CN110333120B - 一种机械零件清洁度快速检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械零件清洁度快速检测方法及装置，装置包括有气浮支承系统、样品检测区和标准件参考区；使用该检测装置测量工件清洁度时，先检测清洗前待检的机械零部件重量，记录此次测量值，再将该机械零部件进行清洗、烘干到原先状态，再检测清洗后的该机械零部件的重量，记录测量值，并计算前后两次重量差；将以上步骤再重复多次，计算重量差平均值，该机械零部件在清洗前后的平均重量差即为被测机械零部件该次清洗的清洁度。本发明能够简单、快速，精确检测包括生产现场在线检测在内的机械产品的清洁度，对于解决机械产品清洁度及时检测问题具有现实意义。本发明结构简单，成本低，易于操作和推广应用。

Description

一种机械零件清洁度快速检测方法及装置

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，尤其涉及一种机械零件清洁度快速检测方法及装置。

背景技术

清洁度表示零件或产品经过清洗后在其表面上残留的污物的量。一般来说，污物的量包括种类、形状、尺寸、数量、重量等衡量指标，具体用何种指标取决于不同污物对产品质量的影响程度和清洁度控制精度的要求。重量法是工业生产和试验中最常用的清洁度测定方法。其测定原理是将一定数量的试样在一定的条件下进行清洗，然后将清洗的液体通过滤膜充分过滤，污物被收集在经过干燥的滤膜表面，将滤膜再次充分干燥，由于污物质量很小，一般需要用分析天平称出过滤清洗前后干燥的滤膜质量，计算其增加值即为试样品上的固体颗粒污染物的质量。很多机械零部件或整机产品都有清洁度质量控制指标要求，在生产过程中都需要清洗，但由于机械产品清洁度检测方法比较麻烦、耗时，在生产现场很难做到在线及时检测，因此，研究一种能够简单、快速精确检测机械产品清洁度的方法及装置，对于解决机械产品清洁度及时检测问题具有现实意义。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种机械零件清洁度快速检测方法及装置，以满足用于包括生产现场在线检测在内的机械零部件简单、快速精确检测的需要。

本发明采用的技术方案是：

一种机械零件清洁度快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)启动检测装置；

(2)检测清洗前待测工件的重量，记录此次测量值；

(3)将该待测工件进行清洗、烘干到原先状态，再检测清洗后的该待测工件的重量，记录测量值，并计算前后两次重量差；

(4)重复步骤(2)、(3)，计算重量差平均值，求出重量差的平均值，该待测工件在清洗前后的平均重量差即为该被测工件此次清洗的清洁度。

一种机械零件清洁度快速检测装置，其特征在于，包括有天平、精密电子称、托底坐，所述天平采用气浮支承天平，气浮支承天平包括有：气浮支承系统、样品检测区和标准件参考区；

所述气浮支承系统包括气浮轴承和固定支架，所述气浮轴承包括气浮转子、气浮定子以及档环，所述气浮定子固定安装在固定支架上，气浮转子套设在气浮定子上，两者为间隙配合；所述气浮定子为中空结构，气浮定子一端为压缩空气接口、另一端由端盖密封，从而形成气腔；所述档环套设在气浮定子靠近端盖的一端并通过端盖固定在气浮定子上；所述气浮转子的内圆柱表面沿轴向对称设置有4个沉槽作为承压腔，在气浮定子上沿径向相应对称设置有4个给承压腔供气的通孔作为节流孔；

所述样品检测区包括左杠杆臂、左秤盘和精密电子称；所述标准件参考区包括右杠杆臂、右秤盘和托底座；所述左杠杆臂和右杠杆臂对称固联在气浮转子的两侧，左杠杆臂的一端悬挂有左秤盘，右杠杆臂的一端悬挂有右秤盘，左秤盘下方放置有精密电子称，右秤盘下方放置有托底座，当左秤盘底面与精密电子称接触时，右秤盘下方与托底座之间有间隙；右秤盘中放置标准件，左秤盘中放置被测工件。

所述的一种机械零件清洁度快速检测装置，其特征在于，所述气浮定子的左端设有外螺纹并穿过固定支架，气浮定子通过螺母与外螺纹配合固定安装在固定支架上。

所述的一种机械零件清洁度快速检测装置，其特征在于，所述安装在固定支架上的气浮定子的右侧部外表面为三阶台阶型结构，气浮转子套装在气浮定子的第二阶台阶结构上，档环套装在气浮定子的直径最小的台阶结构上，端盖将密封圈压紧在档环上。

