CN111486808A - 一种薄壁回转体壁厚差测量组件及检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄壁回转体壁厚差测量组件及检测装置,所述测量组件包括:摆臂、杠杆;摆臂一端设有通孔,杠杆设于所述通孔内,杠杆与摆臂通过铰接轴铰接连接,杠杆可绕铰接轴旋转;杠杆靠近摆臂端头一侧设有测量头,杠杆另一端设有用于测量杠杆端部偏移量的传感器。本发明实现了薄壁回转体壁厚差的精确自动检测,同时解决了人工测量的精度和效率问题,大幅度地提高了薄壁回转体壁厚差的检测效率;此外,还可以避免在测量过程中划伤薄壁回转体的内外壁。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域,具体涉及一种薄壁回转体壁厚差测量组件及检测装置。
背景技术
壁厚差是反应回转体壁厚一致性的关键指标,其值是否合格,关系到回转体性能的优劣。在实际生产中往往需要对回转体的壁厚差进行检测,如薄壁圆筒、射孔弹药型罩、炮弹弹体内外壁等。
目前,测量壁厚差的方法主要有两种:一种是采用“手动+工装”的方式,即在水平放置的悬臂梁上有两个球状凸起,凸起的顶点在一个水平面内,凸起的间距根据圆筒长度调整,人工将薄壁回转体套到悬臂梁上,薄壁回转体在自重作用下,内壁与两个球状凸起接触,形成检测的基准。通过手动转动薄壁回转体,并观察垂直于横梁安装且与薄壁圆筒外表面接触的百分表指针变化是否在工艺规定的范围内,转动一圈即完成测量。采用这种方式生产效率不高,严重依赖操作工人的熟练程度,不同的人可能对同一个薄壁回转体的测量出现两种相反的结果,误判率高,严重地制约了生产线的自动化水平;另一种是将一对位移传感器安装在“C”形支架的两个支架上,两个传感器对称安装,测量头相对,传感器所在轴线与支架垂直。将装有传感器的“C”形支架沿母线方向插入薄壁回转体中,“C”形支架的其中一个支架测量内壁,另一个测量外壁。外部动力带动薄壁回转体旋转一周,传感器采集到不同点的位移值,并将其两两做差求的最大值即为壁厚差值,采用该种方式,能够排除外部动力自身带来的同轴度误差,较为精确的测量出壁厚差值,并且便于实现自动化,但是薄壁回转体的外形限制,该种方式只能测量内径较大的薄壁回转体的壁厚差值,不满足内径较小的薄壁回转体的测量;因此薄壁回转体的生产需要一种既便于实现自动化,又能够精确地测量出壁厚差值的测量机构。
发明内容
本发明提供了一种薄壁回转体壁厚差检测装置,本发明实现了薄壁回转体壁厚差的精确自动检测,同时解决了人工测量的精度和效率问题,大幅度地提高了薄壁回转体壁厚差的检测效率。
为了解决该技术问题,本发明提供了如下技术方案:
一种薄壁回转体壁厚差测量组件,包括:摆臂、杠杆;
摆臂一端设有通孔,杠杆设于所述通孔内,杠杆与摆臂通过铰接轴铰接连接,杠杆可绕铰接轴旋转;
杠杆靠近摆臂端头一侧设有测量头,杠杆另一端设有用于测量杠杆端部偏移量的传感器。
现有技术中,将一对位移传感器安装在“C”形支架的两个支架上,两个传感器对称安装,测量头相对,传感器所在轴线与支架垂直。将装有传感器的“C”形支架沿母线方向插入薄壁回转体中,“C”形支架的其中一个支架测量内壁,另一个测量外壁。外部动力带动薄壁回转体旋转一周,传感器采集到不同点的位移值,并将其两两做差求的最大值即为壁厚差值,采用该种方式只能测量内径较大的薄壁回转体的壁厚差值,不满足内径较小的薄壁回转体的测量。
本方案在应用时,摆臂上设有通孔,孔比杠杆长度长,杠杆采用铰接轴与摆臂连接,铰接轴采用螺钉与摆臂锁紧,杠杆可以绕铰接轴旋转,传感器位于摆臂的另一端。采用杠杆将薄壁回转体内外壁的细小变化传递至薄壁回转体外,采用传感器测量杠杆另一端的微小位移,从而解决了传感器无法深入到内径较小的薄壁回转体内部进行测量的问题。
