CN211012903U - 大孔径缸孔圆柱度的测量装置 - Google Patents

大孔径缸孔圆柱度的测量装置 Download PDF

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解天宇
叶华
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Abstract

一种大孔径缸孔圆柱度的测量装置,测量装置由固定部件、运动部件和可调式柔性测量机构组成。本实用新型适用于不同孔径缸孔的圆柱度测量,可显著提升缸孔加工精度的检测效率,且测量范围广、操作简单、轻便易携,具备优良的先进性与经济性。

Description

大孔径缸孔圆柱度的测量装置
技术领域
本实用新型涉及船用大功率柴油机,特别是一种大孔径缸孔圆柱度的测量装置。
背景技术
船用大功率柴油机的缸孔孔径较大,且对不同柴油机机型,其缸孔的孔径尺寸不一。国内厂商常采用如下两种方式进行缸孔形状误差测量:
1.采用内径千分表进行测量。其缺点是,由于缺乏轴向基准,故只能测量缸孔某个横截面的圆度误差,无法测量缸孔整体的圆柱度误差。
2.采用坐标测量仪进行测量。其缺点是测量周期过长(考虑到大功率柴油机体积/质量巨大,测量前需将其搬运至坐标测量仪所在恒温室,测量完毕后搬出,将耗费大量人力物力)。
实用新型内容
本实用新型的目的在于为解决上述现有技术的缺点,提供一种大孔径缸孔圆柱度的测量装置,该测量装置适用于多尺寸缸孔孔径的圆柱度高效精准测量,且具有检测效率高、操作简单、轻便易携的特点。
为达到上述目的,本实用新型的技术解决方案如下:
一种大孔径缸孔圆柱度的测量装置,其特点在于:该装置由固定部件,运动部件和可调式柔性测量机构组成;
所述的固定部件,包括第一定位套,该第一定位套与固定支架相连,该固定支架有均匀分布的沿径向的三个支架,在每个支架的末端垂直向下设有一个磁性表座;所述的固定支架具有中心孔,该中心孔供所述的轴向导轨穿设;所述的第一定位套通过第一紧固螺钉固定地套设在所述的轴向导轨的上端;
所述的运动部件,包括轴向导轨、六个径向导轨、导轨盘和第二紧固螺钉;所述的轴向导轨的下端固定在所述的导轨盘的中心上,在所述的导轨盘上中心对称地设置所述的六根径向导轨,所述的轴向导轨的上端套设在所述的固定支架中心孔;
所述的可调式柔性测量机构,包括第二定位套、主动滑块、六个连杆、六个从动滑块和六个位移传感器;固结在第二定位套上所述的主动滑块均匀分布所述的六个连杆,该六个连杆各通过一个从动滑块与所述的一个位移传感器的移动相连,所述的柔性测量机构采用双滑块椭圆机构的构型,所述的主动滑块可沿所述的轴向导轨上下移动,从而通过连杆带动从动滑块和位移传感器一起沿所述的径向导轨移动,当所述的位移传感器移动至适当的测量位置时,通过拧紧第二定位套上的第二紧固螺钉,将主动滑块定位在所述的轴向导轨,由此固定所述的从动滑块在所述的径向导轨上的位置,从而将安装在从动滑块上的位移传感器定位到缸孔的待测的位置。
利用上述大孔径缸孔圆柱度测量装置对大孔径缸孔圆柱度的测量方法,其特点在于该方法包括下列步骤:
1)根据被测缸孔的孔径,沿轴向移动所述的主动滑块,从而带动六个从动滑块各自沿径向导轨移动,使六个位移传感器的顶点所形成的外接圆略小于被测缸孔的截面圆,且二者半径差需小于位移传感器的量程,拧紧第二定位套上的第二紧固螺钉,即固定所述的位移传感器的位置;
2)在被测缸孔的端面,通过三个磁性表座确定所述的固定支架的位置,以保证所述的六个位移传感器能同时进入被测缸孔内部;
3)松开所述的第一紧固螺钉,沿所述的固定支架移动所述的轴向导轨,带动所述的导轨盘运动,使所述的位移传感器到达指定的缸孔的待测横截面,拧紧所述的第一紧固螺钉,将位移传感器固定于待测截面内,记录六个位移传感器的读数;
4)重复步骤3),使所述的位移传感器逐次到达被测缸孔的多个待测横截面,并记录所述的位移传感器在各横截面的读数;
5)以轴向导轨的中心线为基准,通过各横截面位移传感器的读数,进而平面圆拟合,得到该截面的圆心位置、圆半径和圆度误差;通过缸孔多个截面圆心位置、圆半径和圆度误差的综合,得到该缸孔的圆柱度误差,求得被测缸孔的整体圆柱度。
如果对测量精度要求较高,可在测量前进行测量装置的固有误差标定,采用标准缸孔,测量方法同上述测量的步骤,求解所述的轴向导轨沿x方向与y方向的直线度。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果如下:
1.本实用新型单台测量装置即可适用于多尺寸缸孔孔径的圆柱度测量,显著降低了计量成本。
2.缸孔待测横截面的数量与位置,可根据测试需求确定,适应性大大增强。
3.对缸孔同一横截面,六个位移传感器同步测量,数据结果具备实时性和准确性。
4.单台装置总重不超过20Kg,单人即可完成安装与测量的全部操作,对比坐标测量仪,其便携性显著增强。
附图说明
图1是本实用新型大孔径缸孔用柔性便携式圆柱度测量装置结构示意图。
图2是本实用新型对同一缸孔不同横截面进行测量的示意图,其中a 为上截面,b为下截面。
图3是本实用新型对不同孔径的缸孔进行测量的示意图,其中a为小孔径,b为大孔径。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明,但不应以此限制本实用新型专利的保护范围。
先请参阅图1,图1是本实用新型大孔径缸孔用柔性便携式圆柱度测量装置结构示意图。由图可见,本实用新型大孔径缸孔圆柱度的测量装置,由固定部件,运动部件和可调式柔性测量机构组成;
所述的固定部件,包括第一定位套2,该第一定位套2与固定支架3 相连,该固定支架3有均匀分布的沿径向的三个支架,在每个支架的末端垂直向下设有一个磁性表座4;所述的固定支架3具有中心孔,该中心孔供所述的轴向导轨1穿设;所述的第一定位套2通过第一紧固螺钉12固定地套设在所述的轴向导轨1的上端;
所述的运动部件,包括轴向导轨1、六个径向导轨10、导轨盘11和第二紧固螺钉13;所述的轴向导轨1的下端固定在所述的导轨盘11的中心上,在所述的导轨盘11上中心对称地设置所述的六根径向导轨10,所述的轴向导轨1的上端套设在所述的固定支架3中心孔;
所述的可调式柔性测量机构,包括第二定位套5、主动滑块6、六个连杆7、六个从动滑块8和六个位移传感器9;固结在第二定位套5上所述的主动滑块6均匀分布所述的六个连杆7,该六个连杆7各通过一个从动滑块8与所述的一个位移传感器9的移动相连,所述的柔性测量机构采用双滑块椭圆机构的构型,所述的主动滑块6可沿所述的轴向导轨1上下移动,从而通过连杆7带动从动滑块8和位移传感器9一起沿所述的径向导轨10移动,当所述的位移传感器9移动至适当的测量位置时,通过拧紧第二定位套5上的第二紧固螺钉13,将主动滑块6定位在所述的轴向导轨1,由此固定所述的从动滑块8在所述的径向导轨10上的位置,从而将安装在从动滑块8上的位移传感器9定位到缸孔的待测的位置。
该测量装置的使用方法,其操作步骤如下:
1)根据被测缸孔的孔径,沿轴向移动主动滑块6,从而带动六个从动滑块8各自沿径向导轨10移动,使六个位移传感器9的顶点所形成的外接圆略小于被测缸孔的截面圆,且二者半径差需小于位移传感器的量程。拧紧第二定位套5上的第二紧固螺钉13,固定位移传感器9的位置。
2)在被测缸孔的端面,通过三个磁性表座4,确定固定支架3的位置,以保证六个位移传感器9能进入被测缸孔内部。
3)沿固定支架3移动所述的轴向导轨1,带动导轨盘11运动,从而使位移传感器9到达指定的缸孔的待测横截面,拧紧第一定位套2上的第一紧固螺钉12,将位移传感器9固定于待测截面内,如图2a所示。记录六个位移传感器9的读数。
4)重复步骤3),使所述的位移传感器9逐次到达被测缸孔的多个待测横截面,并记录位移传感器9在各横截面的读数;
5)以轴向导轨1的中心线为基准,通过各横截面位移传感器9的读数,即可求解被测缸孔的整体圆柱度;
如果对测量精度要求较高,可在测量前进行测量装置的固有误差标定,即求解轴向导轨1沿x方向与y方向的直线度。该标定方法与步骤1-5 一致,但被测缸孔需改为标准缸孔(尺寸误差与形状误差较小,接近于理想零件,用作轴向导轨直线度的标定基准)。通过位移传感器9在标准缸孔各横截面的读数,即可解算轴向导轨的直线度。固有误差标定完成后,采用步骤1-5进行被测缸孔的测试,结合位移传感器9的读数与测量装置的固有误差,以求解被测缸孔的整体圆柱度。
实验表明,本实用新型测量装置适用于多尺寸缸孔孔径的圆柱度高效精准测量,且具有检测效率高、操作简单、轻便易携的特点。

