CN117146670B - 定心检棒、定心检棒的设计方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机床技术领域，公开了一种定心检棒、定心检棒的设计方法和使用方法，定心检棒包括了检棒主体、连杆、凸台、锥套、变径套和驱动组件。本发明提供的定心检棒通过变径套实现在待测孔内的胀紧定位，一方面，一个定心检棒可以适配于不同规格的待检测器件，因此无需人工对待检测器件的内孔进行检测，可以减少人工干预，能够提高检测精度；另一方面，通过一个定心检棒可以对多种内孔进行检测，且定心检棒能够进行复用，可以降低成本；再一方面，在整个检测过程中无需对定心检棒进行敲打，因此不会损坏待检测器件，同样降低了操作人员受伤的风险，使用更加安全，效率更高。

Description

定心检棒、定心检棒的设计方法和使用方法

技术领域

本发明涉及机床技术领域，尤其涉及一种定心检棒、定心检棒的设计方法和使用方法。

背景技术

在机床生产线装配和使用中，经常需要检测轴承座、电机座分别与导轨之间的平行度关系及轴承座与电机座之间的同轴关系。当前大多的技术方案是通过准备一组检棒分别命名为A检棒、B检棒、C检棒，ABC三根检棒根据轴承座内孔设计的公差带，通过三等分此区间公差来实现此公差区间的全覆盖，然后在轴承座、电机座装配过程中测量其内孔实际尺寸来选择适合的检棒，通过敲击检棒后端部的方式安装到轴承座或电机座内孔中，实现检测轴承座、电机座分别与导轨的平行度关系及轴承座与电机座之间的同轴关系。

检棒组使用过程中存在的缺点。第一点，存在轴承座内孔测量值有人为误差，对实际选择ABC检棒中某一根的结果造成影响，存在人为选择不合理的可能；第二点，装配一组轴承座电机座需要准备2套检棒组包含共6根检棒，这样存在使用成本高、维护成本高的难点；第三点，在检棒安装和拆卸过程中是通过敲打检棒的两端实现装拆，过程中可能会造成检具变形影响检测结果的准确性；第四点，检棒的装卸过程需要装配人员进行敲打，存在安全隐患可能造成人员受伤，并且还存在噪声作业和耗力耗时的情况。

如公开号为CN108453564A的专利申请和公开号为CN107717630A的专利申请，均采用同心检棒插入的方式进行检测，误差大、成本高，且存在安全隐患。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一方面提供了一种定心检棒。

