CN204421875U - 轴承内圈内径精密测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轴承内圈内径精密测量装置。传统轴承内径测量使用的内径量表采用机械传动、人为瞄准直径，测量精度低并且表盘指针显示不利于数据分析处理。本实用新型包括表头、手柄、绝缘隔热套、定位基座、位移传感器和连接体。位移传感器位于连接体的套筒中，连接体位于定位基座的圆筒槽内，并与定位基座的端面平齐；连接体通过螺纹旋合与手柄连接，手柄上端部安装有绝缘隔热套；表头安装在手柄顶部，测量电路板封装在表头内，传感器信号输出线通过手柄内孔与电路板相连。本实用新型采用位移传感器直接感知轴承内径，自动追踪直径数据，提高了测量精度，同时也方便实现数据库管理。

Description

轴承内圈内径精密测量装置

技术领域

本实用新型属于检测技术领域，涉及一种轴承内圈内径精密测量装置。

背景技术

轴承作为机械行业中的重要零件，其内圈内径的高精度、智能化测量可以间接地评定并修正回转误差，从而提高轴承与周边轴类零件的配合精度，保障机构及装置设备的机械性能。

然而，目前轴承内径测量广泛使用传统的内径百分表或千分尺。这类内径量表采用机械传动，误差传递链长，并且通过摆动量表、人为找拐点的方式实现直径瞄准，测量精度不高。此外，传统内径量表多采用表盘指针形式显示轴承内径测量值，不便于实现测量数据的数据库管理。

发明内容

针对背景技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种轴承内圈内径精密测量装置。利用位移传感器与定位杆组成的T型测量机构检测轴承内径，经由信号调理及微处理器采集分析处理获得轴承内圈内径。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案如下：

本实用新型包括表头、手柄、绝缘隔热套、定位基座、位移传感器和连接体。

位移传感器位于连接体的套筒中，连接体位于定位基座的圆筒槽内，并与定位基座的端面平齐；连接体通过螺纹旋合与手柄连接，手柄上端部安装有绝缘隔热套；表头安装在手柄顶部，测量电路板封装在表头内，传感器信号输出线通过手柄内孔与电路板相连。

所述的定位基座设置有两端后边缘经过硬质材料抛光处理的定位杆，可用于轴承内径测量时的直径定位。

所述的定位基座上的圆筒槽与定位杆相互垂直，从而保证位移传感器与定位杆相互垂直。

进一步说，所述的连接体可在圆筒槽内做前后有限的位移并锁紧，以适应不同尺寸的被测轴承。

本实用新型的有益效果：

1、采用位移传感器直接感知轴承内径变化量，取代了传统内径量表机械传动，缩短了误差传递链，提高了测量精度。

2、测量过程中自动追踪数据拐点，减少人为直径瞄准带来的测量误差。

3、轴承内圈内径测量值可液晶显示，便于测量数据的存储、通信及分析处理。

附图说明

图1是轴承内圈内径精密测量装置的机械结构图；

图2是轴承内圈内径精密测量装置的测量电路结构图；

图3a是轴承内圈内径精密测量方法的校准过程示意图；

图3b是轴承内圈内径精密测量方法的测量过程示意图；

图4是轴承内圈内径精密测量方法中数据拐点的自动追踪过程。

图中：1、表头；2、绝缘隔热套；3、手柄；4、定位基座；5、位移传感器；6、连接体。

具体实施方式

如图1所示，位移传感器5位于连接体6内，传感器5前端测头通过连接体6前端的圆孔伸出在外，传感器5后端部与连接体6后端部平齐。定位基座4由相互垂直的定位杆与圆筒槽组成，定位杆两端后边缘均作硬质材料抛光处理，用于接触被测轴承内圈内壁进行直径定位，圆筒槽用于支撑连接体6，保证连接体6与定位杆垂直。连接体6可在圆筒槽内做前后有限的位移并锁紧，以适应不同尺寸的被测轴承。手柄3下端部设有内螺纹，与连接体6上端通过螺纹旋合连接。手柄3上端部设有绝缘隔热套2，避免手握时传热以及导体导电对装置测量带来的干扰。表头1位于手柄上顶部，测量电路板封装在表头1内部，位移传感器5的信号输出线经过手柄3内孔与封装在表头1 内部的测量电路板相连，从而进行测量信号的采集与分析处理。表头1面板上设有按键、液晶显示屏和串口，用于控制测量以及结果的显示、存储及通信。

