CN109632163A - 一种测量球形挤压收口面紧密性的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种测量零件挤压收口表面紧密性的装置，包括底板、角度刻度盘、测量力臂、扭力扳手以及转接块；底板上设置有定位块和夹紧组件，定位块用于对待测件进行轴向定位，夹紧组件用于对待测件进行径向定位和夹紧，测量力臂插入待测零件内孔用于传递扭力扳手的扭矩，扭力扳手与测量力臂之间通过转接块连接；转接块的底面连接有指针，角度刻度盘设置在指针尖端移动能扫描的平面范围内；通过力矩测量仪一次性比较校核，将测量力的值转化为测量力矩的值，测量精确，稳定性强，还能定期校核，极大地提高了检测准确性和检测效率，解决了现有技术稳定性差的弊端，消除了质量隐患，达到了造价极高的专用力矩测量仪同样的测量效果。

Description

一种测量球形挤压收口面紧密性的装置

技术领域

本发明属于机械装配及检测领域，具体涉及一种测量球形挤压收口面紧密性的装置。

背景技术

某零件为双重铰链结构，该零件结构形状见图1，双重铰链对其上两处挤压收口表面紧密性有一定定量要求，要求相对于额定位置范围内摆动零件时，所用的力为P具体要求见图2；通过一个测量杆穿过铰链内孔，在测量杆另一端距离铰链上摆动球心固定距离处施加力，绕铰链上摆动球心旋转规定的角度，所施加力的大小应该在设计规定的合格范围区间之内。

针对零件两处挤压收口表面紧密性的测量，原测具采用的测量方法是在测量杆一端固定弹性板和指针，使用时，在弹性板上水平施加力，使零件相对于其额定位置的范围内摆动，读取指针在其下方的受力刻度盘上所指位置对应的力的大小，检查读值是否在符合要求的区间值之间，如果不在区间值内，就表明收口表面紧密性不合格，其中标牌上的刻度线的确定是通过在制造测具过程中依据对弹性板吊加施力砝码试验取得。现有技术的检测测具如图3所示。现有技术的检测测具存在以下弊端：弹性板材料为65Mn钢，使用初期弹性较好，但测具使用一段时间后，随着使用频次增多，材料产生疲劳，弹性板弹力的衰减很快，使得在其上施加的力和其对应产生的变形量之间发生不匹配，有测量不准的现象产生，现有技术使用稳定性极差，存在质量隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种挤压收口表面之间紧密性检测装置，借助专用力矩测量仪比较校核，将技术要求的在一定力臂下测量力的大小转化为测量力矩，采用通用工具扭矩扳手结合辅助测量杆和转接块测量挤压收口表面摩擦力矩的方式，能精确、可靠地读出零件挤压收口表面之间的摩擦力矩大小，通过对照转化力矩区间值，迅速判定收口表面紧密性是否符合技术要求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种测量球形挤压收口面紧密性的装置，包括底板、角度刻度盘、测量力臂、扭力扳手以及转接块；底板上设置有定位块和夹紧组件，定位块用于对待测零件端面进行定位；夹紧组件包括底座和压块，底座和压块的一端铰接，底座和压块的另一端连接有紧固件，底座和压块之间开设有用于对待测零件进行径向固定的通孔槽；测量力臂插入待测零件内孔用于传递扭力扳手的扭矩，扭力扳手与测量力臂之间通过转接块连接，转接块的底面连接有指针，角度刻度盘设置在指针尖端移动能扫描的平面范围内。

定位块至少设置有连接底板的安装平面和用于对待测零件端面定位的工作平面。

夹紧组件包括第一夹紧组件和第二夹紧组件，第一夹紧组件上的通孔槽直径小于第二夹紧组件上的通孔槽的直径，第一夹紧组件用于对接嘴进行径向定位和夹紧，第二夹紧组件用于对托架进行径向定位和夹紧。

所述通孔槽包括底座上端开设的半圆槽和压块下端开设的半圆槽。

测量力臂包括第一测量力臂和第二测量力臂，测量力臂的自由端为D型截面，测量力臂的固定端沿径向开设有工艺孔，所述工艺孔的轴线穿过挤压收口球面的球心，工艺孔的轴线垂直于测量力臂的转动平面。