进一步的,所述的一种薄壁回转体壁厚差测量组件,还包括:顶杆,顶杆一端用于与传感器的测量头接触,另一端与杠杆连接;
还包括设于杠杆与摆臂之间的弹簧,所述弹簧在测量头测量过程中杠杆翻转时,为杠杆提供反向转矩。
为了更好的传递杠杆另一端的微小位移,传感器和杠杆之间通过顶杆进行连接;
所述测量组件在测量薄壁回转体壁厚过程中,摆臂带动其上的杠杆和测量头一起旋转至合适位置,由于测量头一端受力,杠杆会发生反转,绕铰接轴进行旋转,为防止杠杆旋转角度过大偏离传感器,在杠杆与摆臂之间设置弹簧;
所述弹簧可以为设置在杠杆两端的压缩弹簧,也可以为设置在杠杆与摆臂铰接轴上的扭簧;
优选的,所述弹簧为设置在杠杆上靠近传感器一端,所述杠杆端部的螺纹通孔内安装顶针和顶杆,顶针上部与顶杆下部相接,顶针下部通过压缩弹簧与摆臂连接;弹簧安在摆臂下端的弹簧座上。
本方案的一种薄壁回转体壁厚差测量组件还包括:滚动轴承,所述滚动轴承通过轴承安装轴与摆臂的另一端连接,轴承安装轴一端插入摆臂另一端的销孔,并通过螺母将轴承安装轴锁紧,轴承安装轴另一端安装滚动轴承,同时采用轴端挡圈对滚动轴承进行轴向限位。
作为滚动轴承的具体安装方式,所述滚动轴承通过轴承安装轴与摆臂连接,轴承安装轴一端插入摆臂另一端的销孔,并通过螺母将轴承安装轴锁紧,轴承安装轴另一端安装轴承,同时采用轴端挡圈对轴承进行轴向限位。
作为所述薄壁回转体壁厚差测量组件的具体运用,本方案还提供了一种薄壁回转体壁厚差检测装置,包括如上任意一项所述的一种薄壁回转体壁厚差测量组件。
作为所述薄壁回转体壁厚差测量组件的具体运用,获得更好的检测效果,本方案的一种薄壁回转体壁厚差检测装置包括2组所述的薄壁回转体壁厚差测量组件,所述两组测量组件镜像设置,所述两组测量组件的摆臂相互平行,2只拉簧挂钩20安装在摆臂的一侧,摆臂之间通过第一拉簧与第二拉簧连接。
第一拉簧位于测量端,第二拉簧位于远离测量端,第一拉簧的弹力小于第二拉簧,在两组弹簧的作用下,两个摆臂具有向对称轴线张开的趋势。
进一步的,本方案的一种薄壁回转体壁厚差检测装置还包括驱动组件,所述驱动组件包括:直线驱动器和垂直连接于直线驱动器输出端的驱动杆,直线驱动器输出端与驱动杆的连接部位于驱动杆的轴向中心;
驱动杆两端与2组测量组件的摆臂通过铰接部铰接,铰接部关于驱动杆轴向中心两侧对称,驱动杆位于第一拉簧与第二拉簧之间;
所述驱动组件用于驱动测量组件移动,以实现2组测量组件的测量头相对远离或靠拢;
2组摆臂通过转动销钉与驱动杆铰接,铰接部关于驱动杆的轴向中心两侧对称,摆臂可沿转动销钉轴线偏摆一定角度。
作为直线驱动器的具体实现方式,所述直线驱动器为气缸,气缸活塞杆与驱动杆采用自对中连接件连接。
进一步的,本方案的一种薄壁回转体壁厚差检测装置还包括装置架,所述装置架包括安装板、导向安装座和凸轮,安装板上设有T形槽,导向安装座固定于T形槽上方,凸轮固定于T形槽下方;
所述凸轮两侧与两组测量组件的滚动轴承保持接触,用于对测量组件的运动起导向作用,通过凸轮轨迹控制测量头的相对远离或靠拢。
安装板其中一面为安装面,用于将安装板安装在固定面上,另一面带T形槽,用于安装导向安装座和凸轮。
优选的,所述导向安装座为H形,导向安装座H形中间和两侧均设有安装孔。
导向安装座H形中间的孔用于安装直线驱动器,导向安装座两侧的安装孔配合设置有直线轴承,直线轴承内分别套接两只导向杆,直线轴承轴向通过安装孔两端的轴端挡圈限位,导向杆为阶梯轴。
导向杆为阶梯轴,直径较大的一端,长度较长,通过配合分别与两只直线轴承连接;直径较小的一端,长度较短,分别和驱动杆连接。两个限位套分别与两根导向杆直径较大一端连接,用于导向杆的限位,可以通过调整限位套在导向杆上的位置限制导向杆的活动范围。
