CN113833685B - 一种分子泵主轴攒量测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分子泵主轴攒量测量装置及测量方法，涉及检测设备技术领域，该测量装置包括：施压模块、支撑架以及螺旋测微器，支撑架具有相互垂直的第一支撑部和第二支撑部，第一支撑部具有保持水平的第一状态和保持竖直的第二状态；处于第一状态的第一支撑部承载螺旋测微器，螺旋测微器用于测量所述检测杆的竖直位移；处于第二状态的第一支撑部放置在分子泵的顶面第一支撑部用于辅助测量分子泵主轴的伸出长度。本发明对竖直设置的分子泵主轴的伸出部进行测量，得出分子泵主轴因重力而产生的攒动量；借助螺旋测微器以及施压组件，测得分子泵主轴因预设压力而生产的攒动量该测量装置对分子泵主轴攒量进行了量化，较估测值得精度高。

Description

一种分子泵主轴攒量测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及检测设备技术领域，具体涉及一种分子泵主轴攒量测量装置及测量方法。

背景技术

分子泵是一种常用的真空获得设备，其内部成型有腔室，在腔室中安装有高转速电机，工作时高速旋转的转子将腔室内的气体分子压缩，并使之获得定向速度至排气口排出。在特殊工况下，分子泵主轴会出现大于0.15mm的轴向位移，使高速运转的转子极易与泵内静片、静盘发生刮蹭从而导致碎泵现象。

目前，分子泵装配人员凭借经验用手掌按压的方式进行测量，该方法通常对装配人员的实践经验具有较强的依赖性，不仅测量数据无法量化，而且测量精度无法完全保证，尤其是在分子泵转子叶齿与静片、静盘理论设计间距本就极小的情况下，仅依靠简单的测量加估算而将本不合格的分子泵检测为合格，会对泵造成不可挽回的损失。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的通过手掌按压的方式对分子泵主轴攒量进行估测，不仅依赖装配人员的实践经验，而且测量数据无法量化、精度无法保证的缺陷，从而提供一种分子泵主轴攒量测量装置及测量方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的分子泵主轴攒量测量装置，包括：

施压模块，具有放置分子泵的水平承载台，所述承载台正上方设有可上下移动的压盘，所述压盘的周向上具有垂直向外伸出的检测杆，所述压盘用于对分子泵主轴进行轴向施压；

支撑架，具有相互垂直的第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部具有保持水平的第一状态和保持竖直的第二状态；

处于第一状态的第一支撑部适于承载螺旋测微器，使所述螺旋测微器竖直设置，所述螺旋测微器用于测量所述检测杆的竖直位移；

处于第二状态的第一支撑部适于放置在分子泵的顶面，所述第一支撑部的长度值与分子泵主轴的标准伸出量相等。

进一步地，所述第一支撑部为连接在所述第二支撑部顶端的U形架，所述U形架用于承托所述螺旋测微器的C尺架。

进一步地，所述第一支撑部的开口端处具有配重块，该配重块用于支撑在分子泵的顶面处。

进一步地，所述第一支撑部的背离所述第二支撑部的一侧通过连杆连接有一端开口的托架，所述托架与所述第一支撑部平行且开口方向一致，所述螺旋测微器的C尺架适于放置在所述第一支撑部与所述托架之间。

进一步地，所述施压模块采用数显弹簧拉力试验机。

进一步地，所述检测杆通过螺栓螺接在所述压盘的底端面上。

一种分子泵主轴攒量测量方法，通过上述方案中任一项所述的测量装置对分子泵主轴的攒量进行测量，包括以下步骤：

S1：将分子泵竖直放于施压模块的承载台后，对压力显示器的示数进行归零；

S2：第一支撑部竖直放置在分子泵的顶面上， 向下压缩所述第一支撑部，使其与分子泵主轴平齐，计算得出第一支撑部的形变量，即分子泵主轴的下沉量；

S3：第二支撑部竖直放置在施压模块的底座上，螺旋测微器竖直安装在第一支撑部上；向下移动压盘，直至压力显示器的示数为1-5N，对压盘进行锁定；向上旋动测微螺杆，使测微螺杆与压盘底部的检测杆接触，记录螺旋测微器上示数，该示数为第一测量值；

S4：将测微螺杆向下移动至远离检测杆后，向下移动压盘，直至压力显示器的示数为80N±5N，对压盘进行锁定；再将测微螺杆上移至与压盘底部的检测杆接触，再次记录螺旋测微器上示数，该示数为第二测量值；