如图2所示，所述的封装于表头1的测量电路板由信号调理模块、模数转换模块、微处理器模块、液晶显示模块、数据存储模块、按键及通信模块组成。测量轴承内圈内径时，位移传感器接触轴承内圈内壁，产生位移变化量。微弱的机械位移量经由信号调理模块(型号为AD598)转换为直流电压信号，再通过模数转换模块(型号为ADS1112)转换为微处理器(型号为MSP430F149)能够识别的数字信号。微处理器采集数字信号，按照轴承内径测量方法进行数据分析处理得到轴承内圈内径测量值。再分别经由数据存储模块(型号为24LC515)、液晶显示模块(型号为LCD1602)以及数据通信模块(型号为MAX3232)实现轴承内圈内径的存储、显示及通信。按键模块用于控制装置进行校准以及相应的测量过程。

轴承内圈内径精密测量方法如图3a和图3b所示。测量前，用环规或量块组件等标准件对位移传感器的长度进行校准。可得位移传感器初始长度为                                                （也即标准件的尺寸）。校准完成后，将位移传感器和定位杆装夹形成的T形测量机构放入轴承内圈中并保证传感器测头以及定位杆两端三点与轴承内圈内壁接触。此时，传感器测头根据轴承内圈的实际尺寸产生微位移变化量，如图3a所示。由比较测量法可得位移传感器在轴承内圈中的实际长度为：

                                       （1）

图3b图中外圆表示轴承内圈壁，位移传感器装夹在定位杆的中垂线上。这种T形测量机构能够保证位移传感器处于轴承内圈的直径位置。位移传感器的测头端以及定位杆的端、端均接触轴承内圈壁。

在三角形中边长、、边的高与三角形外接圆直径存在以下关系式：

                                  （2）

其中，已知，，在直角三角形和中由勾股定理可得：

              （3）

代入（2）式可得三角形外接圆直径为：

           （4）

由此，在已知测量装置定位杆长度的情况下，通过校准比较测量可得位移传感器在被测轴承内的实际长度，从而利用（4）式即可间接计算出被测轴承在当前测量位置的内圈内径。

如图4所示为轴承内圈内径精密测量方法中数据拐点的自动追踪流程图。自动追踪拐点具体是：测量装置置于被测轴承内圈中后，微处理器计算初始位置的测量数据，并赋值给拐点标志参数；将装置沿被测轴承轴向摆动一次，微处理器计算当前位置的测量数据；比较当前测量数据与拐点标志参数的大小：若，则将当前位置的测量数据赋值给拐点标志参数并输出显示当前拐点；若，则将拐点标志参数的当前值输出显示。重复上述步骤，直至装置沿轴向摆动一周，拐点自动追踪结束，装置最后输出值即为被测轴承内圈内径。

Claims (2)

1.轴承内圈内径精密测量装置，包括表头、手柄、绝缘隔热套、定位基座、位移传感器和连接体，其特征在于：

位移传感器位于连接体的套筒中，连接体位于定位基座的圆筒槽内，并与定位基座的端面平齐；连接体通过螺纹旋合与手柄连接，手柄上端部安装有绝缘隔热套；表头安装在手柄顶部，测量电路板封装在表头内，传感器信号输出线通过手柄内孔与电路板相连；

所述的定位基座设置有两端后边缘经过硬质材料抛光处理的定位杆，用于轴承内径测量时的直径定位；

所述的定位基座上的圆筒槽与定位杆相互垂直，从而保证位移传感器与定位杆相互垂直。

2.根据权利要求1所述的轴承内圈内径精密测量装置，其特征在于：所述的连接体可在圆筒槽内做前后有限的位移并锁紧，以适应不同尺寸的被测轴承。