本装置在工作时,直线驱动器伸出时,两组摆臂由张开变成相互平行,直线驱动器缩回时,两组摆臂由相互平行变成张开。以便在测量组件的测量头在深入薄壁回转体的过程中先张开,达到测量位置时相互平行,以免在测量过程中划伤薄壁回转体的内外壁。在两组弹簧的作用下,两个摆臂具有向对称轴线靠拢的趋势,可以消除转动销钉与销孔之间的间隙给测量带来的误差。同时可以保证安装在摆臂上的两个滚动轴承始终与凸轮保持接触,以便通过凸轮轨迹控制两组摆臂的开合。
本发明和现有技术相比,具有以下优点:
本发明提供了一种薄壁回转体壁厚差检测装置,从而实现了薄壁回转体壁厚差的精确自动检测,同时解决了人工测量的精度和效率问题,大幅度地提高了薄壁回转体生产的效率。
采用杠杆将薄壁回转体内外壁的细小变化传递至薄壁回转体外,采用传感器测量杠杆另一端的微小位移,从而解决了传感器无法深入到内径较小的薄壁回转体内部进行测量的问题。
本发明采用“C”结构,通过凸轮控制两只摆臂的张开和闭合,以及张开和闭合的位置,从而避免测头划伤薄壁回转体的内外表面。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明薄壁回转体壁厚差测量组件结构示意图;
图2为本发明薄壁回转体壁厚差测量组件结构示意图;
图3为本发明薄壁回转体壁厚差检测装置结构示意图;
图4为本发明凸轮结构示意图;
图5为本发明安装板结构示意图;
图6为本发明安装板结构示意图;
附图中标记及对应的零部件名称:
1、导向安装座;2、直线驱动器;3、限位套;4、导向杆;5、直线轴承;6、轴端挡圈;7、凸轮;8、自动对中连接件;9、测量组件;10、转动销钉;11、第一拉簧;12、第二拉簧;13、安装板;14、驱动杆;15、摆臂;16、顶杆;17、铰接轴;18、传感器安装板;19、轴承安装轴;20、拉簧挂钩;21、杠杆;22、限位销;23、顶针;24、测量头;25、轴承;26、弹簧座;27、弹簧;28、传感器;29、挡圈。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1-2,一种薄壁回转体壁厚差测量组件9,包括:摆臂15、杠杆21;
摆臂15一端设有通孔,杠杆21)设于所述通孔内,杠杆21与摆臂15通过铰接轴17铰接连接,杠杆21可绕铰接轴17旋转;
杠杆21靠近摆臂15端头一侧设有测量头24,杠杆21另一端设有用于测量杠杆21端部偏移量的传感器28。
传感器28安装在传感器安装板18上。
现有技术中,将一对位移传感器安装在“C”形支架的两个支架上,两个传感器对称安装,测量头相对,传感器所在轴线与支架垂直。将装有传感器的“C”形支架沿母线方向插入薄壁回转体中,“C”形支架的其中一个支架测量内壁,另一个测量外壁。外部动力带动薄壁回转体旋转一周,传感器采集到不同点的位移值,并将其两两做差求的最大值即为壁厚差值,采用该种方式只能测量内径较大的薄壁回转体的壁厚差值,不满足内径较小的薄壁回转体的测量。
本方案在应用时,摆臂上设有通孔,孔比杠杆长度长,杠杆采用铰接轴17与摆臂连接,铰接轴17采用螺钉与摆臂15锁紧,杠杆可以绕铰接轴17旋转,传感器位于摆臂的另一端。采用杠杆将薄壁回转体内外壁的细小变化传递至薄壁回转体外,采用传感器测量杠杆另一端的微小位移,从而解决了传感器无法深入到内径较小的薄壁回转体内部进行测量的问题。
进一步的,所述的一种薄壁回转体壁厚差测量组件,还包括:顶杆16,顶杆16一端用于与传感器28的测量头接触,另一端与杠杆21连接;
还包括设于杠杆21与摆臂15之间的弹簧27,所述弹簧27在测量头24测量过程中杠杆21翻转时,为杠杆21提供反向转矩。
为了更好的传递杠杆另一端的微小位移,传感器28和杠杆21之间通过顶杆16进行连接;
所述测量组件在测量薄壁回转体壁厚过程中,摆臂15带动其上的杠杆21和测量头24一起旋转至合适位置,由于测量头24一端受力,杠杆21会发生反转,绕铰接轴17进行旋转,为防止杠杆21旋转角度过大偏离传感器28,在杠杆21与摆臂15之间设置弹簧27;
