CN111060021A - 一种多缸曲轴外径的高效测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多缸曲轴外径的高效测量装置及其测量方法，属于曲轴外径测量技术领域，一种多缸曲轴外径的高效测量装置，包括底座和主控机，主控机位于底座的一侧，底座的上侧设有激光测径仪，激光测径仪与底座之间连接有线性导轨，底座的上侧还设有主支台和副支台，主支台的下端与底座的上端固定连接，主支台的上端转动连接有主转筒，主转筒远离副支台的一端固定连接有吸气泵，主转筒的内侧壁开设有长孔，吸气泵的输出端固定连接有气管，本发明可以实现一次性完成对多缸曲轴上所有主轴颈和连杆轴颈的外径的测量，测量过程由机械操作，省时省力，具有高效率高精度的特点，提高了曲轴的整个加工精度，为投入使用提供了基础保障。

Description

一种多缸曲轴外径的高效测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及曲轴外径测量技术领域，更具体地说，涉及一种多缸曲轴外径的高效测量装置及其测量方法。

背景技术

曲轴是发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用，因此要求曲轴有足够的强度和刚度，轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。

曲轴的结构一般由主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成。曲轴在加工过程中，需要对其主轴颈和连杆颈进行磨削加工，并需要在线检测加工轴颈和连杆颈的外径，以判断加工的程度从而提高加工的精度。

激光测径仪测量原理:左右箱体内带有高速旋转的HeNe激光发射器和激光接收器,激光发射器发出的激光束通过一组透镜处理变成平行光,工件只要挡住光束,在接收器上就有信号产生,通过光电传感器将此信号传到专用计算机处理器上,可读出所测量的直径值,圆度跳动等参数，激光测径仪是一种高精度、非接触的尺寸测量仪器，它通过激光束的扫描获得被测目标的尺寸，适合测量热的、软的、易碎的、以及其它传统方法不易测量的物体，广泛用于生产中的在线测量以及特种线缆、电线电缆、电磁线、漆包线、光纤、微拉丝、纤维橡胶管、橡胶棒、玻璃管等各种线材、棒材、管材、机械和电子原件的外径尺寸无损测量和控制。

在多缸曲轴中有多个主轴颈和连杆轴颈，而传统对于主轴颈和连杆轴颈的外径的测量大多利用检测探针进行手动检测，先将检测探针卡接到某一轴颈处，检测完毕后取下检测探针，再将其卡接至下一轴颈处，此过程不仅操作繁琐，效率低，而且检测误差较大，从而影响了整个曲轴的加工精度，影响了后期的使用。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种多缸曲轴外径的高效测量装置及其测量方法，它可以实现一次性完成对多缸曲轴上所有主轴颈和连杆轴颈的外径的测量，测量过程由机械操作，省时省力，具有高效率高精度的特点，提高了曲轴的整个加工精度，为投入使用提供了基础保障。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种多缸曲轴外径的高效测量装置，包括底座和主控机，所述主控机位于底座的一侧，所述底座的上侧设有激光测径仪，所述激光测径仪与底座之间连接有线性导轨，所述底座的上侧还设有主支台和副支台，所述主支台的下端与底座的上端固定连接，所述主支台的上端转动连接有主转筒，所述主转筒远离副支台的一端固定连接有吸气泵，所述主转筒的内侧壁开设有长孔，所述吸气泵的输出端固定连接有气管，所述气管固定连接于长孔的内部，所述主支台远离副支台的一侧设有电动机，所述电动机固定连接于底座的上端，所述电动机的输出端和主转筒之间传动连接有传动带，所述副支台的上端转动连接有副转筒，所述底座的上端开设有滑槽，所述副支台的下端固定连接有梯形滑块，所述梯形滑块滑动连接于滑槽的内部，所述激光测径仪、线性导轨、电动机和吸气泵均与主控机电性连接，本发明可以实现一次性完成对多缸曲轴上所有主轴颈和连杆轴颈的外径的测量，测量过程由机械操作，省时省力，具有高效率高精度的特点，提高了曲轴的整个加工精度，为投入使用提供了基础保障。

进一步的，所述主转筒的上内壁开设有主螺孔，所述主螺孔的内部螺纹连接有主螺栓，通过主螺栓可以加强对曲轴端部的固定，使得主转筒可以顺利带动曲轴转动完成测量工作。

进一步的，所述副转筒的上内壁开设有副螺孔，所述副螺孔的内部螺纹连接有副螺栓，通过副螺栓同样可以加强对曲轴端部的固定，增强曲轴和副转筒之间的稳定性，使曲轴在转动时可以顺利带动副转筒转动，增强曲轴转动的稳定性。