所述的一种机械零件清洁度快速检测装置，其特征在于，所述气浮转子的左端与气浮定子之间、气浮转子的右端与档环之间分别设置有左端面间隙和右端面间隙。

所述的一种机械零件清洁度快速检测装置，其特征在于，所述气浮转子的内圆柱表面设置有4个沿圆周方向均布的下凹承压腔，气浮转子内圆柱表面的左端与气浮定子的外表面形成承压腔左端缝隙，气浮转子的内圆柱表面的右端与气浮定子的外表面形成承压腔右端缝隙；所述各个承压腔左端缝隙与左端面间隙连通，各个承压腔右端缝隙与右端面间隙连通。

所述的一种机械零件清洁度快速检测装置，其特征在于，所述标准件的重量等于被测工件的下偏差重量。

所述的一种机械零件清洁度快速检测装置，其特征在于，所述精密电子称的量程略大于被测工件重量公差值，测量精度为清洁度(重量)值的1/10。

气浮支承系统启动时，将压缩空气从压缩空气接口接入气腔，气腔内的压缩空气通过4个相同的节流孔分别进入到4个承压腔，承压腔内的空气一路通过承压腔左端缝隙和左端面间隙排入大气，另一路通过承压腔右端缝隙和右端面间隙排入大气，从而使得气浮转子获得非接触气浮支承。

本发明的优点是：

(1)和现有的检测清洁度方法相比，本发明能够简单、快速，精确检测包括生产现场在线检测在内的机械产品的清洁度，对于解决机械产品清洁度及时检测问题具有现实意义。

(2)提出了一种基于气浮支承系统的快速检测装置，气浮支承系统在静止状态下，支承摩擦力矩为零，故可以达到很高精度，配合使用较小量程的高精度电子称，可以精确测量被测工件与标准件的重量差，这解决了当前大量程高精度电子称难以选购或价格昂贵的问题，通过本发明的检测方式，对气浮支承系统的使用有一定的指导意义；

(3)本发明结构简单，成本低，易于操作和推广应用。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是气浮支承系统的左视图。

图3a是图2中的A-A剖面图。

图3b是气浮转子的半剖结构示意图。

图4是电子秤直接测量示意图。

图5是普通三角天平测量示意图。

上图中序号：Ⅰ是气浮支承系统，Ⅱ是样品检测区，Ⅲ是标准件参考区，1是气浮转子，1a是内圆柱表面，1b是内圆柱表面左端，1c是内圆柱表面右端，2是气浮定子，3是压缩空气接口，4是螺母，5是气腔，6是左端面间隙，7是承压腔左端缝隙，8是节流孔，9是承压腔，10是承压腔右端缝隙，11是右端面间隙，12是端盖，13是密封圈，14是档环，15是精密电子称，16是被测工件，17是左秤盘，18是左杠杆臂，19是右杠杆臂，20是右秤盘，21是标准件，22是托底座，23是承压腔之间缝隙，24是支架，25三角支架，26齿轮，27普通电子秤。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例。

以待测工件为齿轮和活塞为例。

实施例1

如图4，直接用精度为0.01g的普通电子称27测量某规格的齿轮26在清洗前后的清洁度。将某规格清洗前的齿轮26放入精度为0.01g的普通电子称27中，待读数稳定后读出其清洁前的质量，记为Δm1；再将上述的齿轮26拿出来进行清洗、烘干到原先状态，再放入精度为0.01g的普通电子称27中，待读数稳定后读出其清洁后的质量，并记为Δm2，计算出清洗前后该齿轮26的重量差为Δx1＝Δm1-Δm2，如此反复多次，求出重量差的平均值即为该规格的齿轮26此次清洗的清洁度。因为齿轮对清洁度的要求不高，故可以用量程和精度都不高的普通电子称27直接进行测量，以此来论证本发明所述的快速检测机械零件清洁度的方法具有很高的可行性。

