CN109059739B - 一种曲轴多档位尺寸误差检测装置 - Google Patents

Abstract

一种曲轴多档位尺寸误差检测装置，其包括：布置有曲轴的下测量座，和布置有百分表的上测量座，百分表的测量头与曲轴的外表面相接触，上测量座的上表面具有横向布置的贯通槽，百分表具有多个且沿贯通槽布置；下测量座的两端具有V形轴承座，曲轴布置在V形轴承座上并相对下测量座转动；且上测量座和下测量座之间沿横向相对滑动接触连接，其布置多个百分表进行多位置的检测，同时经滑动获得变化的横向位置，无需更换设备实现多位置的同时检测。

Description

一种曲轴多档位尺寸误差检测装置

技术领域

本发明关于一种曲轴多档位尺寸误差检测装置。

背景技术

发动机曲轴是发动机中非常重要的零部件之一。它的功用是将活塞和连杆传来的气体力转变为转矩输出，以驱动与其相连的动力工具，如飞轮和前端皮带轮等，此外还驱动发动机本身的配气机构及其各种运动附件。因此可以说曲轴的旋转是发动机的动力源，也是整个机械系统的源动力。

发动机工作时，曲轴受到很大的气体压力和惯性力的作用，传递很大扭矩，同时曲轴受到拉、压、弯、扭等周期性交变载荷的作用，因此对曲轴的加工精度和装配精度提出很高的要求。其中曲轴主轴颈、连杆轴颈尺寸精度以及曲轴的同轴度、直线度误差是非常重要尺寸参数。同时曲轴又装配在发动机缸体上的轴承孔内，曲轴主轴颈尺寸直接影响与主轴承孔的装配精度，连杆轴颈尺寸直接影响与连杆大头轴承孔的装配精度；曲轴的同轴度、直线度误差则影响整个发动机运行的平稳性。

以四缸直列发动机为例，曲轴五个档的主轴颈与缸体上的五个轴承孔相互配合，这种配合间隙非常的小，使发动机在高速运行过程中，曲轴各轴颈与轴承孔之前形成润滑油膜，这层油膜降低了曲轴的摩擦系数和机械损失，提高发动机的工作效率，使整个发动机运行更加平稳，震动噪声更低。

通常曲轴主轴颈的同轴度误差应不大于0.05mm，误差较大称之为曲轴弯曲。当曲轴同轴度超差，将加剧活塞连杆组和气缸的磨损，同时影响润滑油膜的间隙来加剧曲轴主轴颈与缸体上轴承孔的磨损，严重时会使曲轴疲劳折断，造成发动机报废。因此在研发试制阶段或是批量生产阶段即曲轴装配前有必要对每一根发动机曲轴主轴颈圆度误差和曲轴同轴度误差进行检测，保证合格后才能进行后续与缸体上的轴承孔装配。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量操作简单可靠、测量精度高的曲轴多档位尺寸误差检测装置。

为实现上述技术目的，本发明提供一种曲轴多档位尺寸误差检测装置，其包括：布置有曲轴的下测量座，和布置有百分表的上测量座，所述百分表的测量头与所述曲轴的外表面相接触，其中：所述上测量座的上表面具有横向布置的贯通槽，所述百分表具有多个且沿所述贯通槽布置；所述下测量座的两端具有V形轴承座，所述曲轴布置在所述V形轴承座上并相对所述下测量座转动；且所述上测量座和所述下测量座之间沿横向相对滑动接触连接。

本发明检测装置，可沿横向布置多个百分表进行多位置的检测，同时经移动上测量座，可以获得变化的横向位置，无需更换设备，实现多位置的同时检测。

作为进一步的改进，所述上测量座的前端面具有横向布置的安装孔，沿所述安装孔安装有多个螺母，固定螺栓与所述螺母相螺纹固定连接，以使得所述百分表相对所述上测量座固定安装。

