CN1755323A - 薄壁轴承套圈外径气动测量仪 - Google Patents

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CN1755323A CN 200410060560 CN200410060560A CN1755323A CN 1755323 A CN1755323 A CN 1755323A CN 200410060560 CN200410060560 CN 200410060560 CN 200410060560 A CN200410060560 A CN 200410060560A CN 1755323 A CN1755323 A CN 1755323A
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王景夏
孙金花
刘桥方
乔卫红
张远
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Abstract

本发明公开了一种薄壁轴承套圈外径气动测量仪，其主要包括气电转换器(10)、电子显示器(11)以及气动测头(4)，气动测头(4)采用圆环形结构，放置在一测量装置上，其是将压缩空气通过气动测头上的喷嘴喷向放置在其内部的轴承套圈(1)外径，气动测(4)头根据感应将气流压力变为长度值的变化，通过气电转换器(10)进行转换，并通过电子显示器(11)显示测量值。其能有效、精确、方便的对薄壁轴承零件进行测量，被测零件的表面不划伤，几何形状不变形。仪器整体结构简单，操作方便。

Description

薄壁轴承套圈外径气动测量仪
所属技术领域
本发明属于一种轴承外径测量装置，主要涉及一种中小型薄壁轴承套圈外径气动测量仪。
背景技术：
目前的中小型轴承套圈壁厚最薄处只有0.275mm，薄壁轴承套圈尺寸及形位公差采用传统的机械测量仪器测量时极易产生变形，无法进行有效测量；并且由于测量力(通常为120～200g)的影响，被测表面易产生测痕，影响被测工件表面质量，此问题在轴承加工、乃至机械行业为一大难题。特别是在军工轴承套圈的生产过程中影响尤为突出，其对柔性轴承套圈有特殊技术要求：控制成品零件的内径和外径的平均值。对此目前尚无有效测量方法。
发明内容：
本发明的目的是提供一种薄壁轴承套圈外径气动测量仪，其能有效、精确、方便的对薄壁轴承零件进行测量，被测零件的表面不划伤，几何形状不变形。
本发明的目的可采用如下技术方案来实现：其主要包括气电转换器、电子显示器以及气动测头，气动测头采用圆环形结构，放置在一测量装置上，在测头内周向均布有八个或八个以上的偶数喷嘴，其是将压缩空气通过喷嘴喷向放置在其内部的轴承套圈外径，气动测头根据感应将气流压力变为长度值的变化，通过气电转换器进行转换，并通过电子显示器显示测量值。
所述的测量装置主要包括底座、连接环，气动测头位于连接环上，连接环内设置有环形气道，气道与测量喷嘴连通，气动测头与气电转换器连接。
在底座上设置一与气源连接的接头，接头与连接环内气道连通。气动测头内设置一套圈引导柱，用于被测套圈的轴向定位。
本发明其是根据流体静力学和流体动力学原理，靠压缩空气作介质，利用压缩空气气流缝隙大小的变化进行对比测量。测量时采用多喷嘴、小气孔的气动测头技术方案，喷嘴的选择如下：
(1).若气动测量喷嘴为对向喷嘴时，其测量力为：f＝c×m×Pi
其中c为间隙系数          m为测量影响面积m＝πr2
r为喷嘴孔半径      Pi为喷嘴孔输出压力        Pi＝3Kgf/cm2
当S(测量间隙)＝0.02mm时，取c＝0.6
当喷嘴r＝1mm＝0.1cm时，
f＝0.6×π×0.12×3＝0.056Kg f＝56gf，如此大的测量力会使工件产生弹性变形，以致无法测量。故在对薄壁轴承的气动测量时，利用两个测量喷嘴对轴承内径的测量无法满足测量要求。
(2).考虑到气动喷嘴特性：
Q＝S×2πr   Q为从喷嘴挡板的间隙中流出的空气侧流量
S为测量间隙
若将喷嘴设置为四对(即周向八个，喷嘴孔半径为r0)时，欲使其变换倍率dQ/dS与对向喷嘴等效，则：
2πr＝2π×4r0
r0为小喷嘴孔半径
因此，r0＝r/4＝0.25mm考虑到喷嘴不易堵塞，r0取0.3～0.4mm，即0.03～0.04cm此时：喷嘴测量力f＝c×m×Pi
              ＝0.6×π×0.032×3
              ≈0.005(Kgf)＝5(g)
沿圆周方向四对喷嘴均匀作用下，试验证明测量变形引起的测量误差不大于0.0002mm，即：在测头与工件间形成了一个气垫，使工件保持了原状，测出的外径为实际情况下的平均值。
由以上可知本发明主要解决解决了中小型薄壁(特别是柔性轴承)轴承成品套圈内径尺寸测量问题，其具有以下特点：气动测头采用8个喷嘴均匀分布，测力小(＜20g)，被测工件不变形，测值准确。由于测头与被测表面不直接接触，避免了被测表面产生测痕。由于采用非接触测量，测头不磨损，使用期限长。气动测量仪的放大倍数高，人为误差小，测量精度高。测头与气电转换器、电子显微器之间可采用软管连接，以实现远距离测量操作。仪器整体结构简单，操作方便。
附图说明：
图1为本发明的工作原理图。
图2为本发明用于测量套圈外径的测量装置的结构示意图。
图中：1、被测套圈，2、引导柱，3、测量喷嘴(8个)，4、气动测头，5、连接环，6、底座，7、气管接头，8，气道，9、气电转换器，10、电子显示器，11、放大器，12、驱动电路。
具体实施方式
结合附图，说明本发明的具体实施例。
如图1所示，本发明其主要包括气电转换器9(现有)、电子显示器10(现有)以及气动测头4，气动测头4采用圆环形结构，放置在一测量装置上，在测头内周向均布有八个或八个以上的偶数测量喷嘴3(本实施采用8个测量喷嘴)，其是将压缩空气通过喷嘴3喷向放置在其内部的轴承套圈1外径，气动测头4根据感应将气流压力变为长度值的变化，通过气电转换器9进行转换，并通过放大器11以及驱动电路12使电子显示器10显示测量值。
如图2所示，本发明所述的测量装置包括底座6、连接环5、，连接环5固定在底座上，环形测头4位于连接环上，测量喷嘴3有八个，周向均布在环形测头4上，测量喷嘴3的出口位于测头4的内表面，连接环6内设置有环形气道8，气道分别与八个测量喷嘴3连通，气动测头4根据感应将气流压力变为长度值，通过气电转换器进行转换，并通过电子显微器显示测量值。在连接环5及测头内设置一套圈引导柱2，引导柱2下部位于底座6上。底座6上设置一气管接头7，接头7外部通过气管和气源连接，接头7内部通过气管和连接环5内气道8连通。
使用时，按以下步骤进行测量：测量前，将标准件沿引导柱2自然下放，标准件基准端面与引导柱2的定位面良好接触，使被测套圈外径被测处(避开倒角)正对准测量喷嘴3，调整电子显微器使其显示数值到零位，准备工作即可。
测量时，将被测套圈1沿引导柱2自然下放，被测套圈1基准端面与引导柱2定位面良好接触，此时，电子显微器上显示的数值即为被测套圈1的外径实际尺寸。