Claims (1)

1.一种大孔径缸孔圆柱度的测量装置,其特征在于:该装置由固定部件,运动部件和可调式柔性测量机构组成;
所述的固定部件,包括第一定位套(2),该第一定位套(2)与固定支架(3)相连,该固定支架(3)有均匀分布的沿径向的三个支架,在每个支架的末端垂直向下设有一个磁性表座(4);所述的固定支架(3)具有中心孔,该中心孔供轴向导轨(1)穿设;所述的第一定位套(2)通过第一紧固螺钉(12)固定地套设在所述的轴向导轨(1)的上端;
所述的运动部件,包括轴向导轨(1)、六个径向导轨(10)、导轨盘(11)和第二紧固螺钉(13);所述的轴向导轨(1)的下端固定在所述的导轨盘(11)的中心上,在所述的导轨盘(11)上中心对称地设置所述的六根径向导轨(10),所述的轴向导轨(1)的上端套设在所述的固定支架(3)中心孔;
所述的可调式柔性测量机构,包括第二定位套(5)、主动滑块(6)、六个连杆(7)、六个从动滑块(8)和六个位移传感器(9);固结在第二定位套(5)上所述的主动滑块(6)均匀分布所述的六个连杆(7),该六个连杆(7)各通过一个从动滑块(8)与所述的一个位移传感器(9)的移动相连,所述的柔性测量机构采用双滑块椭圆机构的构型,所述的主动滑块(6)可沿所述的轴向导轨(1)上下移动,从而通过连杆(7)带动从动滑块(8)和位移传感器(9)一起沿所述的径向导轨(10)移动,当所述的位移传感器(9)移动至适当的测量位置时,通过拧紧第二定位套(5)上的第二紧固螺钉(13),将主动滑块(6)定位在所述的轴向导轨(1),由此固定所述的从动滑块(8)在所述的径向导轨(10)上的位置,从而将安装在从动滑块(8)上的位移传感器(9)定位到缸孔的待测的位置。
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