CN112945157A - 深孔内零件测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一个目的在于提供一种深孔内零件测量装置，能够实现对涡轮轴轴腔内支架组件安装位置的测量。本发明的另一目的在于提供一种深孔内零件测量方法，其使用前述的测量装置进行测量。为实现前述一个目的的深孔内零件测量装置包括支架、支撑座、控制杆、测量头以及检测单元。其中，转动控制杆使测量头自导向槽中伸出，移动支架以使测量部与待测零件接触，操作检测单元直至其感测端与基准平面接触，检测单元检测感测端与基准平面接触前所移动的距离。

Description

深孔内零件测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及一种深孔内零件测量装置及其测量方法。

背景技术

通风管是用于排除发动机低压轴腔内的废气的部件，如图1所示，通风管90通过多个支架组件91固定在涡轮轴9的轴腔内。图2为支架组件91的半剖示意图，支架组件91由固定座910、弹性支架911以及压紧螺母912三个零件构成，弹性支架911采用开口设计，自身具备一定的弹性，通过压紧螺母912固定在固定座910的锥形面上。当拧紧压紧螺母912时，随着压紧螺母912的力矩的增大，弹性支架911因锥形面的挤压，发生弹性变形，直径增大，从而撑开并抵顶在涡轮轴内孔孔壁上。

支架组件91在涡轮轴9的轴腔内的安装位置有明确规定，如图1所示，固定座910与涡轮轴左侧基准面92之间需要保持一定的轴向距离L1，由于涡轮轴9的轴向深度较深，且涡轮轴9小端9a入口处的轴腔内径小于支架组件91安装位置的轴腔内径，现有的测量工具无法检测轴腔内支架组件91的安装质量。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种深孔内零件测量装置，能够实现对涡轮轴轴腔内支架组件安装位置的测量。

本发明的另一目的在于提供一种深孔内零件测量方法，其使用前述的测量装置进行测量。

为实现前述一个目的的深孔内零件测量装置，用于测量深孔件内零件的安装位置，所述深孔件的外周侧具有基准平面，包括：

支架，具有入口端以及测量端，所述测量端端面具有自外周侧向内开设的导向槽；

支撑座，在深孔件的一端支撑所述支架，所述支架在所述支撑座中可活动；

控制杆，穿过所述支架，并可转动地设置于所述支架中，具有伸出于所述入口端的操作端以及伸出于所述测量端的连接端，所述连接端设置为曲柄，所述操作端具有标识出所述曲柄转动位置的指示部；

测量头，具有朝向一侧凸出的测量部，所述测量头可活动地设置于所述导向槽中，并通过连杆与所述曲柄连接；以及，

检测单元，安装于所述入口端，具有与基准平面相对的感测端；

其中，转动所述控制杆使所述测量头自所述导向槽中伸出，移动所述支架以使所述测量部与待测零件接触，操作所述检测单元直至其感测端与基准平面接触，所述检测单元检测所述感测端与基准平面接触前所移动的距离。

在一个或多个实施方式中，所述检测单元为百分表，所述百分表通过表架支撑于所述入口端。

在一个或多个实施方式中，所述表架上还设置有扳杆，操作所述扳杆以使所述支架在所述支撑座中转动。

在一个或多个实施方式中，所述入口端具有向外凸出的第一肩部，所述入口端还设置有限位环，所述表架由所述限位环压紧于所述第一肩部。

在一个或多个实施方式中，所述检测单元的感测端还连接有测量延伸杆。

在一个或多个实施方式中，所述入口端端面具有弧形槽，所述指示部为与所述弧形槽相配合连接的凸块，所述凸块在所述弧形槽中的运动位置对应所述测量头在所述导向槽中的位置。

在一个或多个实施方式中，所述深孔件为涡轮轴，待测零件为安装于所述涡轮轴内腔的通风管支架组件，所述通风管支架组件为环状件；

其中，所述测量端具有与所述环状件内周侧相配合的连接部。

在一个或多个实施方式中，所述支撑座与所述涡轮轴螺纹连接，所述支架穿过所述支撑座后的一段具有向外凸出的第二肩部，所述第二肩部与所述支撑座之间设置有弹性元件。

在一个或多个实施方式中，所述支撑座还包括端面轴承，所述弹性元件与所述支撑座的端面轴承连接，所述端面轴承的内环与所述支架间隙配合，所述弹性元件与所述端面轴承的外环连接。

