CN202255350U - 数字式同轴度测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字式同轴度测试仪，包括测试端接触块通过球型连接头及两级伸缩滑尺a与仪器机架a连接，通过位移传感器a与仪器机架a连接；在仪器机架a的另一端上设置有传感器固定座b，仪器机架a通过两级伸缩滑尺b与仪器机架b连接，传感器固定座b通过位移传感器b与仪器机架b连接；参考端接触块通过两级伸缩滑尺c与仪器机架b连接，参考端接触块通过位移传感器c与仪器机架b连接；仪器机架b上安装有数字化显示模块，数字化显示模块分别与各个传感器连接。本实用新型的装置，能够完成两轴同轴度的测量和调试，及各种同轴度的不对中的测试。

Description

数字式同轴度测试仪

技术领域

本实用新型属于机械测试设备技术领域，涉及一种数字式同轴度测试仪。

背景技术

现代石油机械设备在石油勘探、开采中扮演着重要角色。特别是大型石油设备，比如石油钻机、海洋平台、重型吊装机械等取得了一定的成绩，但是加工工艺和安装精度在某种程度上制约了设备的发展，缺乏满足各种加工和安装所需要的工装。

在对大型机械零部件的设计、安装过程中发现同轴度精确测量是机械行业的共性技术难题，影响了设备的制造、安装精度，从而影响了其工作状态和使用寿命。

设备轴对中不良将引发如下的问题：1)针对轴承连接设备，增加了轴承的额外受力，致使轴承过早的磨损；2)针对采用联轴器连接的设备，会增大联轴器处摩擦力，从而使设备的能源使用效率显著下降，提高了运营成本；3)针对法兰连接的设备，会产生切向应力，产生强烈震动，产生噪音；4)由不对中所产生的额外的力，会使转轴发生往复移动，这样活动性的动作会显著缩短机器的寿命。据权威研究机构的一份调查报告指出，50％以上的机器故障都是由于传动设备联轴器不对中引起的。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种石油机械用数字式同轴度测试仪，解决了目前绝大多数的石油设备的轴承、联轴器、法兰盘、万向轴等连接时同轴度很难保证的问题，实现了同轴度的数字化测量，实现对轴跨度、轴偏移距离、轴偏移角度的精确测量，为同轴度的调整提供精确的数据。

本实用新型采用的技术方案是，一种数字式同轴度测试仪，包括仪器机架a和仪器机架b，仪器机架a的结构为“L”型，包括长直角边的A段和短直角边的B段；仪器机架b的结构为等长的“L”型，包括两个直角边，分别为C段和D段；还包括测试端接触块和参考端接触块；

所述的测试端接触块朝向试件的一面为圆弧结构，另一面为安装面，该安装面上安装有三轴倾角传感器a、球型连接头和传感器固定座a，球型连接头与两级伸缩滑尺a的一端连接，两级伸缩滑尺a的另一端套接在仪器机架a的A段中，传感器固定座a中安装有位移传感器a，位移传感器a的另一端与仪器机架a的A段连接；在仪器机架a的另一端B段上设置有传感器固定座b，仪器机架a的B段通过两级伸缩滑尺b与仪器机架b的C段连接，传感器固定座b中安装有位移传感器b，位移传感器b的另一端与仪器机架b的C段连接；

所述的参考端接触块朝向试件的一面为圆弧结构，另一面上安装有三轴倾角传感器b和传感器固定座c，参考端接触块通过两级伸缩滑尺c与仪器机架b的D段连接，传感器固定座c上的位移传感器c与仪器机架b的D段连接；

