CN110802398B - 一种同轴度调整装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同轴度调整装置及方法，所述同轴度调整装置，包括：第一调整座，其用于调整位于其上的第一零件的轴线在竖直方向上移动和与水平面之间的夹角；第二调整座，其用于调整位于其上的第二零件的轴线在水平方向上移动和与竖直平面之间的夹角；支架，其可沿水平方向移动；以及，滑台，其上设有所述第二调整座，所述滑台位于所述支架侧壁且其可沿所述支架侧壁在竖直方向上移动。本发明将两个零件分别放置在第一调整座和第二调整座上进行同轴度调整，调整同轴度过程中对零件本身不会施加作用力，对零件不会造成应力和损伤，不仅适用于普通零件，也适用于精密零件和易碎零件的调整对中。

Description

一种同轴度调整装置及方法

技术领域

本发明涉及一种机械装配领域，具体地说是一种同轴度调整装置及方法。

背景技术

在机械装配过程中，经常存在对两个零件轴线有同轴度要求，即：两个零件的轴线是否在一条直线上。当同轴度误差过大，轴的位置不正会造成旋转轴磨损，降低使用寿命，同时还会造成机器振动，噪声增加和零件疲劳加剧等不良影响。因此，在机械装配时，需要合适的同轴度调整装置，使有同轴度要求的两个零件的轴线位置达到设计要求。

“同轴度”的调整是一个十分精细的过程。其目前在机械装配中所使用的专用同轴度调整平台较少，所用的调整方法是将检测与调整相结合：目前经常使用的是运用轴向、径向双表组合测量法与双径向表组合测量两个零件的同轴度误差，根据表的示数用塑料锤轻敲零件底座或者用旋动调整螺钉对零件施加作用力，使其产生微小位移来进行调整，直到示数为0为止。这些调整方法对于粗调或者对零件同轴度要求较低时可以满足要求，但是不论是敲击还是对零件施加作用力都会使零件内部产生应力与变形，对于精密零件无法使用，而且敲击和调整螺钉都无法精确定量调整，只能根据千分表示数反复敲击或拧动调整螺钉，调整效率低。

目前普遍采用的调整工具多是用调整螺钉对所调整的零件在误差方向施加作用力，使零件产生变形或者位移。这样的调整方法调整精度低，而且精度保持性较差，随着使用时间的增加，预紧力松弛会使同轴度误差变大，需要重新调整同轴度，而且这种调整不能定量准确调整，调整过程耗费时间长。而且对于精密零件来说，施加作用力会对零件精度造成损害，所以无法使用这种方法调整精密零件的同轴度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同轴度调整装置及方法，以解决传统调整工具和方法调整精度低，精度保持性差，对于精密零件无法使用等问题；本调整装置结构简单，可定量调整，调整速度快，调整精度高，可根据两个轴线的偏差方向从4个自由度方向对零件进行调整，使同轴度达到设计要求，且调整操作简单，调整结构刚性好。本发明采用的技术手段如下：

一种同轴度调整装置，包括：

第一调整座，其用于调整位于其上的第一零件的轴线在竖直方向上移动和与水平面之间的夹角；

第二调整座，其用于调整位于其上的第二零件的轴线在水平方向上移动和与竖直平面之间的夹角；

支架，其可沿水平方向移动；

以及，滑台，其上设有所述第二调整座，所述滑台位于所述支架侧壁且其可沿所述支架侧壁在竖直方向上移动。

所述第一调整座包括在竖直方向上蛇形排列的第一上板、第一中板和第一下板；

所述第一上板、所述第一中板和所述第一下板互相平行排列；

所述第一中板和所述第一下板的一端连接且连接端位于靠近所述第二调整座一侧或远离所述第二调整座一侧，所述第一中板和所述第一下板的自由端两侧设有用于调整所述第一中板与所述第一下板之间夹角的精调结构；

所述第一上板和所述第一中板的一端连接且连接端远离所述第一中板和所述第一下板的连接端，所述第一上板和所述第一中板的自由端两侧设有用于调整所述第一上板与所述第一中板之间夹角的精调结构。

所述第二调整座包括在水平方向上蛇形排列的第二上板、第二中板和第二下板；

所述第二上板、所述第二中板和所述第二下板互相平行排列；

所述第二中板和所述第二下板的一端连接且连接端位于靠近所述第一调整座一侧或远离所述第一调整座一侧，所述第二中板和所述第二下板的自由端两侧设有用于调整所述第二中板与所述第二下板之间夹角的精调结构；

所述第二上板和所述第二中板的一端连接且连接端远离所述第二中板和所述第二下板的连接端，所述第二上板和所述第二中板的自由端两侧设有用于调整所述第二上板与所述第二中板之间夹角的精调结构；