作为进一步的改进，多个所述螺母焊接固定在所述上测量座上。

作为进一步的改进，所述上测量座的侧端面具有内嵌式的操作手柄。

作为进一步的改进，所述下测量座具有横向布置且容纳所述曲轴转动的容纳腔。

作为进一步的改进，所述上测量座的下表面具有横向布置在所述贯通槽两侧的楔形导条，所述下测量座的上表面具有横向布置在所述容纳腔两侧的楔形导槽，所述楔形导条与所述楔形导槽相导向配合，以使得所述上测量座和所述下测量座之间沿横向相对滑动接触连接。

作为进一步的改进，所述上测量座的前端面具有基准刻线，所述下测量座的前端面上具有横向布置的指示刻线，所述基准刻线和所述指示刻线相配合标记所述上测量座和所述下测量座之间沿横向相对滑动的位移值。

作为进一步的改进，该检测装置包括校准芯棒，所述校准芯棒呈阶梯轴状并包括：位于两端的支撑轴和位于中部的直径部；所述支撑轴布置在所述V形轴承座上并相对所述下测量座转动，所述直径部的外圆周的直径为校准基准值。

作为进一步的改进，所述上测量座和所述下测量座均为长方体结构。

作为进一步的改进，所述百分表具有五个，以检测具有五个档的主轴颈的曲轴。

本发明测量操作简单可靠、测量精度比现有技术中的通用检具测量高。同时本发明装置结构简单，可实现多组百分表安装，一次测量无需更换检具或做拆卸调整便可获得多组数据，相比三坐标测量机本发明投入成本较低，对测量人员的技能要求不高，适合在企业车间、研发机构使用。

附图说明

图1为本发明外观示意图；

图2为上测量座装配示意图；

图3为上测量座示意图；

图4为下测量座示意图；

图5为校准芯棒示意图。

附图标记：1-上测量座，2-下测量座，3-百分表，4-测量头，5-固定螺栓，6-校准芯棒，7-曲轴，10-楔形导条，11-贯通槽，12-安装孔，13-螺母，14-操作手柄，15-基准刻线，20-V形轴承座，21-楔形导槽，22-容纳腔，23-指示刻线，60-支撑轴、61-直径部。

具体实施方式

如图1至5所示，本发明提供一种曲轴多档位尺寸误差检测装置，其包括：布置有曲轴7的下测量座2，和布置有百分表3的上测量座1，所述百分表3的测量头4与所述曲轴7的外表面相接触，其中：所述上测量座1的上表面具有横向布置的贯通槽11，所述百分表3具有多个且沿所述贯通槽11布置；所述下测量座2的两端具有V形轴承座20，所述曲轴7布置在所述V形轴承座20上并相对所述下测量座2转动；且所述上测量座1和所述下测量座2之间沿横向相对滑动接触连接。

本发明检测装置，可沿横向布置多个百分表进行多位置的检测，同时经移动上测量座，可以获得变化的横向位置，无需更换设备，实现多位置的同时检测。

作为进一步的改进，所述上测量座1的前端面具有横向布置的安装孔12，沿所述安装孔12安装有多个螺母13，固定螺栓5与所述螺母13相螺纹固定连接，以使得所述百分表3相对所述上测量座1固定安装。

作为进一步的改进，多个所述螺母13焊接固定在所述上测量座1上。

作为进一步的改进，所述上测量座1的侧端面具有内嵌式的操作手柄14。

作为进一步的改进，所述下测量座2具有横向布置且容纳所述曲轴7转动的容纳腔22。

作为进一步的改进，所述上测量座1的下表面具有横向布置在所述贯通槽11两侧的楔形导条10，所述下测量座2的上表面具有横向布置在所述容纳腔22两侧的楔形导槽21，所述楔形导条10与所述楔形导槽21相导向配合，以使得所述上测量座1和所述下测量座2之间沿横向相对滑动接触连接。

作为进一步的改进，所述上测量座1的前端面具有基准刻线15，所述下测量座2的前端面上具有横向布置的指示刻线23，所述基准刻线15和所述指示刻线23相配合标记所述上测量座1和所述下测量座2之间沿横向相对滑动的位移值。

作为进一步的改进，该检测装置包括校准芯棒6，所述校准芯棒6呈阶梯轴状并包括：位于两端的支撑轴60和位于中部的直径部61；所述支撑轴60布置在所述V形轴承座20上并相对所述下测量座2转动，所述直径部61的外圆周的直径为校准基准值。