本发明的第二方面提供了一种定心检棒的设计方法。

本发明的第三方面提供了一种定心检棒的使用方法。

有鉴于此，根据本发明的第一方面提出了一种定心检棒，包括：

检棒主体；

连杆，所述连杆连接于所述检棒主体的一端；

凸台，所述凸台形成于所述检棒主体和所述连杆之间；

锥套，所述锥套套设在所述连杆上；

变径套，所述变径套套设在所述连杆上，位于所述凸台和所述锥套之间；

驱动组件，所述驱动组件连接于所述锥套，用于驱动所述锥套靠近或远离于所述变径套。

在一些示例中，所述变径套包括：

多个变径部，在所述变径套被挤压的情况下，所述变径部向远离于所述连杆的径向方向膨胀。

在一些示例中，所述变径套还包括：

弹力圈，每个所述变径部的外表面形成有弧形槽，所述弹力圈通过所述弧形槽套设在多个所述变径部上。

在一些示例中，所述凸台朝向于所述连杆的端面形成有第一锥面；所述锥套朝向于所述变径套的端面形成有第二锥面；所述变径部沿所述检棒主体的径向方向的截面为梯形。

在一些示例中，所述驱动组件包括：

油缸缸体；

油缸活塞，至少部分所述油缸活塞位于所述油缸缸体内，所述油缸活塞用于连接于所述锥套；

油缸拉杆，所述油缸拉杆的一端连接于所述连杆，另一端穿过所述油缸活塞连接于所述油缸缸体。

在一些示例中，驱动组件还包括：

复位件，所述油缸活塞上形成有限位凸起，所述复位件位于所述限位凸起和所述油缸拉杆之间；

液压管接头，所述液压管接头连接于所述油缸缸体；

液压管组件，所述液压管组件连接于所述液压管接头。

根据本发明的第二方面提出了一种定心检棒的设计方法，用于设计如上述任意技术方案的定心检棒，所述设计方法包括：

基于所述定心检棒的目标使用区间，获取最大变径范围；

基于所述最大变径范围和所述变径套的变径部的宽度，确定所述变径部的弹性模量；

基于所述弹性模量确定所述变径套的取材；或

基于所述最大变径范围和所述变径部的弹性模量，确定所述变径套的变径部的宽度。

在一些示例中，基于如下公式，确定所述变径部的弹性模量或所述变径部的宽度：

）

其中，E为弹性模量，D为最大变径范围，a为变径部的厚度，b变径部的宽度。

根据本发明的第三方面提出了一种定心检棒的使用方法，用于如上述任意技术方案的定心检棒，所述使用方法包括：

响应于检测指令，控制所述驱动组件开启，以使所述锥套挤压所述变径套；

通过所述定心检棒对待测件的同轴度和/或平行度进行检测。

在一些示例中，所述响应于检测指令，控制所述驱动组件开启，以使所述锥套挤压所述变径套的步骤包括：

获取待检测件的内径与所述变径套原始状态下的内径的差值；

基于所述差值确定锥套的移动距离；

基于所述锥套的移动距离，确定所述驱动组件的液压油的供给量；

其中，通过如下公式确定所述液压油的供给量：

其中，M为液压油的供给量，E为弹性模量，a为变径部的厚度，d为移动距离。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

本发明提供的定心检棒包括了检棒主体、连杆、凸台、锥套、变径套和驱动组件，在使用过程中，将检棒主体连通变径套设置在待检测器件内，如设置在电机座或者轴承座内孔内，而后开启驱动组件，驱动组件带动锥套移动，锥套对变径套进行挤压，变径套进行膨胀，膨胀之后的变径套可以与待检测器件的内壁进行接触，实现定心检棒与待检测器件的精密配合，如可以实现定心检棒与电机座或者轴承座内孔间的精密配合，之后即可进行同轴度或平行度的检测。在完成检测之后，可以通过驱动组件再次带动锥套移动，使得变径部恢复形变，即可取下定心检棒。本发明提供的定心检棒通过变径套实现在待测孔内的胀紧定位，一方面，一个定心检棒可以适配于不同规格的待检测器件，因此无需人工对待检测器件的内孔进行检测，可以减少人工干预，能够提高检测精度；另一方面，通过一个定心检棒可以对多种内孔进行检测，且定心检棒能够进行复用，可以降低成本；再一方面，在整个检测过程中无需对定心检棒进行敲打，因此不会损坏待检测器件，同样降低了操作人员受伤的风险，使用更加安全，效率更高。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请提供的一种实施例的定心检棒的示意性结构图；

图2为本申请提供的一种实施例的定心检棒的另一个角度的示意性结构图；

图3为本申请提供的一种实施例的定心检棒的分解状态的示意性结构图；

图4为本申请提供的一种实施例的定心检棒的设计方法的示意性步骤流程图；

图5为本申请提供的一种实施例的定心检棒的使用方法的示意性步骤流程图。

其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

110检棒主体、120连杆、130凸台、140锥套、150变径套、160驱动组件；

131第一锥面、141第二锥面、151变径部、152弹力圈、161油缸缸体、162油缸活塞、163油缸拉杆、164复位件、165液压管接头、166液压管组件。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明的技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请实施例技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