所述第二下板与所述滑台固定连接。

所述精调结构包括触头穿过上述各自由端相对位于上方的板与相对位于下方的板的表面接触的微分头和千分表以及用于连接上述各自由端的调整螺栓；

所述千分表用于显示其所对应的微分头的调整量；

所述调整螺栓的螺纹段与上述各自由端相对位于下方的板螺纹连接。

本发明还公开了一种使用上述同轴度调整装置的同轴度调整方法，具有如下步骤：

将第一待调整零件固定在所述第一调整座上，第二待调整零件固定在所述第二调整座上，通过所述滑台和所述支架调整所述第二调整座的位置，完成对所述第一待调整零件的轴线和所述第二待调整零件的轴线的初步对中，之后，将所述滑台和所述支架的位置固定；

使用测量设备测量所述第一待调整零件的轴线和所述第二待调整零件的轴线的位置情况，设与所述支架侧壁垂直且所述第二待调整零件的轴线所在的平面为xoy平面，测量得到所述第一待调整零件的轴线与xoy平面的夹角；

调整所述第一调整座上的各精调结构，使所述第一待调整零件的轴线与xoy面平行；

测量所述第一待调整零件的轴线与xoy面的距离；

调整所述第一调整座上的各精调结构，使所述第一待调整零件的轴线位于xoy平面内，使所述第一待调整零件的轴线和所述第二待调整零件的轴线共面；

测量所述第一待调整零件的轴线和所述第二待调整零件的轴线之间的夹角；

调整所述第二调整座上的各精调结构，所述第一待调整零件的轴线和所述第二待调整零件的轴线平行；

测量所述第一待调整零件的轴线和所述第二待调整零件的轴线之间的距离；

调整所述第二调整座上的各精调结构，使所述第一待调整零件的轴线和所述第二待调整零件的轴线同轴。

本发明有如下有益效果：

1、本发明的同轴度调整装置可以从四个自由度方向对两个零件的同轴度进行调整，调整灵活，操作简单。

2、本发明将两个零件分别放置在第一调整座和第二调整座上进行同轴度调整，调整同轴度过程中对零件本身不会施加作用力，对零件不会造成应力和损伤，不仅适用于普通零件，也适用于精密零件和易碎零件的调整对中。

3、本发明的同轴度调整装置的调整结构分为粗调结构(滑台、支架)和精调结构，对零件的调整过程分为粗调和精调，调整过程灵活高效。

4、采用精密的微分头对同轴度进行调整，可以根据测量的同轴度在每个方向的偏差值对零件的轴线可以定量调整，调整效率高，调整精度高，最后同轴度调整好的结构通过调整螺栓固定，调整结构的刚度好，精度保持性好。

基于上述理由本发明可在机械装配等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的具体实施方式中同轴度调整装置的使用状态示意图。

图2是本发明的具体实施方式中同轴度调整装置的正面轴测图。

图3是本发明的具体实施方式中同轴度调整装置的背面轴测图。

图4是本发明的具体实施方式中第一(第二)调整座的俯视图。

图5是图4中的C-C剖视图。

图中：1底座、2第一调整座、3第二调整座、4支架、5滑台、61-68为微分头、71-78为调整螺栓、81-88为千分表、91-98为紧固螺钉、9第一待调整零件、11第一待调整零件的轴线、10第二待调整零件、21第二待调整零件的轴线。

图中微分头、调整螺栓、千分表构成了精调结构，A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4为八组精调结构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图5所示，一种同轴度调整装置，包括底座1、第一调整座2、第二调整座3、支架4、滑台5，八个微分头61-68，八个调整螺栓71-78、八个千分表81-88、八个紧固螺钉91-98。所述底座1上表面左侧为平面，右侧设有两条平行设置的第一T型导轨。所述第一调整座2呈长方体结构，包括在竖直方向上蛇形排列的第一上板、第一中板和第一下板；所述第一上板、所述第一中板和所述第一下板互相平行排列；所述第一中板和所述第一下板的一端连接且连接端位于远离所述第二调整座3一侧，所述第一中板和所述第一下板的自由端两侧设有用于调整所述第一中板与所述第一下板之间夹角的精调结构；所述第一上板和所述第一中板的一端连接且连接端远离所述第一中板和所述第一下板的连接端，所述第一上板和所述第一中板的自由端两侧设有用于调整所述第一上板与所述第一中板之间夹角的精调结构，即在所述第一调整座2的靠近四个角的位置各设有两个大圆形通孔和一个小圆形通孔，用于安装精调结构，其中小圆形通孔下面是直径比小圆形通孔小的螺纹通孔，所述第一调整座2安装在底座1上表面的左侧，其靠近所述第二调整座3的侧面与底座1右侧的第一T型导轨平行。所述支架4安装在第一T型导轨上，支架4下面加工有与第一T型导轨相配合的第一T型槽，使支架4可以沿第一T型导轨滑动，每个第一T型槽上有两个螺纹通孔，支架4侧壁上设有两条相互平行且垂直于底座1上表面的第二T型导轨，在每条第二T型导轨上各有三个螺纹通孔。所述紧固螺钉95-98与第一T型槽上的螺纹通孔配合，紧固螺钉95-98下端面与第一T型导轨上表面接触，以此来固定支架4的位置。