作为进一步的改进，所述上测量座1和所述下测量座2均为长方体结构。

作为进一步的改进，所述百分表3具有五个，以检测具有五个档的主轴颈的曲轴7。

作为本发明的实施例，本发明如图所示设计一种曲轴多档位尺寸误差检测装置。针对一款发动机曲轴包括五个档的主轴颈，将待检测曲轴安置在本发明检具下测量座上，所述曲轴的前后两端分别包含了支撑轴承，将所述支撑轴承放置在下测量座前后端的V形支撑座上，同时所述下测量座上还设置有中空的容纳腔，用于在测量过程中曲轴在所述下测量座上旋转时避免与其它部件干涉，使待检测曲轴可以在下测量座上自由转动，这样的设置方式可以保证检具体固定，使待检测体旋转进而测量出曲轴各档的直径尺寸和形位公差值等数据。本发明中还包括上测量座，所述上测量座上安装有多组百分表，同时在上测量座上设置有长方形的贯通槽，配合固定螺栓、螺母使测量百分表位置固定。

同时，本发明装置中还包含一个校准芯棒，此校准芯棒同样可以放置在下测量座的前后端V形支撑轴承座上中。本发明工具是一个通用的曲轴多档位尺寸误差检测装置，针对不同直径的曲轴主轴颈所述校准芯棒的直径可以选择。检测过程前首先将百分表测量头在校准芯棒上进行校零，完成对百分表显示屏的校零工作，为方便测量读数，本发明装置中优先使用一种数显百分表。在本发明上测量座的底面设置有两块楔形导条，在下测量座的端面设置有两块楔形导槽，所述楔形导条与楔形导槽相关配合，使所述上测量座能够在下测量座上自由滑动一定的位移。本发明中同时提供多组百分表的安装、固定、校准，一个测量可获得曲轴五档主轴颈的全部直径数据、圆度误差数据。进一步的，将所述上测量座沿着曲轴轴线方向在下测量座上一定一个S的距离，将所有百分表数值的变化记录下来，并通过二次拟合可以精确推算出待测曲轴主轴颈的直线度误差。曲轴连杆轴颈的各项参数测量可以参照主轴颈误差测量。

如图所示，本发明设计一种曲轴多档位尺寸误差检测装置，包含上测量座、下测量座、百分表、测量头、固定螺栓、校准芯棒等；本发明检具测量精度0.001mm，满足所有曲轴主轴颈和连杆轴颈尺寸误差测量要求。进一步的在本发明中上测量座上设置有楔形导条和基准刻线，在下测量座上设置有楔形导槽和指示刻线。所述楔形导条与楔形导槽可以相互配合，所述基准刻线指示刻度线数值，表示测量头在待测曲轴上水平移动的距离。

本发明一种曲轴多档位尺寸误差检测装置可以分别测量曲轴上主轴颈和连杆轴颈的各项误差，包括圆度误差，同轴度误差和直线度误差。本发明上测量座包含了楔形导条、贯通槽、螺母。安装孔、操作手柄、基准刻线。将百分表插入贯通槽中，通过固定螺栓拧如螺母中并预紧好百分表，这里首先是预紧百分表，不是完全拧紧，因为百分表与校准芯棒接触时需要根据测量的直径调整百分表测量头的伸出长度，使百分表测量杆在一个最佳的伸出长度位置，所述螺母焊接在上测量座上固定，所述固定螺栓旋进螺母与安装孔中固定百分表。

本发明下测量座包含了V形轴承座、楔形导槽、容纳腔、指示刻线。将校准芯棒或曲轴放置在所述V形轴承座上，可以实现自由旋转，所述楔形导槽与楔形导条相互配合实现上测量座在下测量座上的移动，进一步的通过所述指示刻线准确显示移动的具体数值。为避免曲轴的曲柄在曲轴旋转过程中与下测量座的干涉，特别设置了容纳腔。以四缸发动机为例，这样可以一次测量完成五档主轴颈尺寸误差的检测，进一步的移动上测量座，可实现曲轴五档主轴颈直线度误差的检测。将五组主轴颈的圆度误差测量的最大示值与最小示值的差即为此曲轴的同轴度误差值。本发明操作简单，一般操作工即可完成测量；本发明测量精度高，能够满足回转类零件的圆度和同轴度测量，还可实现曲轴连杆轴颈或凸轮轴各档位尺寸误差的检测

