CN115854925B - 用于船用柴油机缸孔与主轴孔的垂直度检测方法 - Google Patents

Abstract

提供一种用于船用柴油机缸孔与主轴孔的垂直度检测方法，属于柴油机质量检测技术领域，采用激光直线度测量系统，在机身主轴孔首端安装激光发射器，末端安装激光接收器，通过调整确定一条理想中心轴线；安装缸孔垂直度检测工装，确保工装支撑面与缸套孔贴合且同轴，通过调节确保工装基准孔与主轴孔同轴；先将激光接收器放置于工装基准环前端进行测量，后将激光接收器放置于工装基准环后端进行测量，通过前后两端激光接收器在基准环上的位移距离和竖直方向与基准线之间的高度落差值的计算，得出缸孔中轴线与主轴孔中轴线之间的垂直度偏差值。本发明提高检测效率，减少机身三坐标检测工装及移动工装的需求，大幅降低机身生产成本，提高生产效率。

Description

用于船用柴油机缸孔与主轴孔的垂直度检测方法

技术领域

本发明属于柴油机质量检测技术领域，具体涉及一种用于船用柴油机缸孔与主轴孔的垂直度检测方法。

背景技术

柴油机机身用于承载和连接曲轴、缸盖、缸套、凸轮轴等柴油机零部件，其加工工序繁多，孔系数量庞大，检测要求较高，作为柴油发动机的骨架与根基，其质量是柴油发动机可靠运行的基本保障。由于船用柴油机机身体积庞大、孔系复杂且要求精度高，目前针对机身孔系之间形位公差的精确测量最常使用的方法是三坐标测量，相对柴油机机身这类孔系空间尺寸较大时三坐标测量误差随之加大，且三坐标测量要求较高、机身类大型工件移动不便，造成检测效率低下，工作强度大。因此有必要提出改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种用于船用柴油机缸孔与主轴孔的垂直度检测方法，本发明利用激光准直仪与专用的垂直度检测工装的配合，在加工现场即可进行测量，一次性即可测量完成所有缸孔与主轴孔的垂直度偏差。不仅提高检测了效率，而且减少了机身三坐标检测工装及移动工装的需求，大幅降低了机身的生产成本，提高了其生产效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案：

用于船用柴油机缸孔与主轴孔的垂直度检测方法，包括以下步骤：

步骤1)：采用激光直线度测量系统，在柴油机机身主轴孔的首端安装激光发射器，末端安装激光接收器，通过调整确定一条理想主轴孔中心线C-C′；

步骤2)：将垂直度检测工装整体固定安装于被测的缸孔中，确保垂直度检测工装支撑面与缸孔内壁面紧密贴合且保证垂直度检测工装中心线与缸孔实际中心线重合；通过调节垂直度检测工装保证使得垂直度检测工装下部的基准环与主轴孔趋于同轴；

步骤3):缸孔的上平面距离主轴孔中心线距离为L；将激光接收器放置于垂直度检测工装的基准环前端进行测量，读取垂直方向的高度值h1；继续将激光接收器移动至垂直度检测工装的基准环后端进行测量，读取垂直方向的高度值h2,高度差为△h，即△h＝|h1-h2|，激光接收器的移动距离为a；设定实际缸孔中心线与主轴孔中轴线之间的垂直度偏差角度为α，实际缸孔顶端中心与理想缸孔顶端中心的的垂直偏差为△H，则通过相似三角形原理可以得出：

进一步可以计算求得实际缸孔顶端中心与理想缸孔顶端中心的的垂直偏差△H为：

通过三角函数公式即可得到实际缸孔中心线与主轴孔中轴线之间的垂直度偏差角度为α。

上述步骤1)中，将激光准直仪的激光光源固定在柴油机机身的主轴孔一端，将激光准直仪瞄准靶放在前后端两孔中，调整光源使接收靶接收到的光源与主轴孔轴线平行，即找到一条理想主轴孔中心线C-C′。

上述步骤2)中，所述垂直度检测工装的结构为：包括连接杆，所述连接杆下端设有基准环，所述基准环与连接杆的连接为上下可调式结构，所述连接杆上部套有下支撑和上支撑，所述下支撑和上支撑在连接杆上可轴向移动和转动调节位置后再进行固定。

进一步地，所述基准环与连接杆之间的上下可调式连接结构包括快速锁紧装置，所述基准环上端的管套套在连接杆下端调节好位置后通过快速锁紧装置锁紧，所述快速锁紧装置可选用定位销或弹性卡套。