如图1至图3所示，根据本发明的第一方面提出了一种定心检棒，包括：检棒主体110；连杆120，连杆120连接于检棒主体110的一端；凸台130，凸台130形成于检棒主体110和连杆120之间；锥套140，锥套140套设在连杆120上；变径套150，变径套150套设在连杆120上，位于凸台130和锥套140之间；驱动组件160，驱动组件160连接于锥套140，用于驱动锥套140靠近或远离于变径套150。

本发明提供的定心检棒包括了检棒主体110、连杆120、凸台130、锥套140、变径套150和驱动组件160，在使用过程中，将检棒主体110连通变径套150设置在待检测器件内，如设置在电机座或者轴承座内孔内，而后开启驱动组件160，驱动组件160带动锥套140移动，锥套140对变径套150进行挤压，变径套150进行膨胀，膨胀之后的变径套150可以与待检测器件的内壁进行接触，实现定心检棒与待检测器件的精密配合，如可以实现定心检棒与电机座或者轴承座内孔间的精密配合，之后即可进行同轴度或平行度的检测。在完成检测之后，可以通过驱动组件160再次带动锥套140移动，使得变径部151恢复形变，即可取下定心检棒。本发明提供的定心检棒通过变径套150实现待测孔内的胀紧定位，一方面，一个定心检棒可以适配于不同规格的待检测器件，因此无需人工对待检测器件的内孔进行检测，可以减少人工干预，能够提高检测精度；另一方面，通过一个定心检棒可以对多种内孔进行检测，且定心检棒能够进行复用，可以降低成本；再一方面，在整个检测过程中无需对定心检棒进行敲打，因此不会损坏待检测器件，同样降低了操作人员受伤的风险，使用更加安全，效率更高。

可以理解的是，本发明提供的定心检棒，通过连杆120的设置为变径套150提供了安装位置，通过凸台130的设置与锥套140组合使用，为变径套150的形变进行了限位和导向，使得变径套150可以沿着预期的方向形变。

在一些示例中，变径套150包括：多个变径部151，在变径套150被挤压的情况下，变径部151向远离于连杆120的径向方向膨胀。

在该技术方案中，进一步提供了变径套150的样式，变径套150包括了多个变径部151，通过多个变径部151的设置，在变径套150被挤压的情况下，每个变径部151可以向远离于连杆120的方向形变，变径套150即可进行膨胀，而通过多个变径部151的设置，可以使变径套150沿各个方向的形变强度接近或相同，能够降低定心检棒偏心的概率。

在一些示例中，变径部151可以为三个，而三个变径部151的结构相同，即三个变径部151对变径套150进行等分。

在一些示例中，变径套150还包括：弹力圈152，每个变径部151的外表面形成有弧形槽，弹力圈152通过弧形槽套设在多个变径部151上。

在该技术方案中，进一步提供了变径套150的结构，变径套150还可以包括弹力圈152，弹力圈152通过每个变径部151之上的弧形槽进行套设，通过弹力圈152的设置，一方面，可以对变径部151的形变方向进行控制，在变径套150被挤压时，使得变径部151可以沿着连杆120的径向方向进行形变；另一方面，通过弹力圈152的设置，在变径部151形变与待检测件的内孔进行接触时，弹力圈152同样会与内孔的内壁进行接触，能够保障气密性，使定心检棒的定位更加准确。

在一些示例中，凸台130朝向于连杆120的端面形成有第一锥面131；锥套140朝向于变径套150的端面形成有第二锥面141；变径部151沿检棒主体110的径向方向的截面为梯形。

在该技术方案中，进一步提供了凸台130、锥套140和变径部151的样式，凸台130之上形成有第一锥面131，锥套140之上形成有第二锥面141，在使用过程中，随着锥套140向凸台130所在方向移动，锥套140和凸台130会对变径部151进行挤压，通过锥面的设置，可以对变径部151的形变方向进行控制，使得变径部151沿着连杆120的径向方向进行移动。

