撑架上，所述转轴穿过所述摆杆；所述位移传感器通过所述固定板与所述摆杆连接，所述位移传感器连接在所述滑轨上；

所述测量组件包括连接块、支撑座、销轴、传感器和测量头；所述支撑座通过所述连接块与所述滑轨连接，所述支撑座的下端设置有弧形凹槽；所述支撑座上设置有多个销孔，所述销轴通过销孔设置在所述支撑座上；所述支撑座上靠近所述凹槽的一端设置有轴承，所述轴承通过销轴与所述支撑座连接；所述传感器设置在所述支撑座上，所述测量头设置在所述支撑座的下端，所述测量头通过测指与所述传感器连接；所述测指上设置有多个竖直排列的通孔，所述测指通过螺栓与所述传感器连接，所述螺栓穿过所述测指上的通孔。

2.根据权利要求1所述的一种用于曲轴连杆颈的测量机构，其特征在于：所述位移传感器上设置有限位块，所述限位块设置在所述支撑架的上方，所述限位块上设置有调节螺栓。

3.根据权利要求1所述的一种用于曲轴连杆颈的测量机构，其特征在于：所述位移传感器上设置有防护板，所述防护板设置为中空结构。

4.根据权利要求1所述的一种用于曲轴连杆颈的测量机构，其特征在于：所述位移传感器为光栅尺位移传感器，所述光栅尺位移传感器包括光栅尺固定端和光栅尺移动端，所述光栅尺固定端连接在所述固定板上，所述光栅尺移动端连接在所述滑轨上。

5.根据权利要求1所述的一种用于曲轴连杆颈的测量机构，其特征在于：还包括拖链，用于放置连接所述传感器的线缆。

6.根据权利要求1所述的一种用于曲轴连杆颈的测量机构，其特征在于：所述支撑架上设置有燕尾座，所述燕尾座的底端设置有燕尾槽。

7.根据权利要求1所述的一种用于曲轴连杆颈的测量机构，其特征在于：所述摆杆上设置有配重块，所述配重块通过螺杆与所述摆杆连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于曲轴连杆颈的测量机构，其特征在于：所述测指的底端设置有导向块，所述导向块以所述凹槽的轴线为中心轴对称设置。

9.根据权利要求1所述的一种用于曲轴连杆颈的测量机构，其特征在于：所述导向块的底面设置为斜面，所述导向块靠近待测工件的一端的底面高于所述导向块远离待测工件的一端的底面。