为实现前述另一目的的深孔内零件测量方法，采用如前所述的深孔内零件测量装置进行测量；

所述测量方法包括：

标定初始状态下所述感测端到所述测量部的距离L；

对所述检测单元清零；

操作所述控制杆，使所述测量头缩回；

将测量装置伸进所述深孔件一端后，操作所述控制杆，使所述测量头伸出，随后继续移动所述测量装置，直至所述测量头与零件接触；

将所述支撑座与所述深孔件固定，操作所述检测单元，以使所述感测端与基准平面贴合，并记录贴合状态下所述检测单元的读数；

通过公式：L测＝L+表读数，计算零件与基准平面之间的实际距离L测；

通过比较L测与装配标准值来判断零件的安装状态。

本发明的增益效果在于：结构简单，通过控制杆对测量头的伸出或收缩进行控制，以使在测量头收缩状态下的测量装置能够进入到如涡轮轴内腔等狭小空间内，使得本测量装置能够在深腔内对零件的轴向安装位置进行测量。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1示出了涡轮轴内通风管安装状态下的剖视示意图；

图2为支架组件的半剖示意图；

图3示出了深孔内零件测量装置的立体示意图；

图4为深孔内零件测量装置的半剖示意图；

图5为深孔内零件测量装置测量状态下的半剖示意图；

图6A以及图6B分别示出了测量端不同状态下的局部放大示意图。

具体实施方式

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本申请的保护范围进行限制。例如在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。

需要注意的是，在使用到的情况下，如下描述中的上、下、左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。

如图3示出了深孔内零件测量装置的立体示意图，图4为深孔内零件测量装置的半剖示意图，图5为深孔内零件测量装置测量状态下的半剖示意图。其中，深孔内零件测量装置用于测量深孔件7内零件8的安装位置，在深孔件7的外周侧具有基准平面71。

该测量装置包括支架1、支撑座2、控制杆3、测量头4以及检测单元5。其中，支架1具有入口端1a以及测量端1b。图6A以及图6B分别示出了测量端1b不同状态下的局部放大示意图，在测量端1b的端面上具有自外周侧朝内开设的导向槽10。

支撑座2在深孔件7的一端支撑支架1，支架1在支撑座2中可活动，具体地，支架1在支撑座2中可转动且在支撑座2中可沿轴向移动。

控制杆3穿过支架1设置，且可转动地设置在支架1中。其具有穿过后伸出于支架1入口端1a的操作端3a，以及穿过后伸出于支架1测量端1b的连接端3b，连接端3b设置为曲柄30，在操作端3a具有标识出曲柄30转动位置的指示部31。

测量头4具有朝向一侧凸出设置的测量部41，测量头4可活动地设置于导向槽10中，并通过连杆6与曲柄30连接，以形成曲柄连杆机构。具体地，连杆6的一端是与测量头铰接，另一端铰接于曲柄30的偏心位置。

检测单元5安装于支架1入口端1a，并具有与基准平面71相对设置的感测端51。

当转动控制杆3时，位于支架1测量端1b的曲柄连杆机构带动测量头4运动，并在导向槽10的导向作用下引导测量头自导向槽10中伸出，此时移动支架1以使测量部41与待测零件8接触。随后操作检测单元5直至检测单元5的感测端51与基准平面71相接触，此时检测单元5中检测并显示的读数为感测端51与基准平面71接触前所移动的距离。

使用前述测量装置对深孔内零件的测量步骤如下：

测量前，首先将控制杆3穿过并安装在支架1中，随后将测量头4安装至导向槽10内，再将测量头4通过连杆6与控制杆连接端3b的曲柄30相接。将检测单元5安装在支架1入口端1a。此时测量装置完成装配。