本发明实施例提供的曲轴多档位尺寸误差检测装置包括上测量座1、下测量座2、百分表3、测量头4、固定螺栓5、校准芯棒6等部件组成。本发明曲轴多档位尺寸误差检测装置的组装方式为，将多组百分表3分别插入所述上测量座1的贯通槽11中，通过固定螺栓5拧进焊接在上测量座1上的螺母13中，再通过安装孔12预紧所述百分表3，这里需求注意的时在校准前，本发明装置中的百分表3为预紧状态，在校零时，通过实际测量直径调整测量头的伸出长度，最终拧紧固定螺栓5。实际测量操作时，将待检测曲轴7放置在本发明提供的下测量座2的V形轴承座上，手动旋转曲轴7能做在下测量座2上自由转动无干涉，在这里为避免干涉本发明的下测量座2上设置有容纳腔22。进一步的将上测量座1放置在下测量座2的端面上，使测量头4与曲轴7的待测部位接触，同时楔形导条10与楔形导槽21相互配合。测量曲轴7主轴颈直径、圆度误差时，转动曲轴7，这时固定在上测量座1上的数显百分表3的屏幕就是根据旋转的角度不同显示不同的数值，旋转360后，记录每档百分表3数值变化的最大值与最小值。最大值与最小值之差即为改档的圆度误差，五档中数据的最大值与最小值之差即为该待测曲轴的同轴度误差；进一步的本发明装置还可以测量曲轴的直线度误差，楔形导条10在楔形导槽21的导向作用下，水平移动上测量座1一定的位移，这里移动的位移量可以通过设置在上测量座1上的基准刻线15与下测量座2上的指示刻线23来读取，通过记录多组百分表3最大值与最小值，并拟合一条波动的曲线，曲线的最高点与最低点之差即为该曲轴7的直线度误差值。

本发明提供的校准芯棒6包含了两个支撑轴60和直径部61，在进行检具校准时，所述支撑轴60放置在下测量座2的V形轴承座20上，实现校准芯棒6的自由转动，所述校准芯棒6的直径部61的外圆周直径为待检测曲轴7主轴颈外圆直径的基准值，通过校准芯棒6实现对本发明中数显百分表3显示屏的校零。

本发明上测量座1的结构包括了楔形导条10、贯通槽11、安装孔12、螺母13、操作手柄14以及基准刻线15。通过长方形的贯通槽11，本发明装置可以安装多组百分表3，实现曲轴一次旋转，完成多档位同步测量，操作手柄14位内嵌式，操作稳定可靠，所述螺母为焊接在上测量座1上，安装孔12实现固定螺栓5的穿过并固定百分表3。本发明下测量座2的结构包括了V形轴承座20、楔形导槽21、容纳腔22、指示刻线23。所述容纳腔22为长方形，深度、宽度超过曲轴7曲柄的旋转直径，这样避免相互干涉。进一步的设置了V形轴承座20，实现不同大小规格曲轴7的本发明装置中的自由旋转。楔形导槽21与楔形导条10配合，实现上测量座1在下测量座2上的直线移动，并结合指示刻线23精确读取移动量。

与现有技术相比，本发明装置可以一次测量曲轴7的多档位尺寸数据，同时通过移动上测量座1实现曲轴7直线度误差检测。操作简单，制造成本低，同时对于检测能力不需要很高的要求，一般操作工即可完成测量。一次旋转曲轴即可完成所有档位的尺寸测量，提高测量效率，减少了移动检具带来的测量误差。

本发明一种曲轴多档位尺寸误差检测装置主要包括了上测量座和下测量座模块，同时本发明检具属于通用检具，通过V形轴承座实现不同规格的曲轴放置，通过调整测量头伸出长度实现测量。本发明设置了校准芯棒，测量前需要进行百分表校零，同时在测量过程当中如果对测量数据存在疑问，可随时进行对测量模块的校准工作，与现有技术中通用检具测量相比，数据更加真实准确，最终提高测量精度和数据的可靠性，满足工艺需求。本发明中设置楔形导条和楔形导槽装置，实现本发明上测量座的直线移动，完成对曲轴直线度误差的检测。