在一些示例中，驱动组件160包括：油缸缸体161；油缸活塞162，至少部分油缸活塞162位于油缸缸体161内，油缸活塞162用于连接于锥套140；油缸拉杆163，油缸拉杆163的一端连接于连杆120，另一端穿过油缸活塞162连接于油缸缸体161。

在该技术方案中，进一步提供了驱动组件160的结构组成，驱动组件160可以包括油缸缸体161、油缸活塞162和油缸拉杆163，油缸缸体161与油缸活塞162之间形成油腔，在使用过程中，油缸缸体161固定连接，向油腔内注入液压油，液压油推动油缸活塞162向锥套140所在方向移动，锥套140会对变径套150进行挤压，变径套150即可产生形变，在此过程中，油缸拉杆163可以起到导向的作用，使得油缸活塞162的移动更加稳定。

可以理解的是，通过液压油作为驱动力，驱动性能高。

在一些示例中，驱动组件160还包括：复位件164，油缸活塞162上形成有限位凸起，复位件164位于限位凸起和油缸拉杆163之间；液压管接头165，液压管接头165连接于油缸缸体161；液压管组件166，液压管组件166连接于液压管接头165。

在该技术方案中，驱动组件160还可以包括复位件164，在需要对定心检棒进行装配的过程中，可以向油缸缸体161和油缸活塞162之间的油腔注入液压油，液压油会驱动油缸活塞162克服复位件164的弹力，使得油缸活塞162向锥套140所在方向移动，锥套140会对变径套150进行挤压，变径套150即可产生形变。而在需要拆卸定心检棒时，则可以排出液压油，而后油缸活塞162在复位件164的弹性作用下即可推动油缸活塞162复位，进而带动锥套140和变径部151进行复位。

在一些示例中，复位件164可以为碟簧。

在一些示例中，液压管组件166的另一端可以连接于外部液压系统。

如图4所示，根据本发明的第二方面提出了一种定心检棒的设计方法，用于设计如上述任意技术方案的定心检棒，设计方法包括：

步骤201：基于定心检棒的目标使用区间，获取最大变径范围。可以理解的是，最大变径范围为定心检棒的使用范围内最大的孔径与定心检棒的变径套自然状态下的差值。

步骤202：基于最大变径范围和变径套的变径部的宽度，确定变径部的弹性模量；可以理解的是，在一些工况下，定心检棒的长度是固定的，因此变径部的宽度是已知量，这种情况下，可以通过最大变径范围和变径套的变径部的宽度来确定弹性模量，使得弹性模量与最大变径范围和变径套的变径部的宽度相关，一方面，确保在变径部受力膨胀形变时，可以稳定的与内孔的内壁进行抵接，使得定心检棒能够精准安装；另一方面，在满足定心检棒的尺寸要求的情况下，能够大大降低变径部为了达到形变而受力过大的可能性，能够防止变径部被击溃，能够提高定心检棒的使用寿命。

步骤203：基于弹性模量确定变径套的取材；可以理解的是，可以在弹性模量确定之后，就可以基于弹性模量来对材料进行选取，便于定心检棒的构建。

设计方法还包括：基于最大变径范围和变径部的弹性模量，确定变径套的变径部的宽度，可以理解的是，在一些工况下，定心检棒的变径套的取材是固定的，因此定心检棒的弹性模量是已知量，这种情况下，则可以基于最大变径范围和变径部的弹性模量，确定变径套的变径部的宽度，使得变径套的变径部的宽度与最大变径范围和变径部的弹性模量相关，一方面，确保在变径部受力膨胀形变时，可以稳定的与内孔的内壁进行抵接，使得定心检棒能够精准安装；另一方面，在满足定心检棒的尺寸要求的情况下，能够大大降低变径部为了达到形变而受力过大的可能性，能够防止变径部被击溃，能够提高定心检棒的使用寿命。