S5：基于分子泵主轴的下沉量、第一测量值以及第二测量值，计算得出分子泵主轴的总攒动量。

进一步地，步骤S3中，在向下移动压盘之前，先对检测杆与压盘之间的空隙进行检测，以消除两者之间空隙。

进一步地，在步骤S2中，在所述检测杆适于与分子泵主轴接触的一侧上涂敷带有颜色的漆料，该漆料用于辅助判断所述第一支撑部是否与分子泵主轴平齐。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的分子泵主轴攒量测量装置，由数显弹簧拉力试验机、螺旋测微器以及支撑架组成，不仅能够准确检测出分子泵主轴的攒量，并且制造成本低。借助第一支撑部，对竖直设置的分子泵主轴的伸出部进行测量，基于分子泵主轴的标准伸出量、得出分子泵主轴因重力而产生的攒动量；借助螺旋测微器以及施压组件，测得分子泵主轴因预设压力而生产的攒动量；两个攒动量之和为总攒动量，该测量装置对分子泵主轴攒量进行了量化，较估测值得精度高，减小了因主轴攒量、对泵造成损失的现象。

2.本发明提供的分子泵主轴攒量测量装置，配重块的设置，能够使第一支撑部稳定的竖立在分子泵的主轴上。

3.本发明提供的分子泵主轴攒量测量方法，第二U形架的设置，不仅能够稳定的支撑螺旋测微器，并且在第一支撑部处于竖直状态时、能够平衡第二支撑部。

4.本发明提供的分子泵主轴攒量测量方法，对检测杆与压盘之间的空隙进行检测，使其两者之间不存在空隙；在施加压力过程中，避免检测杆因压力出现轴向窜动。

5.本发明提供的分子泵主轴攒量测量方法，螺旋测微器的测量精度高，但测量距离有限，借助第一支撑部对分子泵主轴的长度进行差值测量，来克服测量困难、达到测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明中提供的分子泵主轴攒量测量装置。

图2为第一支撑部处于竖直状态时的局部放大图。

图3为第一支撑部处于水平状态时的局部放大图。

附图标记说明：

1、支撑架；2、螺旋测微器；3、承载台；4、压盘；5、检测杆；6、分子泵主轴；7、底座；8、立柱；9、滑台；10、微调螺杆；11、拉力传感器；12、压力显示器；13、第二支撑部；14、第一摇柄；15、锁扣；16、龙门架；17、第二摇柄；18、第一支撑部；19、托架；20、配重块；21、检测器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。

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”、“相连”、“连接”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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供的分子泵主轴攒量测量装置，包括：施压模块、支撑架1以及螺旋测微器2。

在本实施例中，所述施压模块具有放置分子泵的水平承载台3，所述承载台3正上方设有可上下移动的压盘4，所述压盘4的周向上具有垂直向外伸出的检测杆5，所述压盘4用于对分子泵主轴6进行轴向施压。所述支撑架1具有相互垂直的第一支撑部18和第二支撑部13，所述第一支撑部18具有保持水平的第一状态和保持竖直的第二状态。处于第一状态的第一支撑部18适于承载螺旋测微器2，使所述螺旋测微器2竖直设置，所述螺旋测微器2用于测量所述检测杆5的竖直位移。处于第二状态的第一支撑部适于放置在分子泵的顶面，使所述第一支撑部与分子泵的主轴平行。

如图1所示，所述施压模块选用数显弹簧拉力机，该数显弹簧拉力机包括：底座7、立柱8、滑台9、承载台3、微调螺杆10、拉力传感器11、压力显示器12以及压盘4。所述底座7水平设置，立柱8竖直固定在底座7的顶面上；所述滑台9滑动套设在所述立柱8上，所述滑台9上具有转动设置的第一摇柄14，所述第一摇柄14通过齿轮与立柱8上的齿条啮合，通过转动第一摇柄14实现所述滑台9的上下移动；所述滑台9上设有锁扣15，通过该锁扣15将滑台9锁定在立柱8上。所述滑台9的前侧套设有滑动设置的微调螺杆10，所述微调螺杆10与立柱8平行，该微调螺杆10上的齿条，所述滑台9上具有转动设置的第二摇柄17，所述第二摇柄17通过齿轮与微调螺杆10上的齿条啮合；所述压盘4连接在微调螺杆10的底端面上，通过转动第二摇柄17实现所述微调螺杆10带动压盘4上下移动。所述承载台3位于所述压盘4的正下方，该承载台3通过龙门架16与立柱8顶端的拉力传感器11连接，该拉力传感器11与压力显示器12信号连接。