本发明上测量座上设置的贯通槽实现多组百分表的安装，设置的楔形导条实现曲轴直线度的测量。所述下测量座上设置的V形轴承座实现不同规格的曲轴放置，设置的楔形导槽与楔形导条精密配合。本发明采用多组百分表安装测量方式。同时特别设计有校准芯棒，此校准芯棒的直径与待检测曲轴主轴颈直径的基本尺寸相同，检测前使用校零芯棒对百分表校零。

本发明测量操作简单可靠、测量精度比现有技术中的通用检具测量高。同时本发明装置结构简单，可实现多组百分表安装，一次测量无需更换检具或做拆卸调整便可获得多组数据，相比三坐标测量机本发明投入成本较低，对测量人员的技能要求不高，适合在企业车间、研发机构使用。。

应了解本发明所要保护的范围不限于非限制性实施方案，应了解非限制性实施方案仅仅作为实例进行说明。本申请所要要求的实质的保护范围更体现于独立权利要求提供的范围，以及其从属权利要求。

Claims (7)

1.一种曲轴多档位尺寸误差检测装置，其包括：布置有曲轴(7)的下测量座(2)，和布置有百分表(3)的上测量座(1)，所述百分表(3)的测量头(4)与所述曲轴(7)的外表面相接触，其特征在于：

所述上测量座(1)的上表面具有横向布置的贯通槽(11)，所述百分表(3)具有多个且沿所述贯通槽(11)布置；

所述下测量座(2)的两端具有V形轴承座(20)，所述曲轴(7)布置在所述V形轴承座(20)上并相对所述下测量座(2)转动；且

所述上测量座(1)和所述下测量座(2)之间沿横向相对滑动接触连接；所述上测量座(1)的前端面具有横向布置的安装孔(12)，沿所述安装孔(12)安装有多个螺母(13)，固定螺栓(5)与所述螺母(13)相螺纹固定连接，以使得所述百分表(3)相对所述上测量座(1)固定安装；

所述下测量座(2)具有横向布置且容纳所述曲轴(7)转动的容纳腔(22)；

所述上测量座(1)的下表面具有横向布置在所述贯通槽(11)两侧的楔形导条(10)，所述下测量座(2)的上表面具有横向布置在所述容纳腔(22)两侧的楔形导槽(21)，所述楔形导条(10)与所述楔形导槽(21)相导向配合，以使得所述上测量座(1)和所述下测量座(2)之间沿横向相对滑动接触连接。

2.如权利要求1所述的一种曲轴多档位尺寸误差检测装置，其特征在于：多个所述螺母(13)焊接固定在所述上测量座(1)上。

3.如权利要求2所述的一种曲轴多档位尺寸误差检测装置，其特征在于：所述上测量座(1)的侧端面具有内嵌式的操作手柄(14)。

4.如权利要求1所述的一种曲轴多档位尺寸误差检测装置，其特征在于：所述上测量座(1)的前端面具有基准刻线(15)，所述下测量座(2)的前端面上具有横向布置的指示刻线(23)，所述基准刻线(15)和所述指示刻线(23)相配合标记所述上测量座(1)和所述下测量座(2)之间沿横向相对滑动的位移值。

5.如权利要求1所述的一种曲轴多档位尺寸误差检测装置，其特征在于：其还包括校准芯棒(6)，所述校准芯棒(6)呈阶梯轴状并包括：位于两端的支撑轴(60)和位于中部的直径部(61)；所述支撑轴(60)布置在所述V形轴承座(20)上并相对所述下测量座(2)转动，所述直径部(61)的外圆周的直径为校准基准值。

6.如权利要求1所述的一种曲轴多档位尺寸误差检测装置，其特征在于：所述上测量座(1)和所述下测量座(2)均为长方体结构。

7.如权利要求1所述的一种曲轴多档位尺寸误差检测装置，其特征在于：所述百分表(3)具有五个，以检测具有五个档的主轴颈的曲轴(7)。

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