CN213932454U - 一种涡轮曲面自动旋转检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于涡轮检测技术领域，公开一种涡轮曲面自动旋转检测装置。包括固定在测量机上的底座，底座上转动连接有旋转台，旋转台内安装有精密步进电机，精密步进电机驱动旋转台转动，精密步进电机的输出轴上安装有旋转轴，旋转轴位于旋转台远离底座的法向矢量方向，旋转轴上开设有外螺纹，外螺纹配合有螺母。通过在测量机内建立坐标系，将涡轮的三维模型导入坐标系内，探头从涡轮的侧面进行位置数据采集，通过启动精密步进电机控制旋转台和旋转轴带动涡轮同步转动，从而实现对涡轮全方位的轮廓度检测，精密步进电机的输出轴震动对探头测量数据造成的误差远小于探头移动对测量数据造成的误差，提高涡轮涡轮度检测精度。

Description

一种涡轮曲面自动旋转检测装置

技术领域

本实用新型属于涡轮检测技术领域，尤其涉及一种涡轮曲面自动旋转检测装置。

背景技术

涡轮流量计作为精确计量器，在很多行业得到广泛使用。涡轮流量计中的核心部件，蜗轮的轮廓度精度直接影响涡轮流量计的测量精度。因此涡轮在加工完成之后需要对其轮廓度进行测量。

现有的方式都是将涡轮固定在测量机上，探头绕着涡轮移动，采集到涡轮的轮廓数据后与模型进行对比即可完成检测。但是这种检测方式，第一存在探头本身在移动时产生移动距离误差，从而使得涡轮的轮廓度检测存在误差大的问题。第二存在探头在进行扫描时，探头的运行轨迹十分繁琐，存在检测效率低的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种涡轮曲面自动旋转检测装置，提高涡轮的检测精度和检测效率。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：一种涡轮曲面自动旋转检测装置，包括测量机、设置在测量机上的探头和固定在测量机上的底座，所述底座上转动连接有旋转台，用于固定涡轮并带动涡轮转动，所述旋转台同轴安装有精密步进电机，所述精密步进电机用于驱动所述旋转台转动，所述精密步进电机的输出轴上安装有旋转轴，所述旋转轴位于所述旋转台远离底座的法向矢量方向，所述旋转轴的顶部设置涡轮固定件。

本方案的效果如下：

这样一来，通过在测量机内建立坐标系，将涡轮的三维模型导入坐标系内，探头垂直于竖直方向，从涡轮的侧面进行位置数据采集，通过启动精密步进电机控制旋转台和旋转轴带动涡轮同步转动，从而实现对涡轮全方位的轮廓度检测，精密步进电机的输出轴震动对探头测量数据造成的误差远小于探头移动对测量数据造成的误差，从而获得提高涡轮涡轮度检测精度的效果。

另外，通过控制精密步进电机的转动角度和转动频率，可以实现探头每检测完一个涡轮叶片的轮廓度检测之后，再转动两个相邻叶片夹角大小的角度，进行下一个叶片的检测，逐一叶片进行静止检测，能够测量出叶轮静止状态下的轮廓度。

而且，精密步进电机带动涡轮完整的转动一圈即可完成涡轮的全部叶片的检测，相比探头绕着涡轮检测进行检测时，节省了探头在检测中的多次回程，进程所耗费的时间，能够明显提高涡轮轮廓度检测的效率。

本方案的效果是：操作人员将涡轮安装在旋转台上，并调整好涡轮在坐标系内的位置时，将夹体围合在底座的外侧壁上，然后拧紧螺柱，实现夹体与底座的固定连接，然后将限位杆远离涡轮端面的一端往上提，则限位杆朝向涡轮的一端将往下方转动，实现对涡轮的抵持，一只手保持这个动作，另一只手则用工具将螺母拧紧，实现对涡轮的固定。避免涡轮在螺母拧紧的过程中随意转动导致涡轮在坐标系中的位置发生变化，从而提高涡轮的轮廓度检测精度。

附图说明

图1是本实用新型被检测对象涡轮的结构示意图；

图2是本实用新型涡轮曲面自动旋转检测装置中旋转台与精密步进电机的装配结构示意图；

图3是本实用新型涡轮曲面自动旋转检测装置中底座与精密步进电机的装配结构示意图；

图4是本实用新型辅助安装装置将涡轮安装在检测装置上的状态示意图；

图5是本图4中螺母处的结构示意图；

图6是本实用新型涡轮曲面自动旋转检测装置中垫片的结构示意图；

图7是本实用新型辅助安装装置的结构示意图；

其中：100-检测装置、10-测量机、20-探头、30-底座、40-旋转台、50-精密步进电机、 60-旋转轴、61-涡轮固定件、62-外螺纹、70-螺母、80-垫片、81-基体、811-圆孔、82-环形凸起、83-活动片、200-辅助安装装置、210-夹体、211-半弧形卡爪、220-螺柱、230-第一支撑杆、240-限位杆、241-圈体、242-弧形杆、243-第二支撑杆、244-握把、300-涡轮、310- 中心孔、320-键槽。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容了解本实用新型的优点和功效。