仪器机架b上安装有数字化显示模块，数字化显示模块分别与三轴倾角传感器a、三轴倾角传感器b、位移传感器a、位移传感器b以及位移传感器c连接。

本实用新型的数字式同轴度测试仪，其特征还在于：

所述的数字化显示模块的结构是，内部设置有集成控制芯片，面板上设置有显示屏、开关和调试按钮。

测试端接触块与采用球连接方式与两级伸缩滑尺a的一端连接。

本实用新型数字式同轴度测试仪的优点是：1)能够实现多种轴径的同轴度测量。2)能够完成轴跨距在300-800mm之间的两轴同轴度的测量和调试。3)测试支脚采用球连接方式，能够完成各种同轴度的不对中的测试。4)测试仪安装了位移传感器、三轴倾角传感器和数字化显示模块，实现了精确测量，并以数字化的形式在显示屏实现，使得测试更方便，更人性化，大大提高了工作效率。

附图说明

图1是本实用新型数字式同轴度测试仪结构示意图；

图2所要测量的两轴心线平行状态的两轴轴端示意图；

图3所要测量的两轴心线不平行状态的两轴轴端示意图。

图中，1.测试端接触块，2.三轴倾角传感器a，3.球型连接头，4.传感器固定座a，5.位移传感器a，6.两级伸缩滑尺a，7.仪器机架a，8.传感器固定座b，9.两级伸缩滑尺b，10.位移传感器b，11.仪器机架b，12.数字化显示模块，13.两级伸缩滑尺c，14.位移传感器c，15.传感器固定座c，16.参考端接触块，17.三轴倾角传感器b。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的数字式同轴度测试仪结构是，包括测试端接触块1和参考端接触块16、三轴倾角传感器a2、三轴倾角传感器b17、球型连接头3、传感器固定座a4、传感器固定座b8、传感器固定座c15、位移传感器a5、位移传感器b10、位移传感器c14、两级伸缩滑尺a6、两级伸缩滑尺b9、两级伸缩滑尺c13、仪器机架a7、仪器机架b11、数字化显示模块12；

仪器机架a7的结构为“L”型，包括长直角边的A段和短直角边的B段；仪器机架b11的结构为等长的“L”型，包括两个直角边，分别为C段和D段；

仪器机架b11上安装有数字化显示模块12，数字化显示模块12连接有角传感器一2、三轴倾角传感器b17、位移传感器a5、位移传感器b10、位移传感器c14；

测试端接触块1朝向试件的一面为圆弧结构，另一面为安装面，该安装面上安装有三轴倾角传感器a2、球型连接头3和传感器固定座a4，球型连接头3与两级伸缩滑尺a6的一端连接，两级伸缩滑尺a6的另一端套接在仪器机架a7的A段中，传感器固定座a4中安装有位移传感器a5，位移传感器a5的另一端与仪器机架a7的A段连接；在仪器机架a7的另一端B段上设置有传感器固定座b8，仪器机架a7的B段通过两级伸缩滑尺b9与仪器机架b11的C段连接，传感器固定座b8中安装有位移传感器b10，位移传感器b10的另一端与仪器机架b11的C段连接；

参考端接触块16朝向试件的一面为圆弧结构，另一面上安装有三轴倾角传感器b17和传感器固定座c15，参考端接触块16通过两级伸缩滑尺c13与仪器机架b11的D段连接，传感器固定座c15上的位移传感器c14与仪器机架b11的D段连接。

两个三轴倾角传感器(三轴倾角传感器a2、三轴倾角传感器b17)用于完成三个方向的倾角测试，经过解算后送数字化显示模块12进行显示；三个位移传感器(位移传感器a5、位移传感器b10、位移传感器c14)用于完成相应方向的位移测量，送数字化显示模块12显示；数字化显示模块12的内部设置有集成控制芯片，面板包括显示屏、开关和调试按钮等连接而成。

本实用新型的测试仪设置有两个接触块，一端的测试端接触块1为球型连接，另一端的参考端接触块16为固定连接，所以在测试前需要选定一个轴为固定轴，另外一个轴为调整轴，固定轴对应固定连接的参考端接触块16，待调整轴对应球型连接的测试端接触块1。在装配时，通过测试仪的测试结果，不断的调整待调整轴，使得它与固定轴达到预期(要求)的同轴度。