进一步的，所述主转筒和副转筒的内壁均固定连接有橡胶垫，通过橡胶垫可以增大摩擦，从而增大主转筒和副转筒与曲轴之间的稳定性。

进一步的，所述激光测径仪包括发射模块、接收模块和连接模块，所述连接模块固定连接于发射模块和接收模块之间，发射模块发出的平行光束射向接收模块的过程中，被曲轴挡住一部分，使得接收模块接收的光束并不完整，其输出的信号存在一个凹口，该凹口的尺寸即为所测部位的尺寸。

进一步的，所述线性导轨包括固定连接于底座上端的一对滑轨，一对所述滑轨分别位于主支台的两侧，所述发射模块和接收模块的下端均固定连接有电动滑块，所述电动滑块与滑轨滑动连接，所述电动滑块和主控机电性连接，通过主控机启动电动滑块使其在滑轨上滑动，从而带动激光测径仪做线性运动，完成对曲轴的测量。

进一步的，所述主支台和副支台的上端均开设有弧形槽，所述主转筒和副转筒分别转动连接于一对弧形槽的内部，且主转筒和副转筒的外圈直径分别大于相应的弧形槽的槽口口径，主转筒和副转筒无法从相应的弧形槽中向上取出，所述主转筒和副转筒的外表面均开设有环形槽，所述弧形槽的内表面均固定连接有限位环，所述限位环与环形槽转动连接，使得主转筒和副转筒可以在主支台和副支台上稳定转动，不易在转动的同时进行水平移动。

一种多缸曲轴外径的高效测量装置的测量方法，包括以下步骤：

S1、技术人员将待检测的多缸曲轴的前后两端分别插入主转筒和副转筒中，通过主控机启动吸气泵，对多缸曲轴进行初步固定，然后将主螺栓和副螺栓分别安装在主转筒和副转筒上，对多缸曲轴进行进一步固定；

S2、启动线性导轨，将激光测径仪移至多缸曲轴的一端，然后同步启动激光测径仪、线性导轨和电动机，通过电动机带动多缸曲轴竖直转动，所述线性导轨带动激光测径仪进行转动过程中的多缸曲轴进行持续性测径，并在主控机上扫描成像。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现一次性完成对多缸曲轴上所有主轴颈和连杆轴颈的外径的测量，测量过程由机械操作，省时省力，具有高效率高精度的特点，提高了曲轴的整个加工精度，为投入使用提供了基础保障。

(2)主转筒的上内壁开设有主螺孔，主螺孔的内部螺纹连接有主螺栓，通过主螺栓可以加强对曲轴端部的固定，使得主转筒可以顺利带动曲轴转动完成测量工作。

(3)副转筒的上内壁开设有副螺孔，副螺孔的内部螺纹连接有副螺栓，通过副螺栓同样可以加强对曲轴端部的固定，增强曲轴和副转筒之间的稳定性，使曲轴在转动时可以顺利带动副转筒转动，增强曲轴转动的稳定性。

(4)主转筒和副转筒的内壁均固定连接有橡胶垫，通过橡胶垫可以增大摩擦，从而增大主转筒和副转筒与曲轴之间的稳定性。

(5)激光测径仪包括发射模块、接收模块和连接模块，连接模块固定连接于发射模块和接收模块之间，发射模块发出的平行光束射向接收模块的过程中，被曲轴挡住一部分，使得接收模块接收的光束并不完整，其输出的信号存在一个凹口，该凹口的尺寸即为所测部位的尺寸。

(6)线性导轨包括固定连接于底座上端的一对滑轨，一对滑轨分别位于主支台的两侧，发射模块和接收模块的下端均固定连接有电动滑块，电动滑块与滑轨滑动连接，电动滑块和主控机电性连接，通过主控机启动电动滑块使其在滑轨上滑动，从而带动激光测径仪做线性运动，完成对曲轴的测量。

(7)主支台和副支台的上端均开设有弧形槽，主转筒和副转筒分别转动连接于一对弧形槽的内部，且主转筒和副转筒的外圈直径分别大于相应的弧形槽的槽口口径，主转筒和副转筒无法从相应的弧形槽中向上取出，主转筒和副转筒的外表面均开设有环形槽，弧形槽的内表面均固定连接有限位环，限位环与环形槽转动连接，使得主转筒和副转筒可以在主支台和副支台上稳定转动，不易在转动的同时进行水平移动。