请参图1至图7，一种涡轮曲面自动旋转检测装置100，包括测量机10和设置在测量机 10上的探头20，还包括固定在测量机10上的底座30，底座30上转动连接有旋转台40，用于固定涡轮300并带动涡轮300转动，旋转台40同轴安装有精密步进电机50，精密步进电机用于带动旋转台40转动，精密步进电机的输出轴上安装有旋转轴60，旋转轴60位于旋转台40远离底座30的法向矢量方向，旋转轴60上开设有外螺纹62，外螺纹62配合有螺母 70。

实施时，选用纽马克系统公司，型号为RM-8-100的精密步进电机50，将底座30焊接在测量机10的检测平台上，将涡轮300安装旋转台40上，涡轮300的中心孔310处都开设有键槽320，涡轮300的中心孔与旋转轴60之间采用键连接，能够方便涡轮300的快速安装，又不至于因为涡轮300与旋转轴60之间的间隙太大导致晃动，且能实现每次涡轮300安装在紧密电机上的位置都一样，然后将螺母70与旋转轴60上的外螺纹62配合，拧紧螺母70，一方面螺母70能够限制涡轮300在竖直方向移动的自由度，另一方面螺母70下表面与涡轮 300端面之间的摩擦力能够限制涡轮300水平方向移动的自由度，实现将涡轮300的固定。

这样一来，通过在测量机10内建立坐标系，将涡轮300的三维模型导入坐标系内，探头20垂直于竖直方向，从涡轮300的侧面进行位置数据采集，通过启动精密步进电机50控制旋转台40和旋转轴60带动涡轮300同步转动，从而实现对涡轮300全方位的轮廓度检测，精密步进电机50的输出轴震动对探头20测量数据造成的误差远小于探头20移动对测量数据造成的误差，从而获得提高涡轮300涡轮300度检测精度的效果。

另外，通过控制精密步进电机50的转动角度和转动频率，可以实现探头20每检测完一个涡轮300叶片的轮廓度检测之后，再转动两个相邻叶片夹角大小的角度，进行下一个叶片的检测，逐一叶片进行静止检测，能够测量出叶轮静止状态下的轮廓度。

还可以控制精密步进电机50一直处于转动状态，带动涡轮300一直转动，模拟涡轮300 的工作状态，探头20对转动状态下的涡轮300进行轮廓度检测，实现对涡轮300处于工作状态下的轮廓度检测。

其中，精密步进电机50的输出轴与旋转轴60之间可拆卸连接。

实施时，输出轴与旋转轴60之间采用联轴器进行连接。

这样一来，对不不同型号规格的涡轮300，其中心孔直径大小不一样，中心孔的深度不一样，可以适应性的更换不同大小的旋转轴60与之配合。

其中，请参阅图3，涡轮固定件61包括输出轴上的外螺纹62和与外螺纹62配合的螺母 70，外螺纹62开设在旋转轴60远离精密步进电机50的一端。

这样一来，旋转轴60与涡轮300配合的部分，即旋转轴60的下半段的外表面为光滑表面，能够避免旋转轴60上的外螺纹62与涡轮300中心孔的表壁发生碰撞，从而对涡轮300表面造成损伤的问题。

其中，请参阅图5和图6，还包括垫片80，垫片80与螺母70固定连接，并位于螺母70朝向精密步进电机50的一侧。

实施时，垫片80选用橡胶材质。

这样一来，可以避免螺母70在拧紧的过程对涡轮300的端面造成刮伤。

其中，垫片80包括基体81和环形凸起82，基体81上开设有有圆孔811，圆孔811与旋转轴60过盈配合，环形凸起82与基体81一体成型，并位于基体81朝向旋转台40的一侧，环形凸起82位于圆孔811处，环形凸起82的横截面为倒立的直角三角形，其斜边位于远离旋转轴60的一侧。

这样一来，基体81套在旋转轴60上，由于两者之间采用过盈的方式进行配合，基体81 在水平方向也发生了形变，基体81往旋转轴60施加一个弹力，从而避免实现垫片80与旋转轴60之间的固定，避免垫片80在螺母70与涡轮300的端面之间发生随意转动从而加大涡轮300检测误差的问题。

另外，环形凸起82最下端为三角形的锐角，此锐角插入涡轮300与旋转轴60之间的缝隙内，然后在螺母70向下拧紧的过程中发生形变，从而将涡轮300与旋转轴60之间卡住，过渡配合转变为过盈配合，避免涡轮300与旋转轴60之间发生相对晃动，获得提高涡轮300轮廓度检测精度的效果。

