CN113418619A - 一种大齿轮温度场的检测装置及检测方法 - Google Patents

一种大齿轮温度场的检测装置及检测方法 Download PDF

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杨国梁
薛梓
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Abstract

本发明公开了一种大齿轮温度场的检测装置和方法，包括大齿轮和温度测量传感器；大齿轮为圆柱形；温度测量传感器设有若干个，大齿轮上设有若干个预留钻孔，若干个温度测量传感器均匀分布在大齿轮的外表面或固定于内预留钻孔中；温度测量传感器与大齿轮的预留钻孔通过螺纹可拆卸连接。方法为：温度传感器与大齿轮外表面未接触之前，温度传感器探头通伸出；与大齿轮外表面接触后，同时传感器探头被大齿轮压回，保持与大齿轮接触并测量大齿轮表面温度和内部温度。本发明的大齿轮温度场的检测装置和方法，实现了大齿轮内外多点分布温度的实时检测，为大齿轮等温及热变形误差补偿提供了基础。

Description

一种大齿轮温度场的检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及温度检测技术领域，具体的说涉及一种大齿轮温度场的检测装置及检测方法。
背景技术
随着制造加工技术的不断提高，齿轮的加工精度也越来越高，对精密测量技术也提出了更高的要求。温度作为环境的主要影响量，其对精密几何量测量设备的状态和齿轮各项偏差的测量结果有较大影响。尤其是在高精度测量的场合下，必须实时检测环境及齿轮温度场变化，齿轮的金属材料受温度变化会产生热变形，从而造成几何尺寸的偏离，对于大齿轮而言，热变形的影响更为明显。国际上通常将20℃作为几何量测量的标准温度，因此，开展齿轮精密测量时应该在该温度条件下开展几何偏差的测量。通常情况下，需要将被测齿轮放置在恒温实验室内进行等温，使其温度与环境温度的温差小于0.5℃，对于常规尺寸的齿轮，一般放置8小时即可，但是对于大齿轮而言，由于其尺寸大、内外温差大，需要等温的时间也越长，
因此，提供一种能对大齿轮内外多点分布温度实时检测的装置和方法，从而保证其几何尺寸测量准确是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种大齿轮温度场的检测装置及检测方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种大齿轮温度场的检测装置，包括大齿轮和温度测量传感器；
其中，所述大齿轮为圆柱形；所述温度测量传感器设有若干个，所述大齿轮上设有若干个预留钻孔，若干个所述温度测量传感器均匀分布在所述大齿轮的外表面或固定于所述内预留钻孔中；
所述温度测量传感器与所述大齿轮的预留钻孔通过螺纹可拆卸连接。
优选的，所述温度测量传感器为铂电阻温度测量传感器。
采用上述优选方案的有益效果在于：上述方案可以实现大齿轮沿着圆周方向内外温度分布的准确测量，消除热变形对几何尺寸测量的影响。内部温度传感器通过螺纹可拆卸连接，消除大齿轮运输和调整过程中因传感器凸出所带来不便。采用铂电阻温度传感器可以消除较长传感器导线电阻带来的测量误差，实现高精度的温度测量。
优选的，所述温度测量传感器，包括壳体、温度传感器探头、隔热胶带和导热材料；
其中，所述温度传感器探头内嵌于所述壳体中且所述温度传感器探头的一端露出在所述壳体的外部，所述隔热胶带位于所述壳体与所述温度传感器探头之间，且所述隔热胶带包裹住所述温度传感器探头；所述导热材料涂覆于所述温度传感器探头露出在壳体外部的一端。
采用上述优选方案的有益效果在于：本发明限定的隔热胶带包裹住温度传感器探头，避免了钻孔内空气温度的影响，实现了只测量钻孔末端齿轮表面的内部温度。采用导热材料涂覆于温度传感器探头露出在壳体外部的一端，保证了探头末端与钻孔内端锥面的良好接触导热，实现了大齿轮内部而温度的准确测量。
更优选的，所述温度测量传感器还包括弹簧，所述弹簧固定于所述壳体的外表面。
更优选的，所述温度测量传感器还包括磁铁，所述磁铁固定于所述壳体的外表面，且所述磁铁通过磁吸的方式与大齿轮连接。
采用上述优选方案的有益效果在于：本发明采用磁吸的固定方式，可以实现大齿轮外表面温度的快速测量，相对于贴敷式极大提高了测量效率。
优选的，所述导热材料为硅脂或液金。
采用上述优选的方案的有益效果在于：由于钻孔后留下的孔末端是不平的，类似一个锥面，这样会导致温度探头与孔末端接触面积会很小，且不均匀，本发明填入导热材料对其进行填平，且起到导热的作用。
本发明还提供了上述大齿轮温度场的检测方法，采用上述检测装置进行检测；
所述检测方法包括以下步骤：温度传感器探头与大齿轮外表面贴紧进行检测；温度传感器与大齿轮外表面未接触之前，温度传感器探头通伸出；与大齿轮外表面接触后，同时传感器探头被大齿轮压回，保持与大齿轮接触并测量大齿轮表面温度和内部温度。