随后，转动控制杆3，通过指示部31的位置判断由曲柄30所带动的测量头4的位置，使得测量头处于如图6A中所示、伸出导向槽10的状态。

通过标准样尺测量在此状态下检测单元5的感测端51与测量部41端部的轴向距离L，随后对检测单元5进行清零。

转动控制杆3，通过指示部31的位置判断由曲柄30所带动的测量头4的位置，使得测量头处于如图6B中所示、缩回至导向槽10的状态。

将测量装置放置进深孔件7内部，并沿深孔件7轴向移动测量装置。

当测量装置沿轴向移动至深孔件7内部一段后，转动控制杆3以使测量头处于如图6A中所示、伸出导向槽10的状态，随后继续沿深孔件7轴向移动测量装置直至测量部41与零件8接触。

随后将支撑座2与深孔件7的端部固定，使得支撑座2在支架1入口端1a支撑测量装置。

根据检测单元5的感测端51与基准平面71的相对位置关系操作检测单元，使得感测端51被压缩或自检测单元5中伸出后与基准平面71相贴合，此时记录表读数。

计算L测：L测＝L+表读数。

对比L测与零件8与基准平面71之间标准值L1的数值，并判断零件8的轴向安装位置是否正确。

本测量装置结构简单，通过控制杆3对测量头4的伸出或收缩进行控制，以使在测量头收缩状态下的测量装置能够进入到如涡轮轴内腔等狭小空间内，使得本测量装置能够在深腔内对零件的轴向安装位置进行测量。

虽然本测量装置的一个实施例如上所述，但是在本测量装置的其他实施例中，测量装置相对于上述实施例在许多方面都可以具有更多的细节，并且这些细节的至少一部分可以具有多样的变化。下面以一些实施例对这细节和些变化中的至少一部分进行说明。

在一个实施方式中，所述检测单元5为百分表，其通过表架50支撑于支架1入口端1a，表架50使得检测单元5的感测端51与基准平面71相对。

在测量装置的一个实施方式中，检测单元5的感测端51还连接有测量延伸杆52，从而加长了检测单元5的检测距离，实现了本测量装置在更多场合的应用。

在测量装置的一个实施方式中，支架1入口端1a具有向外凸出的一圈，并形成了在支架1上的第一肩部11，入口端还设置有限位环12，限位环12与入口端1a过盈配合，表架50由限位环12压紧于第一肩部11，并通过如螺栓等紧固件与限位环12之间相固定。

如图3所示，在测量装置的一个实施方式中，表架50上还设置有扳杆53，通过在扳杆53上施加一外力，可以使得支架1在支撑座2中转动。当测量部41与零件8接触时，可以通过转动支架1，使得测量部41也在零件8的端面转动一圈、感测端51沿基准平面71也转动一圈，此时通过检测单元5的读数可以看出零件8的端面相对基准平面71的跳动值，并以此来判断零件8是否装正。

在测量装置的一个实施方式中，在入口端1a开设有弧形槽14，对应地，指示部31为与弧形槽14相配合连接的凸块，凸块沿弧形槽14可运动，凸块在弧形槽14中的运动位置对应示出了测量头4在导向槽10中的运动位置。具体地，当凸块的凸部运动至弧形槽14中的最上端时，对应地，此时测量头4在导向槽10中伸出，当凸块的凸部运动至弧形槽14中的两侧时，此时测量头4收缩回导向槽10中。在一些其他实施方式中，指示部31也可以是其他形式的标识。

在测量装置的一个实施方式中，测量装置是应用于如图1中所示的涡轮轴9中，待测零件8对应如图1至图2中所示的通风管支架组件91，该通风管支架组件91为环状件。其中，支架1的测量端1b具有与环状件内周侧相配合的连接部16，当测量部41与通风管支架组件91的固定座端面接触时，连接部16能够配合卡入至环状件内周侧，起到一定的定位作用。

以下实施方式皆以测量装置是应用于如图1中所示的涡轮轴9中的实施方式进行描述。

其中，支撑座2具有外螺纹，涡轮轴9的轴端内侧具有内螺纹，支撑座2与涡轮轴9的轴端螺纹连接，支架1穿过支撑座2后的一段具有向外凸出的一圈，并形成在支架上的第二肩部17，在第二肩部17与支撑座2之间设置有弹性元件18。通过设置弹性元件18，使得在安装轴端支撑座2时，能够保证测量部41继续与零件8相抵，不会发生轴向移动。