实施例2

如图5，普通三角天平测量装置由左杠杆臂18、右杠杆臂19、左秤盘17、右秤盘20、精度为0.001g的精密电子称15、托底座22和三角支架25共同构成。左杠杆臂18和右杠杆臂19分别位于三角支架25两侧，左杠杆臂18左端悬挂一个左秤盘17，右杠杆臂19右端悬挂一个右秤盘20，精度为0.001g的精密电子称15位于左秤盘17下方，托底座22位于右秤盘20下方。将上述相同规格清洗前的活塞16放入左秤盘17中间，相同规格的活塞标准间21放入右秤盘20中间，待秤盘稳定后读出精度为0.001g的精密电子称15的读数，并记为Δm3；再将上述左称盘17中的活塞16拿出来进行清洗、烘干到原先状态，然后放入左称盘17中间，待秤盘稳定后读出精度为0.001g的精密电子称15的读数，并记为Δm4，计算出清洗前后该活塞16的重量差为Δx2＝Δm3-Δm4，如此反复多次，求出重量差的平均值即为该规格的活塞16此次清洗的清洁度。

实施例3

参见图1，一种机械零部件清洁度快速检测方法及装置，检测装置包括有天平、精度为0.001g的精密电子称15、托底坐22，天平采用气浮支承天平，气浮支承天平包括有：气浮支承系统Ⅰ、样品检测区Ⅱ和标准件参考区Ⅲ。

参见图1、图2、图3a和图3b，所述气浮支承系统包括气浮轴承和固定支架24，所述气浮轴承包括气浮转子1、气浮定子2以及档环14，气浮定子2固定安装在固定支架24上，气浮转子1套设在气浮定子2上，两者为间隙配合；气浮定子2为中空结构，气浮定子2一端为压缩空气接口3、另一端由端盖12密封，从而形成气腔5；档环14套设在气浮定子2靠近端盖12的一端并通过端盖12固定在气浮定子2上；所述气浮转子1的内圆柱表面沿轴向对称设置有4个沉槽作为承压腔9，在气浮定子2上沿径向相应对称设置有4个给承压腔9供气的通孔作为节流孔8；气浮定子2的左端设有外螺纹并穿过固定支架24，气浮定子2通过螺母4与外螺纹配合固定安装在固定支架24上；气浮定子2的右侧部外表面为三阶台阶型结构，气浮转子1套装在气浮定子2的第二阶台阶结构上，档环14套装在气浮定子2的直径最小的台阶结构上，端盖12将密封圈13压紧在档环14上；气浮转子1的左端与气浮定子2之间、气浮转子1的右端与档环14之间分别设置有左端面间隙6和右端面间隙11；气浮转子1的内圆柱表面1a设置有4个沿圆周方向均布的下凹承压腔9，气浮转子1内圆柱表面1a的左端1b与气浮定子2的外表面形成承压腔左端缝隙7，气浮转子1的内圆柱表面1a的右端1c与气浮定子2的外表面形成承压腔右端缝隙10；各个承压腔左端缝隙7与左端面间隙6连通，各个承压腔右端缝隙10与右端面间隙11连通。

当压缩空气从压缩空气接口3接入气腔5后，气腔5内的压缩空气通过4个相同的节流孔8分别进入到4个承压腔9，承压腔9内的空气一路通过承压腔左端缝隙7和左端面间隙6排入大气，另一路通过承压腔右端缝隙10和右端面间隙11排入大气，从而使得气浮转子1获得非接触气浮支承。

参见图2，所述样品检测区Ⅱ包括左杠杆臂18、左秤盘17；所述标准件参考区Ⅲ包括右杠杆臂19、右秤盘20。左杠杆臂18和右杠杆臂19对称固联在气浮转子1的两侧，左杠杆臂18的一端悬挂有左秤盘17，右杠杆臂19的一端悬挂有右秤盘20，左秤盘17下方放置有精密电子称15，右秤盘20下方放置有托底座22，当左秤盘17底面与精度为0.001g的精密电子称15接触时，右秤盘20下方与托底座22之间有间隙；右秤盘20中放置标准件21，左秤盘17中放置活塞16，设计的标准件21的重量等于活塞16的下偏差重量；精度为0.001g的精密电子称15的量程略大于活塞16重量公差值，测量精度为清洁度(重量)值的1/10。

检测方法包括如下步骤：

(1)将气浮支承天平的左、右秤盘17、20下分别放置精度为0.001g的精密电子称15、托底座22，启动气浮支承天平、精密电子称15；

(2)检测清洗前待测工件的重量，记录此次测量值：

将清洗前的待测工件(活塞)16放入左秤盘17中间，相同规格的活塞标准件21放入右秤盘20中间，待左、右秤盘17、20稳定后读出精度为0.001g的精密电子称15的读数，并记为Δm5；