所述滑台5安装在支架4侧面的第二T型导轨上，其底面加工有与第二T型导轨相配合的第二T型槽，使滑台5可以沿第二T型导轨滑动。所述紧固螺钉91-94安装在第二T型导轨上的螺纹通孔内，紧固螺钉91-94下端面与第二T型槽的内表面接触，以此来固定滑台5在第二T型导轨上的位置。

所述第二调整座3安装在滑台5上，其结构与第一调整座2相同，呈长方体结构，包括在水平方向上蛇形排列的第二上板、第二中板和第二下板；所述第二上板、所述第二中板和所述第二下板互相平行排列；所述第二中板和所述第二下板的一端连接且连接端位于靠近所述第一调整座2一侧或远离所述第一调整座2一侧，所述第二中板和所述第二下板的自由端两侧设有用于调整所述第二中板与所述第二下板之间夹角的精调结构；所述第二上板和所述第二中板的一端连接且连接端远离所述第二中板和所述第二下板的连接端，所述第二上板和所述第二中板的自由端两侧设有用于调整所述第二上板与所述第二中板之间夹角的精调结构；所述第二下板与所述滑台5固定连接，即在所述第二调整座3的靠近四个角的位置各设有两个大圆形通孔和一个小圆形通孔，用于安装精调结构，其中小圆形通孔下面是直径比小圆形通孔小的螺纹通孔。所述微分头61-68分别固定在第一调整座2、第二调整座3的四角上其中一个大圆形通孔内，其下端触头分别与第一调整座2、第二调整座3的M面(第一中板、第二中板)、N面(第一下板、第二下板)接触。所述调整螺栓(71-78)穿过第一调整座2、第二调整座3的四角上的小圆形通孔，连接在小圆形通孔下方的螺纹通孔内，所述调整螺栓(71-78)的螺栓头下表面与第一上板、第二上板的上表面接触。所述千分表81-88分别固定在第一调整座2、第二调整座3的四角上另外一个大圆形通孔内，其下端触头分别与第一调整座2、第二调整座3的M面(第一中板、第二中板)、N面(第一下板、第二下板)接触。这样微分头61-68起到对第一上板、第二上板向上顶起的作用，而调整螺栓71-78起到对第一上板、第二上板下压的作用，以此来固定第一上板、第二上板的位置。千分表81-88起到过程反馈的作用，用来测量调整量多少。

所述第一调整座2、第二调整座3用来分别安装和固定所要调整的第一待调整零件9和第二待调整零件10。

如图4和图5所示，所述同轴度调整装置的调整方法，微分头分别安装在四个大圆形通孔内，千分表分别安装在另外四个大圆形通孔内，用来显示微分头调整量，调整螺钉分别穿过四个小圆形通孔，通过螺纹配合安装在螺纹通孔。微分头、调整螺钉、千分表和第一调整座2/第二调整座3构成了一个调整机构，用来调整零件轴线绕一个方向的转动和一个方向上的移动。如上所述的调整机构中旋转微分头使第一上板/第二上板处于所需要的位置，旋转调整螺栓，使调整螺栓的台阶面与第一上板/第二上板的上表面接触，固定第一上板/第二上板的位置，千分表用来测量调整量的多少。

如图1所示，所述同轴度调整装置的调整自由度的方法如下所述：

同时调整A1、A2、A3、A4，可以使第一待调整零件的轴线11沿Z轴方向移动；

同时调整A1、A2或A3、A4，可以使第一待调整零件的轴线11绕Y轴转动；

同时调整B1、B2、B3、B4可以使第二待调整零件10的轴线沿Y方向移动；

同时调整B1、B2或B3、B4，可以使第二待调整零件10的轴线绕Z轴转动；

因为两个零件轴线同轴度调整时，X方向移动和转动两个自由度对调整两个零件的同轴度没有影响。因此，四个自由度的调整，使得两个零件轴线的对中具有足够的灵活性。

如图1所示，一种使用上述同轴度调整装置的同轴度调整方法，具有如下步骤：

将第一待调整零件9固定在第一调整座2上，第二待调整零件10固定在第二调整座3上，移动支架4和滑台5分别在第一T型导轨和第二T型导轨上的位置，使用紧固螺钉81-88固定支架4和滑台5的位置，完成对所述第一待调整零件的轴线11和所述第二待调整零件的轴线21的初步对中；