如图1所示，所述检测杆5通过螺栓螺接在所述压盘4的底端面上，该检测杆5用于与螺旋测微器2上的测微螺杆抵接。

如图2、图3所示，所述第二支撑部13由支撑板和两个支撑杆拼接而成，两个支撑杆垂直且间隔连接在该支撑板上。所述第一支撑部18为铝制U形架，第一支撑部18的开口端固连在支撑杆远离支撑板的一端；所述第一支撑部18的背离所述第二支撑部13的一侧通过连杆连接有一端开口的托架19，所述托架19为U形结构，所述托架19与所述第一支撑部18平行且开口方向一致。所述螺旋测微器2的C尺架的上部从托架19的开口端嵌入，C尺架的下部从第一支撑部18的开口端嵌入，使该C尺架被竖直的支撑在第一支撑部18以及托架19之间。所述第一支撑部18的开口端处具有配重块20，配重块20为钢制方形块，该配重块20用于支撑在分子泵的顶面处，且平衡放置螺旋测微器2后的支撑架1的重心，避免支撑架1向分子泵方向倒伏。且配重块20与第二支撑部18长度与分子泵主轴6在水平向的伸出长度相同。

实施例2

本实施例提供的分子泵主轴攒量测量方法，包括以下步骤：

S1：将分子泵竖直放于施压模块的承载台3后，对压力显示器12的示数进行归零。

S2：第一支撑部18竖直放置在分子泵的顶面上， 向下压缩所述第一支撑部，使其与分子泵主轴6平齐，计算得出第一支撑部的形变量，即分子泵主轴的下沉量。第一支撑部18竖直放置并使配重块20抵接在分子泵外壳的顶端面上，并尽量使第一支撑部18所处平面和分子泵主轴6轴线处于同一平面内。

在检测杆5位于压盘4正下方的底端面上涂上具有颜色的漆料，例如红漆。随后控制压盘4向下移动，直至压力显示器12上产生示数。随后抬离压盘4，观察分子泵主轴6顶端面是否粘有漆料。若有漆料则进行下一步步骤。

若无漆料，则多次下移压盘4，并使压力显示器12上的示数根据次数的增加而增加，直至分子泵主轴6顶端面粘有漆料。通过最后压力显示器12产生的数值结合第一支撑部18的弹性模量以及原长度，则可计算出第一支撑部18的变形量（配重块20的弹性模量为第一支撑部18的两倍多，默认以第一支撑部18的变形为主，配重块20的形变量忽略不计），进而可获得分子泵在竖直摆放时主轴的下沉量，此为第一测量值。

S3：第二支撑部13竖直放置在施压模块的底座7上，螺旋测微器2竖直安装在第一支撑部上；向下移动压盘4，直至压力显示器12的示数为1-5N，对压盘4进行锁定；向上旋动测微螺杆，使测微螺杆与压盘4底部的检测杆5接触，记录螺旋测微器2上示数，该示数为第二测量值。

在向下移动压盘4之前，先对检测杆5与压盘4之间的空隙进行检测，以消除两者之间空隙。通过纸片或者头发丝充当检测器21，沿检测杆5顶端面向压盘4移动，若检测器21无法嵌入检测杆5与压盘4之间，则可认为两者之间不存在空隙。

向下移动压盘4的具有步骤为：先转动第一摇柄14，使滑台9整体下移至接近分子泵主轴6时，通过锁扣15对滑台9的位置进行锁定；再转动第二摇柄17，使微调螺杆10带动压盘4向下移动。

S4：将测微螺杆向下移动至远离检测杆5后，向下移动压盘4，直至压力显示器12的示数为80N±5N，对压盘4进行锁定；再将测微螺杆上移至与压盘4底部的检测杆5接触，再次记录螺旋测微器2上示数，该示数为第三测量值。

S5：基于分子泵主轴的下沉量、第一测量值以及第二测量值，计算得出分子泵主轴的总攒动量。

其中，分子泵主轴的下沉量作为第一攒动量，是由分子泵主轴6以及其他部件的自身重力产生的，第一测量值与第二测量值之间的差值为第二攒动量，所述第一攒动量是由于预设压力产生的；第一攒动量与第二攒动量之和为总攒动量，通过总攒动量来判断该分子泵是否合格。

通过上述实施例，依靠现有的数显弹簧拉力试验机，额外增加结构简单的支撑架1和检测杆5等，配合购置成本低的螺旋测微器2，即可准确检测出分子泵的攒量，而且在检测器21的配合下，保障装配精度，减少装配精度导致测量误差，而且测量方法也简单易操作。

设置带有配重块20的支撑架1，既能用于稳定放置螺旋测微器2，又能使支撑架1稳定放置在分子泵上。而且配重块20通过插入第一支撑部13并焊接或螺纹连接的方式，在二者装配时能根据分子泵主轴6设计的伸长量（水平放置）进行调节，确保总长与分子泵主轴6设计的伸长量相同，进一步保障后续测量计算更为准确的同时，降低生产和装配成本，还实现了支撑架1的一物多用，综合价值高。