进一步地，所述下支撑和上支撑均为圆周均布且半径相同的三叶结构，所述三叶结构外边沿为用于与缸孔内表面贴合的圆弧面，所述下支撑和上支撑套在连接杆且调节好位置之后通过上下支撑定位销进行定位固定。

进一步地，所述上支撑边沿设有定位衬套，所述定位衬套用于通过定位销钉与缸孔顶端台阶上的孔连接。

进一步地，所述下支撑和上支撑边沿圆弧面上设有支撑销。

进一步地，所述连接杆顶端设有定位垫块和压紧螺母。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本方案利用激光准直仪与专用的垂直度检测工装的配合，实现以激光测量为辅助，通过瞄准靶高度数之差间接反映缸孔垂直度变化，确保了检测基准环与主轴孔同轴的一致性，保证了测量结果的准确性。该检测方法思路新颖，操作简单，通用性好，可快速推广至各个型号产品解决类似问题；

2、本方案安装方便，检测效率高：该检测工装安装方便，可在线在机测量，大幅缩短了测量时间，提高了检测效率。

附图说明

图1为本发明中柴油机机体的立体结构示意图；

图2为本发明中柴油机机体的正面结构示意图；

图3为本发明的检测原理示意图；

图4为本发明中垂直度检测工装的立体结构示意图；

图5为本发明中垂直度检测工装的主视结构图；

图6为本发明图5中的A-A向剖视图；

图7为本发明图5中的B-B向剖视图。

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。

请参阅图1-7，详述本发明的实施例。

实施例1：用于船用柴油机缸孔与主轴孔的垂直度检测方法，包括以下步骤：

步骤1)：采用激光直线度测量系统，参见图1和2所示，在柴油机机身主轴孔11(中高速柴油机机身主轴孔数量一般≥6)的首端安装激光发射器，末端安装激光接收器，具体的，将激光准直仪的激光光源固定在柴油机机身的主轴孔11一端，将激光准直仪瞄准靶放在前后端两孔中，调整光源使接收靶接收到的光源与主轴孔轴线平行，即找到一条理想主轴孔中心线C-C′；

步骤2)：将垂直度检测工装整体固定安装于被测的缸孔12中，确保垂直度检测工装支撑面与缸孔12内壁面紧密贴合且保证垂直度检测工装中心线与缸孔实际中心线重合；通过调节垂直度检测工装保证使得垂直度检测工装下部的基准环1与主轴孔11趋于同轴；

步骤3):参见图3所示，缸孔12的上平面距离主轴孔中心线距离为L；将激光接收器放置于垂直度检测工装的基准环1前端进行测量，读取垂直方向的高度值h1；继续将激光接收器移动至垂直度检测工装的基准环1后端进行测量，读取垂直方向的高度值h2,高度差为△h，即△h＝|h1-h2|，激光接收器的移动距离为a；设定实际缸孔中心线与主轴孔中轴线之间的垂直度偏差角度为α，实际缸孔顶端中心与理想缸孔顶端中心的的垂直偏差为△H，则通过相似三角形原理可以得出：

进一步可以计算求得实际缸孔顶端中心与理想缸孔顶端中心的的垂直偏差△H为：

通过三角函数公式即可得到实际缸孔中心线与主轴孔中轴线之间的垂直度偏差角度为α。

实施例2：

所述垂直度检测工装的结构为：参见图4-7所示，包括连接杆3，所述连接杆3下端设有基准环1，基准环1在工装使用时用于通过调节与主轴孔11趋于同轴。所述基准环1与连接杆3的连接为上下可调式结构，所述连接杆3上部套有下支撑4和上支撑8，上支撑8设于连接杆3顶端，所述下支撑4和上支撑8在连接杆3上可轴向移动和转动调节位置后再进行固定。

优选的，所述基准环1与连接杆3之间的上下可调式连接结构包括快速锁紧装置2，所述基准环1上端的管套套在连接杆3下端调节好位置后通过快速锁紧装置2锁紧，优选的，所述快速锁紧装置2可选用定位销或弹性卡套。

本实施例中通过快速锁紧装置2的调节，可保证使得工装基准环与主轴孔同轴。

优选的，所述下支撑4和上支撑8均为圆周均布且半径相同的三叶结构，所述三叶结构外边沿为用于与缸孔内表面贴合的圆弧面，所述下支撑4和上支撑8套在连接杆3且调节好位置之后通过上下支撑定位销12进行定位固定。