通过本发明提供的设计方法设计的定心检棒，在使用过程中，将检棒主体连通变径套设置在待检测器件内，如设置在电机座或者轴承座内孔内，而后开启驱动组件，驱动组件带动锥套移动，锥套对变径套进行挤压，变径套进行膨胀，膨胀之后的变径套150可以与待检测器件的内壁进行接触，实现定心检棒与待检测器件的精密配合，如可以实现定心检棒与电机座或者轴承座内孔间的精密配合，之后即可进行同轴度或平行度的检测。在完成检测之后，可以通过驱动组件再次带动锥套移动，使得变径部恢复形变，即可取下定心检棒。通过本发明提供的定心检棒通过变径套实现待测孔内的胀紧定位，一方面，一个定心检棒可以适配于不同规格的待检测器件，因此无需人工对待检测器件的内孔进行检测，可以减少人工干预，能够提高检测精度；另一方面，通过一个定心检棒可以对多种内孔进行检测，且定心检棒能够进行复用，可以降低成本；再一方面，在整个检测过程中无需对定心检棒进行敲打，因此不会损坏待检测器件，同样降低了操作人员受伤的风险，使用更加安全，效率更高。

在一些示例中，基于如下公式，确定变径部的弹性模量或变径部的宽度：

）

其中，E为弹性模量，D为最大变径范围，a为变径部的厚度，b变径部的宽度。

在该技术方案中，进一步提供了求取确定变径部的弹性模量或变径部的宽度的公式，如此设置便于对定心检棒的参数进行计算，通过上述公式可以看出，变径部的弹性模量与变径部的厚度、变径部的宽度呈负相关，如此设置一方面，确保在变径部受力膨胀形变时，可以稳定的与内孔的内壁进行抵接，使得定心检棒能够精准安装；另一方面，在满足定心检棒的尺寸要求的情况下，能够大大降低变径部为了达到形变而受力过大的可能性，能够防止变径部被击溃，能够提高定心检棒的使用寿命。

如图5所示，根据本发明的第三方面提出了一种定心检棒的使用方法，用于如上述任意技术方案的定心检棒，使用方法包括：

步骤301：响应于检测指令，控制驱动组件开启，以使锥套挤压变径套；

步骤302：通过定心检棒对待测件的同轴度和/或平行度进行检测。

通过本发明提供的使用方法，在使用过程中，将检棒主体连通变径套设置在待检测器件内，如设置在电机座或者轴承座内孔内，而后开启驱动组件，驱动组件带动锥套移动，锥套对变径套进行挤压，变径套进行膨胀，膨胀之后的变径套可以与待检测器件的内壁进行接触，实现定心检棒与待检测器件的精密配合，如可以实现定心检棒与电机座或者轴承座内孔间的精密配合，之后即可进行同轴度或平行度的检测。在完成检测之后，可以通过驱动组件再次带动锥套移动，使得变径部恢复形变，即可取下定心检棒。通过本发明提供的定心检棒通过变径套实现待测孔内的胀紧定位，一方面，一个定心检棒可以适配于不同规格的待检测器件，因此无需人工对待检测器件的内孔进行检测，可以减少人工干预，能够提高检测精度；另一方面，通过一个定心检棒可以对多种内孔进行检测，且定心检棒能够进行复用，可以降低成本；再一方面，在整个检测过程中无需对定心检棒进行敲打，因此不会损坏待检测器件，同样降低了操作人员受伤的风险，使用更加安全，效率更高。

在一些示例中，响应于检测指令，控制驱动组件开启，以使锥套挤压变径套的步骤包括：获取待检测件的内径与变径套原始状态下的内径的差值；基于差值确定锥套的移动距离；基于锥套的移动距离，确定驱动组件的液压油的供给量。