所述弹簧可以为设置在杠杆两端的压缩弹簧,也可以为设置在杠杆21与摆臂15铰接轴17上的扭簧;
优选的,所述弹簧27为设置在杠杆21上靠近传感器28一端,所述杠杆21端部的螺纹通孔内安装顶针23和顶杆16,顶针23上部与顶杆16下部相接,顶针23下部通过压缩弹簧27与摆臂15连接;弹簧27安在摆臂15下端的弹簧座26上;
本方案的一种薄壁回转体壁厚差测量组件还包括:滚动轴承25,所述滚动轴承25通过轴承安装轴19与摆臂15的另一端连接,轴承安装轴19一端插入摆臂15另一端的销孔,并通过螺母将轴承安装轴19锁紧,轴承安装轴19另一端安装滚动轴承25,同时采用轴端挡圈29对滚动轴承25进行轴向限位。
作为滚动轴承25的具体安装方式,所述滚动轴承25通过轴承安装轴19与摆臂15连接,轴承安装轴19一端插入摆臂15另一端的销孔,并通过螺母将轴承安装轴19锁紧,轴承安装轴19另一端安装滚动轴承25,同时采用轴端挡圈29对滚动轴承25进行轴向限位。
本方案的一种薄壁回转体壁厚差测量组件还包括:限位销22,限位销22穿过杠杆21的条形孔与摆臂15连接,以限制杠杆21的摆动幅度。
实施例2
如图3-6所示,本实施例在实施例1的基础上作进一步限定:作为一种薄壁回转体壁厚差测量组件的具体运用,本方案还提供了一种薄壁回转体壁厚差检测装置,包括如上任意一项所述的测量组件。
作为所述薄壁回转体壁厚差测量组件的具体运用,获得更好的检测效果,本方案的一种薄壁回转体壁厚差检测装置包括2组所述的薄壁回转体壁厚差测量组件,所述两组测量组件镜像设置,所述两组测量组件的摆臂15相互平行,2只拉簧挂钩20安装在摆臂15的一侧,摆臂15之间通过第一拉簧11与第二拉簧12连接。
第一拉簧11位于测量端,第二拉簧12位于远离测量端,第一拉簧11的弹力小于第二拉簧12,在两组拉簧的作用下,两个摆臂15具有向对称轴线张开的趋势。
进一步的,本方案的一种薄壁回转体壁厚差检测装置还包括驱动组件,所述驱动组件包括:直线驱动器2和垂直连接于直线驱动器2输出端的驱动杆14,直线驱动器2输出端与驱动杆14的连接部位于驱动杆14的轴向中心;
驱动杆14两端与2组测量组件的摆臂15通过铰接部铰接,铰接部关于驱动杆14轴向中心两侧对称,驱动杆14位于第一拉簧11与第二拉簧12之间;
所述驱动组件用于驱动测量组件移动,以实现2组测量组件的测量头24相对远离或靠拢;
2组摆臂15通过转动销钉10与驱动杆14铰接,铰接部关于驱动杆14的轴向中心两侧对称,摆臂15可沿转动销钉10轴线偏摆一定角度。
作为直线驱动器的具体实现方式,所述直线驱动器2为气缸,气缸活塞杆与驱动杆14采用自动对中连接件8连接。
进一步的,本方案的一种薄壁回转体壁厚差检测装置还包括装置架,所述装置架包括安装板13、导向安装座1和凸轮7,安装板13上设有T形槽,导向安装座1固定于T形槽上方,凸轮7固定于T形槽下方;
所述凸轮7两侧与两组测量组件的滚动轴承25保持接触,用于对测量组件的运动起导向作用,通过凸轮7轨迹控制测量头24的相对远离或靠拢。
安装板13其中一面为安装面,用于将安装板13安装在固定面上,另一面带T形槽,用于安装导向安装座1和凸轮7。
优选的,所述导向安装座1为H形,导向安装座1H形中间和两侧均设有安装孔。
导向安装座1H形中间的孔用于安装直线驱动器2,导向安装座1两侧的安装孔配合设置有直线轴承5,直线轴承5内分别套接两只导向杆4,直线轴承5轴向通过安装孔两端的轴端挡圈6限位,导向杆4为阶梯轴。
导向杆4为阶梯轴,直径较大的一端,长度较长,通过配合分别与两只直线轴承5连接;直径较小的一端,长度较短,分别和驱动杆14连接。两个限位套3分别与两根导向杆4直径较大一端连接,用于导向杆4的限位,可以通过调整限位套3在导向杆4上的位置限制导向杆4的活动范围。