本实施例中下支撑4和上支撑8用于与缸孔12内壁面进行过盈套合，从而保证垂直度检测工装的中心轴与缸孔12的实际中心轴重合。

优选的，所述上支撑8边沿设有定位衬套7，所述定位衬套7用于通过定位销钉与缸孔12顶端台阶上的孔连接。

本实施例中定位衬套7用于通过定位销钉与缸孔12顶端台阶上的孔连接，定位衬套7和基准环1中心线之间的夹角根据缸孔12顶端台阶和主轴孔11中心轴之间的夹角调节，进一步的用于保证基准环1和主轴孔11中心轴趋于同轴。

优选的，所述下支撑4和上支撑8边沿圆弧面上设有支撑销9。

本实施例中支撑销9在使用过程中用于与缸孔12的内壁面接触，防止对下支撑4和上支撑8边沿的磨损。

优选的，所述连接杆3顶端设有定位垫块5和压紧螺母6。

本发明利用激光准直仪与专用的垂直度检测工装的配合，在加工现场即可进行测量，一次性即可测量完成所有缸孔与主轴孔的垂直度偏差，不仅提高检测了效率，而且减少了机身三坐标检测工装及移动工装的需求，大幅降低了机身的生产成本，提高了其生产效率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.用于船用柴油机缸孔与主轴孔的垂直度检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1）：采用激光直线度测量系统，在柴油机机身主轴孔（11）的首端安装激光发射器，末端安装激光接收器，通过调整确定一条理想主轴孔中心线C-C′；

步骤2）：将垂直度检测工装整体固定安装于被测的缸孔（12）中，确保垂直度检测工装支撑面与缸孔（12）内壁面紧密贴合且保证垂直度检测工装中心线与缸孔实际中心线重合；通过调节垂直度检测工装保证使得垂直度检测工装下部的基准环（1）与主轴孔（11）趋于同轴；

步骤3):缸孔（12）的上平面距离主轴孔中心线距离为L；将激光接收器放置于垂直度检测工装的基准环（1）前端进行测量，读取垂直方向的高度值h1；继续将激光接收器移动至垂直度检测工装的基准环（1）后端进行测量，读取垂直方向的高度值h2,高度差为△h，即△h=|h1-h2 |，激光接收器的移动距离为a；设定实际缸孔中心线与主轴孔中轴线之间的垂直度偏差角度为α，实际缸孔顶端中心与理想缸孔顶端中心的垂直偏差为△H，则通过相似三角形原理得出：

进一步计算求得实际缸孔顶端中心与理想缸孔顶端中心的垂直偏差△H为：

通过三角函数公式即可得到实际缸孔中心线与主轴孔中心线之间的垂直度偏差角度α；

上述步骤1）中，将激光准直仪的激光光源固定在柴油机机身的主轴孔（11）一端，将激光准直仪瞄准靶放在前后端两孔中，调整光源使接收靶接收到的光源与主轴孔轴线平行，即找到一条理想主轴孔中心线C-C′；

上述步骤2）中，所述垂直度检测工装的结构为：包括连接杆（3），所述连接杆（3）下端设有基准环（1），所述基准环（1）与连接杆（3）的连接为上下可调式结构，所述连接杆（3）上部套有下支撑（4）和上支撑（8），所述下支撑（4）和上支撑（8）在连接杆（3）上能够轴向移动和转动调节位置后再进行固定。

2.根据权利要求1所述的用于船用柴油机缸孔与主轴孔的垂直度检测方法，其特征在于：所述基准环（1）与连接杆（3）之间的上下可调式连接结构包括快速锁紧装置（2），所述基准环（1）上端的管套套在连接杆（3）下端调节好位置后通过快速锁紧装置（2）锁紧，所述快速锁紧装置（2）选用定位销或弹性卡套。

3.根据权利要求1所述的用于船用柴油机缸孔与主轴孔的垂直度检测方法，其特征在于：所述下支撑（4）和上支撑（8）均为圆周均布且半径相同的三叶结构，所述三叶结构外边沿为用于与缸孔内表面贴合的圆弧面，所述下支撑（4）和上支撑（8）套在连接杆（3）且调节好位置之后通过上下支撑定位销（10）进行定位固定。

4.根据权利要求1所述的用于船用柴油机缸孔与主轴孔的垂直度检测方法，其特征在于：所述上支撑（8）边沿设有定位衬套（7），所述定位衬套（7）用于通过定位销钉与缸孔顶端台阶上的孔连接。

5.根据权利要求1所述的用于船用柴油机缸孔与主轴孔的垂直度检测方法，其特征在于：所述下支撑（4）和上支撑（8）边沿圆弧面上设有支撑销（9）。

6.根据权利要求1所述的用于船用柴油机缸孔与主轴孔的垂直度检测方法，其特征在于：所述连接杆（3）顶端设有定位垫块（5）和压紧螺母（6）。