相比传统的测量方法对50件试验用分子泵进行测量，只能达到0.1mm的测量精度，而且只能估算到小数点后两位，误差量最大能够达到0.2mm左右，导致12件分子泵攒量已达到攒量上限0.15mm但并未测量出来。额外加试一批50件分子泵产品，显示全部合格。

而采用本测量方法能够将测量精度达到0.01mm，而且测量误差量最大可为0.02mm，不仅能将12件攒量不合格的分子泵全部测量出来，而且能将剩余分子泵的攒量准确检测出来。额外加试和传统测量方法相同的一批50件分子泵产品，能够检出3件攒量超出0.15mm的分子泵，进而将不合格的产品剃除，避免高价值但有质量问题的产品流入到客户手中。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种分子泵主轴攒量测量装置，其特征在于，包括：

施压模块，具有放置分子泵的水平承载台（3），所述承载台（3）正上方设有可上下移动的压盘（4），所述压盘（4）的周向上具有垂直向外伸出的检测杆（5），所述压盘（4）用于对分子泵主轴（6）进行轴向施压；

支撑架（1），具有相互垂直的第一支撑部(18)和第二支撑部（13），所述第一支撑部（18）具有保持水平的第一状态和保持竖直的第二状态；

其中，所述第二支撑部（13）由支撑板和两个支撑杆拼接而成，两个支撑杆垂直且间隔连接在该支撑板上；所述第一支撑部（18）为连接在所述支撑杆顶端的U形架，所述U形架用于承托螺旋测微器（2）的C尺架；

处于第一状态的第一支撑部（18）适于承载螺旋测微器（2），使所述螺旋测微器（2）竖直设置，所述螺旋测微器（2）用于测量所述检测杆（5）的竖直位移；

处于第二状态的第一支撑部（18）适于放置在分子泵的顶面，所述第一支撑部（18）的长度值与分子泵主轴（6）的标准伸出量相等。

2.根据权利要求1所述的分子泵主轴攒量测量装置，其特征在于，所述第一支撑部（18）的开口端处具有配重块（20），该配重块（20）用于在第一状态下支撑在分子泵的顶面处和在第二状态下稳定放置螺旋测微器（2）后的支撑架（1）重心。

3.根据权利要求1所述的分子泵主轴攒量测量装置，其特征在于，所述第一支撑部（18）的背离所述第二支撑部（13）的一侧通过连杆连接有一端开口的托架（19），所述托架（19）与所述第一支撑部（18）平行且开口方向一致，所述螺旋测微器（2）的C尺架适于放置在所述第一支撑部（18）与所述托架（19）之间。

4.根据权利要求1所述的分子泵主轴攒量测量装置，其特征在于，所述施压模块采用数显弹簧拉力试验机。

5.根据权利要求4所述的分子泵主轴攒量测量装置，其特征在于，所述检测杆（5）通过螺栓螺接在所述压盘（4）的底端面上。

6.一种分子泵主轴攒量测量方法，其特征在于，通过权利要求1-5中任一项所述的测量装置对分子泵主轴（6）的攒量进行测量，包括以下步骤：

S1：将分子泵竖直放于施压模块的承载台（3）后，对压力显示器（12）的示数进行归零；

S2：第一支撑部（18）竖直放置在分子泵的顶面上，向下压缩所述第一支撑部（18），使其与分子泵主轴（6）平齐，计算得出第一支撑部（18）的形变量，即分子泵主轴的下沉量；

S3：第二支撑部（13）竖直放置在施压模块的底座（7）上，螺旋测微器（2）竖直安装在第一支撑部（18）上；向下移动压盘（4），直至压力显示器（12）的示数为1-5N，对压盘（4）进行锁定；向上旋动测微螺杆，使测微螺杆与压盘（4）底部的检测杆（5）接触，记录螺旋测微器（2）上示数，该示数为第一测量值；

S4：将测微螺杆向下移动至远离检测杆（5）后，向下移动压盘（4），直至压力显示器（12）的示数为80N±5N，对压盘（4）进行锁定；再将测微螺杆上移至与压盘（4）底部的检测杆（5）接触，再次记录螺旋测微器（2）上示数，该示数为第二测量值；

S5：基于分子泵主轴（6）的下沉量、第一测量值以及第二测量值，计算得出分子泵主轴（6）的总攒动量。

7.根据权利要求6所述的分子泵主轴攒量测量方法，其特征在于，步骤S3中，在向下移动压盘（4）之前，先对检测杆（5）与压盘（4）之间的空隙进行检测，以消除两者之间空隙。

8.根据权利要求6所述的分子泵主轴攒量测量方法，其特征在于，在步骤S2中，在所述检测杆（5）适于与分子泵主轴（6）接触的一侧上涂敷带有颜色的漆料，该漆料用于辅助判断所述第一支撑部（18）是否与分子泵主轴（6）平齐。

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