本发明的有益效果在于：本发明的大齿轮温度场的检测装置和方法，实现了大齿轮内外多点分布温度的实时检测。大齿轮外部磁吸固定方式，极大提高了测量效率；大齿轮内部螺纹固定方式，方便了内部温度传感器的装卸。采用隔热胶带包裹及导热材料涂覆，保证了大齿轮内部中心点温度的准确测量。上述方法为大齿轮等温及热变形误差补偿提供了基础。
附图说明
图1附图为本发明提供的大齿轮温度场的检测装置示意图；
图2附图为本发明提供的大齿轮温度场的检测装置的温度测量传感器结构示意图一；
图3附图为本发明提供的大齿轮温度场的检测装置的温度测量传感器结构示意图二；
附图中，各标号所代表的结构列表如下：
1-大齿轮、2-温度测量传感器、21-壳体、22-温度传感器探头、23-隔热胶带、24-导热材料、25-弹簧、26-磁铁。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
一种大齿轮温度场的检测装置，包括大齿轮1和温度测量传感器2；
其中，大齿轮1为圆柱形；温度测量传感器2设有若干个，大齿轮1上设有若干个预留钻孔，若干个温度测量传感器2均匀分布在大齿轮1的外表面或固定于内预留钻孔中；
温度测量传感器2与大齿轮1的预留钻孔通过螺纹可拆卸连接。
在一个实施例中，温度测量传感器2为铂电阻温度测量传感器。
在一个实施例中，温度测量传感器，包括壳体21、温度传感器探头22、隔热胶带23和导热材料24；
其中，温度传感器探头22内嵌于壳体21中且温度传感器探头22的一端露出在壳体21的外部，隔热胶带23位于壳体21与温度传感器探头22之间，且隔热胶带23包裹住温度传感器探头22；导热材料24涂覆于温度传感器探头22露出在壳体21外部的一端。
在另一个实施例中，温度测量传感器2还包括弹簧25，弹簧25固定于壳体21的外表面。
在另一个实施例中，温度测量传感器2还包括磁铁26，磁铁26固定于壳体21的外表面，且磁铁26通过磁吸的方式与大齿轮1连接。
在一个实施例中，导热材料24为硅脂或液金
大齿轮温度场的检测方法，采用上述检测装置进行检测；
将温度传感器探头与大齿轮外表面贴紧进行检测；
温度传感器与大齿轮外表面未接触之前，温度传感器探头通伸出；与大齿轮外表面接触后，同时传感器探头被大齿轮压回，保持与大齿轮接触并测量表面温度。
大齿轮内部温度检测方法主要分为两种，第1种是沿着齿轮外圆径向方向测量齿圈厚度中心点位置的温度。第2种是从齿轮上端平面向实体内部测量齿圈厚度一半深度位置的温度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种大齿轮温度场的检测装置，其特征在于，包括大齿轮和温度测量传感器；
其中，所述大齿轮为圆柱形；所述温度测量传感器设有若干个，所述大齿轮上设有若干个预留钻孔，若干个所述温度测量传感器均匀分布在所述大齿轮的外表面或固定于所述内预留钻孔中；
所述温度测量传感器与所述大齿轮的预留钻孔通过螺纹可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述一种大齿轮温度场的检测装置，其特征在于，所述温度测量传感器为铂电阻温度测量传感器。
3.根据权利要求2所述一种大齿轮温度场的检测装置，其特征在于，所述温度测量传感器，包括壳体、温度传感器探头、隔热胶带和导热材料；
其中，所述温度传感器探头内嵌于所述壳体中且所述温度传感器探头的一端露出在所述壳体的外部，所述隔热胶带位于所述壳体与所述温度传感器探头之间，且所述隔热胶带包裹住所述温度传感器探头；所述导热材料涂覆于所述温度传感器探头露出在壳体外部的一端。
4.根据权利要求3所述一种大齿轮温度场的检测装置，其特征在于，所述温度测量传感器还包括弹簧，所述弹簧固定于所述壳体的外表面。
5.根据权利要求3所述一种大齿轮温度场的检测装置，其特征在于，所述温度测量传感器还包括磁铁，所述磁铁固定于所述壳体的外表面，且所述磁铁通过磁吸的方式与大齿轮连接。
6.根据权利要求3所述一种大齿轮温度场的检测装置，其特征在于，所述导热材料为硅脂或液金。
7.一种大齿轮温度场的检测方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述检测装置进行检测；
所述检测方法包括以下步骤：温度传感器探头与大齿轮外表面贴紧进行检测；温度传感器与大齿轮外表面未接触之前，温度传感器探头通伸出；与大齿轮外表面接触后，同时传感器探头被大齿轮压回，保持与大齿轮接触并测量表面温度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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