本实用新型的数字式同轴度测试仪进行同轴度的测试时，只需要在待测轴的水平方向和垂直方向上完成两组测试，即可测得待测轴的轴偏移的距离和角度，通过调整达到同轴度的要求。首先完成垂直方向的测量，测试仪的测试端接触块1放置于固定轴的轴面上，参考端接触块16放置于待调整轴的轴面上，此时根据参考端的三轴倾角传感器b17的读数，可以实现垂直度的校正，此时通过调整另一端的接触块使得其与轴接触牢靠，读取位移值和倾角值，即可完成在垂直分量上偏移的距离和角度，通过调整消除垂直分量上偏移的距离和角度偏差。同理完成水平方向的测量，通过调整消除水平分量上偏移的距离和角度偏差，至此就完成了同轴度的调整。操作方便，快捷，大大的提高的生产装配效率。

下面针对图2和图3两种轴位置分别测试：

1)对于图2中的同轴度测试问题，由于两个被测试的轴(轴A和轴B)的轴心线是平行的，即轴端面是平行的，此时只需要把测试仪在水平方向和垂直方向完成位移的测试并通过调整即可。

2)对于图3中的同轴度测试问题，由于两个被测试的轴(轴C和轴D)的轴心线是不平行的，即轴端面成一定角度。此时不仅需要把测试仪在水平方向和垂直方向完成位移的测试并通过调整，还需要完成在水平方向和垂直方向完成角度的测试并通过调整。

本实用新型数字式同轴度测试仪，能够实现不同轴径、不同跨距的多种形式的同轴度测试，对于对测试精度要求不高的场合，直接通过滑尺刻度值实现同轴度偏差的直接测量；对于测试精度要求比较高的场合，则通过位移传感器和三轴倾角传感器实现精确的位移和角度测量，通过数字化显示模块中的控制器解算给出调整值，在显示屏上实时显示，显著提高了工作效率，保证安装精度，提高了设备使用寿命；结构简单，布置合理，制作成本低；操作简便、快捷、安全。

Claims (3)

1.一种数字式同轴度测试仪，其特征在于：包括仪器机架a(7)和仪器机架b(11)，仪器机架a(7)的结构为“L”型，包括长直角边的A段和短直角边的B段；仪器机架b(11)的结构为等长的“L”型，包括两个直角边，分别为C段和D段；

还包括测试端接触块(1)和参考端接触块(16)，

所述的测试端接触块(1)朝向试件的一面为圆弧结构，另一面为安装面，该安装面上安装有三轴倾角传感器a(2)、球型连接头(3)和传感器固定座a(4)，球型连接头(3)与两级伸缩滑尺a(6)的一端连接，两级伸缩滑尺a(6)的另一端套接在仪器机架a(7)的A段中，传感器固定座a(4)中安装有位移传感器a(5)，位移传感器a(5)的另一端与仪器机架a(7)的A段连接；在仪器机架a(7)的另一端B段上设置有传感器固定座b(8)，仪器机架a(7)的B段通过两级伸缩滑尺b(9)与仪器机架b(11)的C段连接，传感器固定座b(8)中安装有位移传感器b(10)，位移传感器b(10)的另一端与仪器机架b(11)的C段连接；

所述的参考端接触块(16)朝向试件的一面为圆弧结构，另一面上安装有三轴倾角传感器b(17)和传感器固定座c(15)，参考端接触块(16)通过两级伸缩滑尺c(13)与仪器机架b(11)的D段连接，传感器固定座c(15)上的位移传感器c(14)与仪器机架b(11)的D段连接；

仪器机架b(11)上安装有数字化显示模块(12)，数字化显示模块(12)分别与三轴倾角传感器a(2)、三轴倾角传感器b(17)、位移传感器a(5)、位移传感器b(10)以及位移传感器c(14)连接。

2.根据权利要求1所述的数字式同轴度测试仪，其特征在于：所述的数字化显示模块(12)的结构是，内部设置有集成控制芯片，面板上设置有显示屏、开关和调试按钮。

3.根据权利要求1所述的数字式同轴度测试仪，其特征在于：所述的测试端接触块(1)与采用球连接方式与两级伸缩滑尺a(6)的一端连接。

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