Claims (7)

1、一种薄壁轴承套圈外径气动测量仪，包括气电转换器(10)、电子显示器(11)以及气动测头(4)，其特征在于：气动测头(4)采用圆环形结构，放置在一测量装置上，其是将压缩空气通过气动测头上的喷嘴喷向放置在其内部的轴承套圈(1)外径，气动测(4)头根据感应将气流压力变为长度值的变化，通过气电转换器(10)进行转换，并通过电子显示器(11)显示测量值。
2、根据权利要求1所述的薄壁轴承套圈外径气动测量仪，其特征在于：所述的测量装置主要包括底座(6)、连接环(5)，气动测头(4)位于连接环(5)上，连接环(5)内设置有环形气道(8)，气道(8)与测量喷嘴(3)连通，气动测头(4)与气电转换器(10)连接。
3、根据权利要求1所述的薄壁轴承套圈外径气动测量仪，其特征在于：测量喷嘴(3)为八个或八个以上的偶数，均布在测头一周。
4、根据权利要求3所述的薄壁轴承套圈外径气动测量仪，其特征在于：所述测量喷嘴(3)的半径为0.3～0.4mm。
5、根据权利要求4所述的薄壁轴承套圈外径气动测量仪，其特征在于：所述测量喷嘴(3)的半径为0.3mm。
6、根据权利要求1所述的薄壁轴承套圈外径气动测量仪，其特征在于：在底座上设置一与气源连接的接头(7)，接头(7)与连接环(5)内气道(8)连通。
7、根据权利要求1所述的薄壁轴承套圈外径气动测量仪，其特征在于：在测头(4)内设置一套圈轴向定位的引导柱(2)。
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