使用测量设备测量所述第一待调整零件的轴线11和所述第二待调整零件的轴线21的位置情况，设与所述支架4侧壁垂直且所述第二待调整零件的轴线21所在的平面为xoy平面，测量得到所述第一待调整零件的轴线11与xoy平面的夹角；

调整A1、A2或A3、A4使所述第一待调整零件的轴线11与xoy面平行；

测量所述第一待调整零件的轴线11与xoy面的距离；

调整A1、A2、A3、A4，使所述第一待调整零件的轴线11位于xoy平面内，使所述第一待调整零件的轴线11和所述第二待调整零件的轴线21共面；

测量所述第一待调整零件的轴线11和所述第二待调整零件的轴线21之间的夹角；

调整B1、B2或B3、B4，所述第一待调整零件的轴线11和所述第二待调整零件的轴线21平行；

测量所述第一待调整零件的轴线11和所述第二待调整零件的轴线21之间的距离；

调整B1、B2、B3、B4，使所述第一待调整零件的轴线11和所述第二待调整零件的轴线21同轴。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种同轴度调整装置，其特征在于，包括：

第一调整座，其用于调整位于其上的第一零件的轴线在竖直方向上移动和与水平面之间的夹角；

第二调整座，其用于调整位于其上的第二零件的轴线在水平方向上移动和与竖直平面之间的夹角；

支架，其可沿水平方向移动；

以及，滑台，其上设有所述第二调整座，所述滑台位于所述支架侧壁且其可沿所述支架侧壁在竖直方向上移动；

所述第一调整座包括在竖直方向上蛇形排列的第一上板、第一中板和第一下板；

所述第一上板、所述第一中板和所述第一下板互相平行排列；

所述第一中板和所述第一下板的一端连接且连接端位于靠近所述第二调整座一侧或远离所述第二调整座一侧，所述第一中板和所述第一下板的自由端两侧设有用于调整所述第一中板与所述第一下板之间夹角的精调结构；

所述第一上板和所述第一中板的一端连接且连接端远离所述第一中板和所述第一下板的连接端，所述第一上板和所述第一中板的自由端两侧设有用于调整所述第一上板与所述第一中板之间夹角的精调结构；

所述第二调整座包括在水平方向上蛇形排列的第二上板、第二中板和第二下板；

所述第二上板、所述第二中板和所述第二下板互相平行排列；

所述第二中板和所述第二下板的一端连接且连接端位于靠近所述第一调整座一侧或远离所述第一调整座一侧，所述第二中板和所述第二下板的自由端两侧设有用于调整所述第二中板与所述第二下板之间夹角的精调结构；

所述第二上板和所述第二中板的一端连接且连接端远离所述第二中板和所述第二下板的连接端，所述第二上板和所述第二中板的自由端两侧设有用于调整所述第二上板与所述第二中板之间夹角的精调结构；

所述第二下板与所述滑台固定连接。

2.根据权利要求1所述的同轴度调整装置，其特征在于：所述精调结构包括触头穿过上述各自由端相对位于上方的板与相对位于下方的板的表面接触的微分头和千分表以及用于连接上述各自由端的调整螺栓；

所述千分表用于显示其所对应的微分头的调整量；

所述调整螺栓的螺纹段与上述各自由端相对位于下方的板螺纹连接。

3.一种使用权利要求1或2所述的同轴度调整装置的同轴度调整方法，其特征在于具有如下步骤：

将第一待调整零件固定在所述第一调整座上，第二待调整零件固定在所述第二调整座上，通过所述滑台和所述支架调整所述第二调整座的位置，完成对所述第一待调整零件的轴线和所述第二待调整零件的轴线的初步对中，之后，将所述滑台和所述支架的位置固定；

使用测量设备测量所述第一待调整零件的轴线和所述第二待调整零件的轴线的位置情况，设与所述支架侧壁垂直且所述第二待调整零件的轴线所在的平面为xoy平面，测量得到所述第一待调整零件的轴线与xoy平面的夹角；

调整所述第一调整座上的各精调结构，使所述第一待调整零件的轴线与xoy面平行；

测量所述第一待调整零件的轴线与xoy面的距离；

调整所述第一调整座上的各精调结构，使所述第一待调整零件的轴线位于xoy平面内，使所述第一待调整零件的轴线和所述第二待调整零件的轴线共面；

测量所述第一待调整零件的轴线和所述第二待调整零件的轴线之间的夹角；

调整所述第二调整座上的各精调结构，所述第一待调整零件的轴线和所述第二待调整零件的轴线平行；

测量所述第一待调整零件的轴线和所述第二待调整零件的轴线之间的距离；

调整所述第二调整座上的各精调结构，使所述第一待调整零件的轴线和所述第二待调整零件的轴线同轴。

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