附图说明

图1为本发明的立体图一；

图2为本发明的立体图二；

图3为本发明的正面结构示意图；

图4为本发明的主转筒处的局部正面结构示意图；

图5为本发明的副转筒处的局部正面结构示意图；

图6为本发明的顶面结构示意图；

图7为本发明的右侧结构示意图；

图8为本发明的激光测量示意图。

图中标号说明：

1底座、2滑轨、3电动滑块、41发射模块、42接收模块、43连接模块、5主控机、6主支台、7主转筒、8电动机、9传动带、10吸气泵、11气管、12主螺栓、13橡胶垫、14副支台、15副转筒、16副螺栓、17限位环、18滑槽、19梯形滑块。

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，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1和图2，一种多缸曲轴外径的高效测量装置，包括底座1和主控机5，主控机5位于底座1的一侧，底座1的上侧设有激光测径仪，激光测径仪与底座1之间连接有线性导轨，底座1的上侧还设有主支台6和副支台14，主支台6的下端与底座1的上端固定连接，主支台6的上端转动连接有主转筒7，请参阅图3和图4，主转筒7远离副支台14的一端固定连接有吸气泵10，主转筒7的内侧壁开设有长孔，吸气泵10的输出端固定连接有气管11，气管11固定连接于长孔的内部，主转筒7的上内壁开设有主螺孔，主螺孔的内部螺纹连接有主螺栓12，通过主螺栓12可以加强对曲轴端部的固定，使得主转筒7可以顺利带动曲轴转动完成测量工作，主支台6远离副支台14的一侧设有电动机8，电动机8固定连接于底座1的上端，电动机8的输出端和主转筒7之间传动连接有传动带9。

请参阅图3和图5，副支台14的上端转动连接有副转筒15，副转筒15的上内壁开设有副螺孔，副螺孔的内部螺纹连接有副螺栓16，通过副螺栓16同样可以加强对曲轴端部的固定，增强曲轴和副转筒15之间的稳定性，使曲轴在转动时可以顺利带动副转筒15转动，增强曲轴转动的稳定性，主转筒7和副转筒15的内壁均固定连接有橡胶垫13，通过橡胶垫13可以增大摩擦，从而增大主转筒7和副转筒15与曲轴之间的稳定性，请参阅图7，底座1的上端开设有滑槽18，副支台14的下端固定连接有梯形滑块19，梯形滑块19滑动连接于滑槽18的内部，通过滑槽18和梯形滑块19可实现根据曲轴长度调节副支台14的位置，从而对不同尺寸的曲轴进行固定和测径过程，激光测径仪、线性导轨、电动机8和吸气泵10均与主控机5电性连接。

请参阅图2，激光测径仪包括发射模块41、接收模块42和连接模块43，连接模块43固定连接于发射模块41和接收模块42之间，发射模块41发出的平行光束射向接收模块42的过程中，被曲轴挡住一部分，使得接收模块42接收的光束并不完整，其输出的信号存在一个凹口，该凹口的尺寸即为所测部位的尺寸。

请参阅图2，线性导轨包括固定连接于底座1上端的一对滑轨2，一对滑轨2分别位于主支台6的两侧，发射模块41和接收模块42的下端均固定连接有电动滑块3，电动滑块3与滑轨2滑动连接，电动滑块3和主控机5电性连接，通过主控机5启动电动滑块3使其在滑轨2上滑动，从而带动激光测径仪做线性运动，完成对曲轴的测量。

请参阅图2和图7，主支台6和副支台14的上端均开设有弧形槽，主转筒7和副转筒15分别转动连接于一对弧形槽的内部，且主转筒7和副转筒15的外圈直径分别大于相应的弧形槽的槽口口径，主转筒7和副转筒15无法从相应的弧形槽中向上取出，主转筒7和副转筒15的外表面均开设有环形槽，弧形槽的内表面均固定连接有限位环17，限位环17与环形槽转动连接，使得主转筒7和副转筒15可以在主支台6和副支台14上稳定转动，不易在转动的同时进行水平移动。

一种多缸曲轴外径的高效测量装置的测量方法，包括以下步骤：

S1、技术人员将待检测的多缸曲轴的前后两端分别插入主转筒7和副转筒15中，通过主控机5启动吸气泵10，对多缸曲轴进行初步固定，然后将主螺栓12和副螺栓16分别安装在主转筒7和副转筒15上，对多缸曲轴进行进一步固定；

S2、启动线性导轨，将激光测径仪移至多缸曲轴的一端，然后同步启动激光测径仪、线性导轨和电动机8，通过电动机8带动多缸曲轴竖直转动，线性导轨带动激光测径仪进行转动过程中的多缸曲轴进行持续性测径，并在主控机5上扫描成像。