本装置在工作时,直线驱动器2伸出时,两组摆臂15由张开变成相互平行,直线驱动器2缩回时,两组摆臂15由相互平行变成张开。以便在测量组件的测量头24在深入薄壁回转体的过程中先张开,达到测量位置时相互平行,以免在测量过程中划伤薄壁回转体的内外壁。在两组弹簧的作用下,两个摆臂15具有向对称轴线靠拢的趋势,可以消除转动销钉10与销孔之间的间隙给测量带来的误差;同时可以保证安装在摆臂15上的两个滚动轴承25始终与凸轮7保持接触,以便通过凸轮7轨迹控制两组摆臂15的开合。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种薄壁回转体壁厚差测量组件,其特征在于,包括:摆臂(15)、杠杆(21);
摆臂(15)一端设有通孔,杠杆(21))设于所述通孔内,杠杆(21)与摆臂(15)通过铰接轴(17)铰接连接,杠杆(21)可绕铰接轴(17)旋转;
杠杆(21)靠近摆臂(15)端头一侧设有测量头(24),杠杆(21)另一端设有用于测量杠杆(21)端部偏移量的传感器(28)。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁回转体壁厚差测量组件,其特征在于,还包括:顶杆(16),顶杆(16)一端用于与传感器(28)的测量头接触,另一端与杠杆(21)连接;
还包括设于杠杆(21)与摆臂(15)之间的弹簧(27),所述弹簧(27)在测量头(24)测量过程中杠杆(21)翻转时,为杠杆(21)提供反向转矩。
3.根据权利要求1所述的一种薄壁回转体壁厚差测量组件,其特征在于,还包括:滚动轴承(25),所述滚动轴承(25)通过轴承安装轴(19)与摆臂(15)的另一端连接,轴承安装轴(19)一端插入摆臂(15)另一端的销孔,并通过螺母将轴承安装轴(19)锁紧,轴承安装轴(19)另一端安装滚动轴承(25)。
4.一种薄壁回转体壁厚差检测装置,其特征在于,包括如权利要求1所述的一种薄壁回转体壁厚差测量组件。
5.一种薄壁回转体壁厚差检测装置,其特征在于,包括2组如权利要求1所述的薄壁回转体壁厚差测量组件,所述两组测量组件镜像设置,所述两组测量组件的摆臂(15)相互平行,摆臂(15)之间通过第一拉簧(11)与第二拉簧(12)连接。
6.根据权利要求5所述的一种薄壁回转体壁厚差检测装置,其特征在于,还包括驱动组件,所述驱动组件包括:直线驱动器(2)和垂直连接于直线驱动器(2)输出端的驱动杆(14),直线驱动器(2)输出端与驱动杆(14)的连接部位于驱动杆(14)的轴向中心;
驱动杆(14)两端与2组测量组件的摆臂(15)通过铰接部铰接,铰接部关于驱动杆(14)轴向中心两侧对称,驱动杆(14)位于第一拉簧(11)与第二拉簧(12)之间;
所述驱动组件用于驱动测量组件移动,以实现2组测量组件的测量头(24)相对远离或靠拢。
7.根据权利要求6所述的一种薄壁回转体壁厚差检测装置,其特征在于,还包括装置架,所述装置架包括安装板(13)、导向安装座(1)和凸轮(7),安装板(13)上设有T形槽,导向安装座(1)固定于T形槽上方,凸轮(7)固定于T形槽下方;
所述凸轮(7)两侧与两组测量组件的滚动轴承(25)保持接触,用于对测量组件的运动起导向作用,通过凸轮(7)轨迹控制测量头(24)的相对远离或靠拢。
8.根据权利要求7所述的一种薄壁回转体壁厚差检测装置,其特征在于,所述导向安装座(1)为H形,导向安装座(1)H形中间和两侧均设有安装孔。
9.根据权利要求8所述的一种薄壁回转体壁厚差检测装置,其特征在于,导向安装座(1)两侧的安装孔设置有直线轴承(5),直线轴承(5)内分别套接两只导向杆(4),直线轴承(5)轴向通过安装孔两端的轴端挡圈(6)限位,导向杆(4)为阶梯轴。
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