(3)检测清洗后的该待测工件的重量，记录测量值，并计算前后两次重量差：

将左称盘17中的待测工件(活塞)16拿出来进行清洗、烘干到原先状态，然后放入左称盘17中间，待左、右秤盘17、20稳定后读出精度为0.001g的精密电子称15的读数，并记为Δm6；计算出清洗前后该待测工件(活塞)16的重量差为Δx3＝Δm5-Δm6；

(4)重复步骤(2)、(3)，计算重量差平均值，求出重量差的平均值，该待测工件(活塞)16在清洗前后的平均重量差即为该活塞16此次清洗的清洁度。

综上所述，参考实施例1，对清洁度要求不高的机械零件(如齿轮)可以直接用本发明所述的快速检测机械零件清洁度的方法；而对清洁度要求较高的机械零件(如活塞)，因为市面上很难选到量程和精度都达到要求的电子秤(精度与量程比达不到)，故设计了气浮支承天平，这种天平在静止状态下，支承摩擦力矩为零，故可以达到很高的精度。如实施例3中测出的相同规格的活塞16清洁度的精度比实施例2中测出的相同规格的活塞16清洁度精度高大约5％-12％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种机械零件清洁度快速检测装置，其特征在于，包括有天平、精密电子称、托底坐，所述天平采用气浮支承天平，气浮支承天平包括有：气浮支承系统、样品检测区和标准件参考区；

所述气浮支承系统包括气浮轴承和固定支架，所述气浮轴承包括气浮转子、气浮定子以及档环，所述气浮定子固定安装在固定支架上，气浮转子套设在气浮定子上，两者为间隙配合；所述气浮定子为中空结构，气浮定子一端为压缩空气接口、另一端由端盖密封，从而形成气腔；所述档环套设在气浮定子靠近端盖的一端并通过端盖固定在气浮定子上；所述气浮转子的内圆柱表面沿轴向对称设置有4个沉槽作为承压腔，在气浮定子上沿径向相应对称设置有4个给承压腔供气的通孔作为节流孔；

所述样品检测区包括左杠杆臂、左秤盘；所述标准件参考区包括右杠杆臂、右秤盘；所述左杠杆臂和右杠杆臂对称固联在气浮转子的两侧，左杠杆臂的一端悬挂有左秤盘，右杠杆臂的一端悬挂有右秤盘，左秤盘下方放置有精密电子称，右秤盘下方放置有托底座，当左秤盘底面与精密电子称接触时，右秤盘下方与托底座之间有间隙；右秤盘中放置标准件，左秤盘中放置被测工件；

所述气浮定子的左端设有外螺纹并穿过固定支架，气浮定子通过螺母与外螺纹配合固定安装在固定支架上；

所述安装在固定支架上的气浮定子的右侧部外表面为三阶台阶型结构，气浮转子套装在气浮定子的第二阶台阶结构上，档环套装在气浮定子的直径最小的台阶结构上，端盖将密封圈压紧在档环上；

所述气浮转子的左端与气浮定子之间、气浮转子的右端与档环之间分别设置有左端面间隙和右端面间隙；

所述气浮转子的内圆柱表面设置有4个沿圆周方向均布的下凹承压腔，气浮转子内圆柱表面的左端与气浮定子的外表面形成承压腔左端缝隙，气浮转子的内圆柱表面的右端与气浮定子的外表面形成承压腔右端缝隙；所述各个承压腔左端缝隙与左端面间隙连通，各个承压腔右端缝隙与右端面间隙连通；

采用机械零件清洁度快速检测装置进行检测的方法，包括以下步骤：

（1）启动检测装置；

（2）检测清洗前待测工件的重量，记录此次测量值；

（3）将该待测工件进行清洗、烘干到原先状态，再检测清洗后的该待测工件的重量，记录测量值，并计算前后两次重量差；

（4）重复步骤（2）、（3），计算重量差平均值，求出重量差的平均值，该待测工件在清洗前后的平均重量差即为该被测工件此次清洗的清洁度。

2.根据权利要求1所述的一种机械零件清洁度快速检测装置，其特征在于，所述标准件的重量等于被测工件的下偏差重量。

3.根据权利要求1所述的一种机械零件清洁度快速检测装置，其特征在于，所述精密电子称的量程略大于被测工件重量公差值，测量精度为清洁度值的1/10。

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