测量力臂深入待测零件段外径与待测零件内径间隙配合。

第二测量力臂还设置有紧固段，紧固段的外侧设置螺纹及与螺纹相匹配的紧固螺母。

转接块为L形，转接块上开设轴线相互垂直的两个通孔，所述通孔的轴线位于同一平面，其中第一通孔用于连接测量力臂，第一通孔上还设置有用于对测量力臂轴向和径向进行限位的螺钉，第二通孔用于连接扭力扳手。

角度刻度盘和指针的轴线与挤压收口的轴线设置有夹角。

定位块和夹紧组件与底板均通过定位销和螺栓安装。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：新设计的挤压收口表面紧密性检测装置采用通用工具扭矩扳手通过力矩测量仪一次性比较校核，将图纸规定的测量力的大小转化为测量力矩的大小，目前，扭矩扳手制造已国际标准化，由专业厂家制造，市面容易采购，具有测量精确，寿命长，稳定性强，可以定期校核的特点，因此，极大地提高了检测装置检测准确性和检测效率，同时具有较强推广性，解决了原测具使用稳定性差的弊端，消除了质量隐患。该检测装置结构简单，制造成本低，经济效益显著，达到了造价极高的专用力矩测量仪同样的测量效果。

附图说明

图1为双重铰链组件收口面示意图；

图2为收口面紧密性检测原理示意图；

图3为现有技术检测收口面紧密性的测具示意图；图3(a)现有技术检测收口面紧密性的测具主视示意图，图3(b)现有技术的检测收口面紧密性的测具俯视示意图；

图4为本发明检测收口面紧密性检测装置示意图；图4(a)本发明检测收口面紧密性检测装置的主视示意图，图4(b)本发明检测收口面紧密性检测装置俯视示意图；

图5是在力矩测量仪上确定扭力扳手读值范围时装夹示意图；

图6为底板示意图；

图7为定位块示意图，图7(a)为第一定位块主视示意图，图7(b)为第一定位块俯视视示意图，图7(c)为第二定位块主视示意图；图7(d)为第二定位块俯视示意图，

图8为夹紧组件示意图；

图9(a)为第一测量力臂示意图；图9(b)为图9(a)的A-A向视示意图；

图10(a)为第二测量力臂示意图，图10(b)为图10(a)的A-A向视示意图；

图11(a)转接块剖视示意图，图11(b)转接块俯视示意图；

图12角度刻度盘示意图；

图13指针示意图；

图14扭力扳手示意图，图14(a)扭力扳手主视示意图，图14(b)扭力扳手俯视图示意图；

图15转接套剖视示意图。

附图中，1-接嘴，2-铰链杆，3-托架，4-挤压收口面，5-底板，6-转接块，7-角度刻度盘，8-第一定位块，9-第二定位块，10-第一测量力臂，11-第二测量力臂，12-紧固螺母，13-第一夹紧组件，14-第二夹紧组件，15-指针，16-扭力扳手，17-转接套，18-力矩测量仪。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细解释。

第一定位块8通过定位销和螺钉安装在底板5上，用于检测接嘴球面收口紧密性时对双重铰链接嘴1端端面进行轴向定位；第二定位块9通过定位销和螺钉安装在底板5上，用于检测托架3处球面收口紧密性时对双重铰链托架端端面进行轴向定位；夹紧组件包括第一夹紧组件13和第二夹紧组件14；第一夹紧组件13通过定位销和螺钉安装在底板5上，用于检测接嘴球面收口紧密性时对双重铰链上的接嘴1进行径向定位及夹紧；第二夹紧组件14通过定位销和螺钉安装在底板5上，用于检测托架球面收口紧密性时对托架3进行径向定位及夹紧；第一测量力臂10是检测装置的测量杆，测量时第一测量力臂10穿入铰链内孔中，带动铰链杆2相对于接嘴1摆动，第一测量力臂10用于检测接嘴球面挤压收口表面的紧密性；第二测量力臂11穿入铰链内孔中，带动铰链杆2相对于托架摆动，用于检测托架3的球面挤压收口表面的紧密性。紧固螺母12用于检测托架3的球面挤压收口表面的紧密性时，将穿过铰链内孔的第二测量力臂11紧固在双重铰链上。转接块6用于将测量力臂和扭力扳手16连接起来。角度刻度盘7通过螺钉安装在底板5上，用来显示待测对象相对于其额定位置摆动的角度；指针15通过定位销和螺钉安装在转接块6上，指针15设置在角度刻度盘7的上方，检测时随待测对象一起摆动，待测对象摆动的角度值通过指针15在其下方的角度刻度盘7所指位置对应角度读取；螺钉通过转接块6上的螺纹孔将测量力臂与转接块6连接起来。将扭力扳手16头部的方榫插入转接块6方孔中，在扭力扳手16的尾部额定位置施加扭力，通过转接块6及测量力臂带动待测对象摆动，同时在扭力扳手16表盘上读取使待测对象摆动所施加的扭矩值的大小。