因发射模块41上激光束发射区长度有限，而多缸曲轴的连杆轴颈较多且方向不一，因此多缸曲轴的整体宽度要大于发射模块41的激光束发射区长度，单一的只靠移动激光测径仪无法对曲轴上的每个连杆轴颈进行测径，因此在本发明中，通过将激光测径仪和线性移动和曲轴的旋转运动相结合，并通过合理设置电动机的转速和线性导轨的速度，即调节曲轴的转速和激光测径仪的移动速度，保证激光测径仪在经过每一个连杆轴颈过程中，连杆轴颈均能完成360°转动，从而使得在连杆轴颈360°转动过程中，总存在某一时刻，激光束能完整扫描到该连杆轴颈，从而测量出该连杆轴颈的外径尺寸。

本发明可以实现一次性完成对多缸曲轴上所有主轴颈和连杆轴颈的外径的测量，测量过程由机械操作，省时省力，具有高效率高精度的特点，提高了曲轴的整个加工精度，为投入使用提供了基础保障。

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改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种多缸曲轴外径的高效测量装置，包括底座(1)和主控机(5)，所述主控机(5)位于底座(1)的一侧，其特征在于：所述底座(1)的上侧设有激光测径仪，所述激光测径仪与底座(1)之间连接有线性导轨，所述底座(1)的上侧还设有主支台(6)和副支台(14)，所述主支台(6)的下端与底座(1)的上端固定连接，所述主支台(6)的上端转动连接有主转筒(7)，所述主转筒(7)远离副支台(14)的一端固定连接有吸气泵(10)，所述主转筒(7)的内侧壁开设有长孔，所述吸气泵(10)的输出端固定连接有气管(11)，所述气管(11)固定连接于长孔的内部，所述主支台(6)远离副支台(14)的一侧设有电动机(8)，所述电动机(8)固定连接于底座(1)的上端，所述电动机(8)的输出端和主转筒(7)之间传动连接有传动带(9)，所述副支台(14)的上端转动连接有副转筒(15)，所述底座(1)的上端开设有滑槽(18)，所述副支台(14)的下端固定连接有梯形滑块(19)，所述梯形滑块(19)滑动连接于滑槽(18)的内部，所述激光测径仪、线性导轨、电动机(8)和吸气泵(10)均与主控机(5)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种多缸曲轴外径的高效测量装置，其特征在于：所述主转筒(7)的上内壁开设有主螺孔，所述主螺孔的内部螺纹连接有主螺栓(12)。

3.根据权利要求1所述的一种多缸曲轴外径的高效测量装置，其特征在于：所述副转筒(15)的上内壁开设有副螺孔，所述副螺孔的内部螺纹连接有副螺栓(16)。

4.根据权利要求1所述的一种多缸曲轴外径的高效测量装置，其特征在于：所述主转筒(7)和副转筒(15)的内壁均固定连接有橡胶垫(13)。

5.根据权利要求1所述的一种多缸曲轴外径的高效测量装置，其特征在于：所述激光测径仪包括发射模块(41)、接收模块(42)和连接模块(43)，所述连接模块(43)固定连接于发射模块(41)和接收模块(42)之间。

6.根据权利要求5所述的一种多缸曲轴外径的高效测量装置，其特征在于：所述线性导轨包括固定连接于底座(1)上端的一对滑轨(2)，一对所述滑轨(2)分别位于主支台(6)的两侧，所述发射模块(41)和接收模块(42)的下端均固定连接有电动滑块(3)，所述电动滑块(3)与滑轨(2)滑动连接，所述电动滑块(3)和主控机(5)电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种多缸曲轴外径的高效测量装置，其特征在于：所述主支台(6)和副支台(14)的上端均开设有弧形槽，所述主转筒(7)和副转筒(15)分别转动连接于一对弧形槽的内部，且主转筒(7)和副转筒(15)的外圈直径分别大于相应的弧形槽的槽口口径，所述主转筒(7)和副转筒(15)的外表面均开设有环形槽，所述弧形槽的内表面均固定连接有限位环(17)，所述限位环(17)与环形槽转动连接。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种多缸曲轴外径的高效测量装置的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、技术人员将待检测的多缸曲轴的前后两端分别插入主转筒(7)和副转筒(15)中，通过主控机(5)启动吸气泵(10)，对多缸曲轴进行初步固定，然后将主螺栓(12)和副螺栓(16)分别安装在主转筒(7)和副转筒(15)上，对多缸曲轴进行进一步固定；

S2、启动线性导轨，将激光测径仪移至多缸曲轴的一端，然后同步启动激光测径仪、线性导轨和电动机(8)，通过电动机(8)带动多缸曲轴竖直转动，所述线性导轨带动激光测径仪进行转动过程中的多缸曲轴进行持续性测径，并在主控机(5)上扫描成像。

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