具体地，在支撑座2上设置有端面轴承21，弹性元件18与支撑座的端面轴承21连接，端面轴承21的内环与支架1之间间隙配合，以允许支架1在内环中转动以及移动，弹性元件18与端面轴承21的外环连接。如此设置，使得在轴端旋紧支撑座2时，弹性元件18不会与支撑座2之间发生转动，导致松脱。在一个实施方式中，弹性元件18是螺旋弹簧。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种深孔内零件测量装置，用于测量深孔件内零件的安装位置，所述深孔件的外周侧具有基准平面，其特征在于，包括：

支架，具有入口端以及测量端，所述测量端端面具有自外周侧向内开设的导向槽；

支撑座，在深孔件的一端支撑所述支架，所述支架在所述支撑座中可活动；

控制杆，穿过所述支架，并可转动地设置于所述支架中，具有伸出于所述入口端的操作端以及伸出于所述测量端的连接端，所述连接端设置为曲柄，所述操作端具有标识出所述曲柄转动位置的指示部；

测量头，具有朝向一侧凸出的测量部，所述测量头可活动地设置于所述导向槽中，并通过连杆与所述曲柄连接；以及，

检测单元，安装于所述入口端，具有与基准平面相对的感测端；

其中，转动所述控制杆使所述测量头自所述导向槽中伸出，移动所述支架以使所述测量部与待测零件接触，操作所述检测单元直至其感测端与基准平面接触，所述检测单元检测所述感测端与基准平面接触前所移动的距离。

2.如权利要求1所述的深孔内零件测量装置，其特征在于，所述检测单元为百分表，所述百分表通过表架支撑于所述入口端。

3.如权利要求2所述的深孔内零件测量装置，其特征在于，所述表架上还设置有扳杆，操作所述扳杆以使所述支架在所述支撑座中转动。

4.如权利要求2所述的深孔内零件测量装置，其特征在于，所述入口端具有向外凸出的第一肩部，所述入口端还设置有限位环，所述表架由所述限位环压紧于所述第一肩部。

5.如权利要求1所述的深孔内零件测量装置，其特征在于，所述检测单元的感测端还连接有测量延伸杆。

6.如权利要求1所述的深孔内零件测量装置，其特征在于，所述入口端端面具有弧形槽，所述指示部为与所述弧形槽相配合连接的凸块，所述凸块在所述弧形槽中的运动位置对应所述测量头在所述导向槽中的位置。

7.如权利要求1所述的深孔内零件测量装置，其特征在于，所述深孔件为涡轮轴，待测零件为安装于所述涡轮轴内腔的通风管支架组件，所述通风管支架组件为环状件；

其中，所述测量端具有与所述环状件内周侧相配合的连接部。

8.如权利要求7所述的深孔内零件测量装置，其特征在于，所述支撑座与所述涡轮轴螺纹连接，所述支架穿过所述支撑座后的一段具有向外凸出的第二肩部，所述第二肩部与所述支撑座之间设置有弹性元件。

9.如权利要求8所述的深孔内零件测量装置，其特征在于，所述支撑座还包括端面轴承，所述弹性元件与所述支撑座的端面轴承连接，所述端面轴承的内环与所述支架间隙配合，所述弹性元件与所述端面轴承的外环连接。

10.一种深孔内零件测量方法，其特征在于，采用如权利要求1至9任一项所述的深孔内零件测量装置进行测量；

所述测量方法包括：

标定初始状态下所述感测端到所述测量部的距离L；

对所述检测单元清零；

操作所述控制杆，使所述测量头缩回；

将测量装置伸进所述深孔件一端后，操作所述控制杆，使所述测量头伸出，随后继续移动所述测量装置，直至所述测量头与零件接触；

将所述支撑座与所述深孔件固定，操作所述检测单元，以使所述感测端与基准平面贴合，并记录贴合状态下所述检测单元的读数；

通过公式：L测＝L+表读数，计算零件与基准平面之间的实际距离L测；

通过比较L测与装配标准值来判断零件的安装状态。

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