扭力扳手16读值范围确定：按照挤压收口表面紧密性检查要求转化成力矩形式，其力矩值应该在有效的范围区间内。由于通用扭力扳手16的从动端设置方榫结构，无法直接对挤压收口表面紧密性进行测量，本检测装置通过借助测量力臂和转接块6达到间接测量扭力力矩的目的；如图5所示，利用本检测装置检测挤压收口面4紧密性时扭力扳手16上显示的力矩读值不是真实的挤压收口表面力矩值；需要对挤压收口面4紧密性要求的力矩值在扭力扳手16上的读值进行重新校对确定；重新确定读值需借助力矩测量仪18，力矩测量仪18是用于检测、测试及校准各种力矩的精密仪器；采用转接套17将仪器与测具中由测量力臂、转接块6及扭力扳手16组成的施力装置连接起来，通过仪器对扭力扳手16把手施加设计要求的扭力力矩，查看扭力扳手16的读值，当力矩测量仪18对测具中施力装置施加挤压收口面4紧密性要求的力矩值时，扭力扳手表盘上指针显示在一个固定区间值摆动，因此，可以确定，本发明所述检测装置测量零件挤压收口面4紧密性时，当扭力扳手16实际读值在所述固定区间值之间时，零件挤压收口表面紧密性即为合格，超出设定的所述固定区间值之间时，即紧密性为不合格。

具体的实施方法通过采用本法对某型号双重铰链挤压收口表面紧密性检查来解释，其实施过程分两个步骤进行：

步骤1：接嘴端挤压收口表面紧密性检查，其具体检查过程是：

(1)见图1、图4，在检测装置上用第一定位块8对双重铰链组件接嘴端进行轴向定位，用第一夹紧组件13对双重铰链接嘴端进行径向定位并夹紧。

(2)将第一测量力臂10插入双重铰链内孔中至第一测量力臂10台阶端面与铰链杆2端面相接触。

(3)将转接块6通过其开设的内孔与第一测量力臂10连接起来，并用螺钉拧紧固定。

(4)将扭力扳手16从动端方榫插入转接块6上的方孔中，旋转扭力扳手16表盘，使其置于单位为N·M档上并调零。

(5)用手扳动扭力扳手16的施加压力处，使零件相对其额定位置±6°范围内摆动，摆动角度可以通过固定在转接块6下方的指针15在角度刻度盘7的指示位置进行控制。当扭力扳手16在其额定位置±6°范围内摆动时，扭力扳手16的表盘指针摆动区间在2.4N·M-5.0N·M时，双重铰链接嘴端挤压收口表面紧密性即为合格，低于2.4N·M数值或高出5.0N·M数值以上，挤压收口表面紧密性均为不合格。

步骤2：托架端挤压收口表面紧密性检查，其具体检查过程是：

(1)如图1和图4所示，在检测装置上将第二测量力臂11预先从双重铰链托架端内孔穿过，并用紧固螺母12从第二测量力臂11另一端旋紧固定在双重铰链上，所述螺母外端面至第二测量力臂11固定端工艺孔中心的距离为57mm。

(2)用第二定位块9对双重铰链组件托架端进行轴向定位，用第二夹紧组件14对双重铰链托架端进行径向定位并夹紧。

(3)将转接块6通过其开设的内孔与第二测量力臂11连接起来，并用螺钉拧紧固定。

(4)将扭力扳手16从动端方榫插入转接块6上的方孔中，旋转扭力扳手16表盘，使其置于单位为N·M档上并调零。

(5)用手扳动扭力扳手16的施加压力处，使零件相对其额定位置±6°范围内摆动，摆动角度可以通过固定在转接块6下方的指针15在角度刻度盘7指示位置进行控制。当扭力扳手16在其额定位置±6°范围内摆动时，扭力扳手16的表盘指针摆动区间在2.4N·M-5.0N·M时，双重铰链托架端挤压收口表面紧密性即为合格，低于2.4N·M数值或高出5.0N·M数值以上，零件挤压收口表面紧密性均为不合格。