在该技术方案中，进一步提供了控制驱动组件开启，以使锥套挤压变径套的具体步骤，先待检测件的内径与变径套原始状态下的内径的差值，而后基于锥套的移动距离，确定驱动组件的液压油的供给量，使得液压油的供给量能够量化，一方面，确保在变径部受力膨胀形变时，可以稳定的与内孔的内壁进行抵接，使得定心检棒能够精准安装；另一方面，在满足定心检棒的尺寸要求的情况下，能够大大降低变径部为了达到形变而受力过大的可能性，能够防止变径部被击溃，能够提高定心检棒的使用寿命。

在一些示例中，通过如下公式确定液压油的供给量：

其中，M为液压油的供给量，E为弹性模量，a为变径部的厚度，d为移动距离。

在该技术方案中，进一步提供了液压油的供给量的公式，如此设置便于对定心检棒的参数进行计算，通过上述公式可以看出，液压油的供给量与锥套的移动距离呈正相关，与变径部的厚度和弹性模量负相关，如此设置一方面，确保在变径部受力膨胀形变时，可以稳定的与内孔的内壁进行抵接，使得定心检棒能够精准安装；另一方面，在满足定心检棒的尺寸要求的情况下，能够大大降低变径部为了达到形变而受力过大的可能性，能够防止变径部被击溃，能够提高定心检棒的使用寿命。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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单元必须具有特定的方向、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。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种定心检棒的使用方法，其特征在于，应用于定心检棒，所述使用方法包括：

响应于检测指令，控制驱动组件开启，以使锥套挤压变径套；

通过所述定心检棒对待测件的同轴度和/或平行度进行检测；

其中，所述响应于检测指令，控制所述驱动组件开启，以使所述锥套挤压所述变径套的步骤包括：

获取待检测件的内径与所述变径套原始状态下的内径的差值；

基于所述差值确定锥套的移动距离；

基于所述锥套的移动距离，确定所述驱动组件的液压油的供给量；

其中，通过如下公式确定所述液压油的供给量：

其中，M为液压油的供给量，E为弹性模量，a为变径部的厚度，d为移动距离；

其中，所述一种定心检棒包括：

检棒主体；

连杆，所述连杆连接于所述检棒主体的一端；

凸台，所述凸台形成于所述检棒主体和所述连杆之间；

锥套，所述锥套套设在所述连杆上；

变径套，所述变径套套设在所述连杆上，位于所述凸台和所述锥套之间；

驱动组件，所述驱动组件连接于所述锥套，用于驱动所述锥套靠近或远离于所述变径套。

2.根据权利要求1所述的定心检棒的使用方法，其特征在于，所述变径套包括：

多个变径部，在所述变径套被挤压的情况下，所述变径部向远离于所述连杆的径向方向膨胀。

3.根据权利要求2所述的定心检棒的使用方法，其特征在于，所述变径套还包括：

弹力圈，每个所述变径部的外表面形成有弧形槽，所述弹力圈通过所述弧形槽套设在多个所述变径部上。

4.根据权利要求2所述的定心检棒的使用方法，其特征在于，

所述凸台朝向于所述连杆的端面形成有第一锥面；

所述锥套朝向于所述变径套的端面形成有第二锥面；

所述变径部沿所述检棒主体的径向方向的截面为梯形。

5.根据权利要求1所述的定心检棒的使用方法，其特征在于，所述驱动组件包括：

油缸缸体；

油缸活塞，至少部分所述油缸活塞位于所述油缸缸体内，所述油缸活塞用于连接于所述锥套；

油缸拉杆，所述油缸拉杆的一端连接于所述连杆，另一端穿过所述油缸活塞连接于所述油缸缸体。

6.根据权利要求5所述的定心检棒的使用方法，其特征在于，驱动组件还包括：

复位件，所述油缸活塞上形成有限位凸起，所述复位件位于所述限位凸起和所述油缸拉杆之间；

液压管接头，所述液压管接头连接于所述油缸缸体；

液压管组件，所述液压管组件连接于所述液压管接头。