扭力扳手16读值范围确定：按照挤压收口表面紧密性检查要求转化成力矩形式其力矩值应该为2.352N·M-7.056N·M范围区间。由于通用扭力扳手16的从动端设置方榫结构，无法直接对挤压收口表面紧密性进行测量，本检测装置通过借助测量力臂和转接块6达到间接测量扭力力矩的目的；如图5所示，利用本检测装置检测挤压收口面4紧密性时扭力扳手16上显示的力矩读值不是真实的挤压收口表面力矩值；需要对挤压收口面4紧密性要求的力矩值在扭力扳手16上的读值进行重新校对确定；重新确定读值需借助力矩测量仪18，力矩测量仪18是用于检测、测试及校准各种力矩的精密仪器；采用转接套17将仪器与测具中由测量力臂、转接块6及扭力扳手16组成的施力装置连接起来，通过仪器对扭力扳手16把手施加2.352N·M-7.056N·M的扭力力矩，查看扭力扳手16的读值，如图5所示，当力矩测量仪18对测具中施力装置施加挤压收口面4紧密性要求的力矩值时，扭力扳手指针在2.4N·M-5.0N·M区间范围内摆动，因此，可以确定，本发明所述检测装置测量零件挤压收口面4紧密性时，当扭力扳手16实际读值在2.4N·M-5.0N·M区间时，零件挤压收口表面紧密性即为合格，超出此区间范围，即紧密性为不合格。

如图6所示，底板5上开设有用于安装第一定位块8，第二定位块9，第一夹紧组件13以及第二夹紧组件14的定位销孔和螺钉孔，还开设有用于安装角度刻度盘7的螺纹孔。

如图7(a)和图7(b)所示，第一定位块8底面开设有定位销孔和螺钉孔，第一定位块8底面为矩形，定位销孔和螺钉孔在第一定位块8底面分别呈对角分布。

如图7(c)和图7(d)所示，第二定位块9底面开设有定位销孔和螺钉孔，所述定位销孔和螺钉孔间隔设置，呈单列排布。

作为本发明的一个可选实施例，第一定位块8和第二定位块9的底部均开设螺纹孔，底板5上开设有滑槽，滑槽中设置有紧固螺栓，第一定位块8和第二定位块9通过螺栓与底板5连接并紧固，第一定位块8和第二定位块9的底面至少设置有三个固定螺栓，固定螺栓设置在不同的直线上，通过调整第一定位块8和第二定位块9的位置能适用于测量其他设有球面组件的紧密性。

如图8所示，夹紧组件包括底座和压块，底座和压块的一端铰接，底座和压块的另一端通过螺杆紧固，螺杆的一端与底座铰接，螺杆的自由端穿过压块所开设的U型槽，且螺杆的自由端设置有用于紧固底座和压块的蝶形螺母，底座和压块之间设置有用于对待测对象径向限位的弧形通槽。本发明优选的，底座和压块之间的通槽关于两者接触面对称设置。

作为本发明的一个可选实施例，夹紧组件包括底座和压块，底座和压块的一端铰接，底座和压块的另一端设置有锁扣。

如图9(a)和9(b)所示，第一测量力臂10为阶梯轴，其中与待测零件连接处设置有轴肩，其自由端为D型轴，第一测量力臂10固定端沿径向开设有工艺孔，工艺孔的轴线穿过接嘴处收口面的球心，工艺孔的轴线垂直于第一测量臂10的转动平面。

如图10(a)和图10(b)所示，第二测量力臂11为阶梯轴，第二测量力臂11的自由端为D型轴，第二测量力臂11的固定端沿径向开设有工艺孔，工艺孔的轴线穿过托架3处收口面的球心，工艺孔的轴线垂直于第一测量臂11的转动平面，第二测量力臂11的固定端设置有轴肩。

紧固螺母12从第二测量力臂11的另一端旋紧固定在双重铰链上，第一测量力臂10的固定端的工艺孔中心至自由端连接转接块端面处的距离与紧固螺母12的外端面至第二测量力臂11的固定端工艺孔中心的距离相等。

测量力臂深入待测零件段外径与待测零件内径间隙配合，配合间隙为0.05mm～0.08mm。

如图11所示，转接块6为L形，转接块6上开设有呈90°的两个通孔，所述通孔的轴线位于同一平面，其中第一通孔用于连接测量力臂，第一通孔上还设置有用于对测量力臂轴向和径向进行限位的螺钉。

如图12所示，角度刻度盘7为弧形，表面设置有角度刻线，本发明优选的，角度以其中心线对称两边分别显示至10°，角度刻度盘7的两端开设有供螺钉穿过的孔。

如图13所示，指针15包括固定端和指针端，固定端上开设有用于和转接块6安装的销孔和螺钉孔。

扭力扳手16的主视示意图和俯视示意图如图14(a)和图14(b)所示，扭力扳手16的表盘设置在扭力扳手16中部，扭力扳手16的从动端设置有方榫，方榫用于和转接块6连接，扭力扳手16通过转接块6驱动第一测量力臂10和第二测量力臂11。

如图5和图15所示，转接套17上开设一个用于连接测量力臂的连接孔，所述连接孔壁上还设置有用于对测量力臂进行轴向和径向定位的销孔，并设置有销钉，转接套17还设置用于和力矩测量仪18连接的接头，使得测量力臂和扭力扳手16形成的力臂与力矩测量仪18连接并实施对力矩的测量和验证。

Claims (10)

1.一种测量球形挤压收口面紧密性的装置，其特征在于，包括底板(5)、角度刻度盘(7)、测量力臂、扭力扳手(16)以及转接块(6)；底板(5)上设置有定位块和夹紧组件，定位块用于对待测零件端面进行定位；夹紧组件包括底座和压块，底座和压块的一端铰接，底座和压块的另一端连接有紧固件，底座和压块之间开设有用于对待测零件进行径向固定的通孔槽；测量力臂插入待测零件内孔用于传递扭力扳手(16)的扭矩，扭力扳手(16)与测量力臂之间通过转接块(6)连接，转接块(6)的底面连接有指针(15)，角度刻度盘(7)设置在指针(15)尖端移动能扫描的平面范围内。

2.根据权利要求1所述的测量球形挤压收口面紧密性的装置，其特征在于，定位块至少设置有连接底板(5)的安装平面和用于对待测零件端面定位的工作平面。

3.根据权利要求1所述的测量球形挤压收口面紧密性的装置，其特征在于，夹紧组件包括第一夹紧组件(13)和第二夹紧组件(14)，第一夹紧组件(13)上的通孔槽直径小于第二夹紧组件(14)上的通孔槽的直径，第一夹紧组件(13)用于对接嘴(1)进行径向定位和夹紧，第二夹紧组件(14)用于对托架(3)进行径向定位和夹紧。

4.根据权利要求3所述的测量球形挤压收口面紧密性的装置，其特征在于，所述通孔槽包括底座上端开设的半圆槽和压块下端开设的半圆槽。

5.根据权利要求1所述的测量球形挤压收口面紧密性的装置，其特征在于，测量力臂包括第一测量力臂(10)和第二测量力臂(11)，测量力臂的自由端为D型截面，测量力臂的固定端沿径向开设有工艺孔，所述工艺孔的轴线穿过挤压收口球面的球心，工艺孔的轴线垂直于测量力臂的转动平面。

6.根据权利要求5所述的测量球形挤压收口面紧密性的装置，其特征在于，测量力臂深入待测零件段外径与待测零件内径间隙配合。

7.根据权利要求5所述的测量球形挤压收口面紧密性的装置，其特征在于，第二测量力臂(11)还设置有紧固段，紧固段的外侧设置螺纹及与螺纹相匹配的紧固螺母(12)。

8.根据权利要求1所述的测量球形挤压收口面紧密性的装置，其特征在于，转接块(6)为L形，转接块(6)上开设轴线相互垂直的两个通孔，所述通孔的轴线位于同一平面，其中第一通孔用于连接测量力臂，第一通孔上还设置有用于对测量力臂轴向和径向进行限位的螺钉，第二通孔用于连接扭力扳手。

9.根据权利要求1所述的测量球形挤压收口面紧密性的装置，其特征在于，角度刻度盘(7)和指针(15)的轴线与挤压收口的轴线设置有夹角。

10.根据权利要求1所述的测量球形挤压收口面紧密性的装置，其特征在于，定位块和夹紧组件与底板(5)均通过定位销和螺栓安装。