其中，请参阅图6，基体81上还铰接有多个活动片83，活动片83和环形凸起82位于基体81的同一侧，多个活动片83沿着基体81呈环形阵列，活动片83与基体81之间的夹角小于九十度。

这样一来，在螺母70往下拧紧的过程中，螺母70推动垫片80沿着旋转轴60向下滑动，活动片83首先与涡轮300的端面发生接触，使得活动片83受到涡轮300施加的压力之后往远离涡轮300的方向发生转动，从而通过活动片83的转动来实现溃缩吸能的作用，螺母70拧紧的过程中带动垫片80转动时，能够避免垫片80对涡轮300的端面施加过大的摩擦力擦伤涡轮300。

其中，活动片83朝向旋转台40一侧的粗糙度Ra小于25um。

这样一来，螺母70往下拧紧的程度，以螺母70抵持垫片80发生形变，使得垫片80竖直方向达到形变极限为止，在垫片80发生形变接近极限时，垫片80对涡轮300的端面施加的摩擦力最大，通过垫片80低面较为光滑的平面，能够减小垫片80对涡轮300在此过程中施加的扭矩，减少检测过程中对涡轮300端面的擦伤。

请参阅图4和图7，一种涡轮检测用辅助安装装置200，包括夹持在底座30上的夹体210，以及用于调整夹体210松紧的螺柱220，以及固定在夹体210上的第一支撑杆230，以及与第一支撑杆230铰接的限位杆240，限位杆240的中部位置与第一支撑杆230铰接，限位杆240的一端与涡轮300的端面抵持，其另一端远离涡轮300。

实施时，底座30为圆柱体形状，夹体210由两根半弧形卡爪211构成，两根半弧形卡爪211的一端相互铰接，其另一端采用螺柱220来调整紧闭。第一支撑杆230位于夹体210 的上方。

这样一来，操作人员将涡轮300安装在旋转台40上，并调整好涡轮300在坐标系内的位置时，将夹体210围合在底座30的外侧壁上，然后拧紧螺柱220，实现夹体210与底座 30的固定连接，然后将限位杆240远离涡轮300端面的一端往上提，则限位杆240朝向涡轮 300的一端将往下方转动，实现对涡轮300的抵持，一只手保持这个动作，另一只手则用工具将螺母70拧紧，实现对涡轮300与旋转台40端面的紧密贴合。避免涡轮300与旋转台40 之间缝隙太大导致在螺母70拧紧的过程中随意晃动导致涡轮300在坐标系中的位置发生变化，从而提高涡轮300的轮廓度检测精度。

其中，限位杆240包括与涡轮300的端面抵持的圈体241，以及与圈体241固定连接弧形杆242，弧形杆242越过涡轮300，以及与弧形杆242远离圈体241一端固定连接的第二支撑杆243，第二支撑杆243远离弧形杆242的一端固定连接有握把244。

这样一来，握把244起到方便操作人员握持的作用，将握把244往上提，带动第二支撑杆243相对第一支撑转动，进而推动弧形杆242转动，弧形杆242对圈体241施加一个向下的压力，实现将涡轮300固定在旋转台40上的目的。

采用圆形的圈体241对涡轮300进行抵持，使得涡轮300的端面各个方向承受的压力一致，避免出现偏翘的问题导致涡轮300在坐标系内的位置发生变化。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (7)

1.一种涡轮曲面自动旋转检测装置，包括测量机和设置在测量机上的探头，其特征在于：还包括固定在测量机上的底座，所述底座上转动连接有旋转台，用于固定涡轮并带动涡轮转动，所述旋转台同轴安装有精密步进电机，所述精密步进电机用于驱动所述旋转台转动，所述精密步进电机的输出轴上安装有旋转轴，所述旋转轴位于所述旋转台远离底座的法向矢量方向，所述旋转轴的顶部设置涡轮固定件。

2.根据权利要求1所述的涡轮曲面自动旋转检测装置，其特征在于：所述精密步进电机的输出轴与旋转轴之间可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的涡轮曲面自动旋转检测装置，其特征在于：所述涡轮固定件包括输出轴上的外螺纹和与外螺纹配合的螺母。

4.根据权利要求3所述的涡轮曲面自动旋转检测装置，其特征在于：所述检测装置还包括垫片，所述垫片与所述螺母固定连接，并位于所述螺母朝向所述精密步进电机的一侧。

5.根据权利要求4所述的涡轮曲面自动旋转检测装置，其特征在于：所述垫片包括基体和环形凸起，所述基体上开设有圆孔，所述圆孔所述旋转轴过盈配合，所述环形凸起与所述基体一体成型，并位于所述基体朝向所述旋转台的一侧，所述环形凸起位于所述圆孔处，所述环形凸起的横截面为倒立的直角三角形，其斜边位于远离所述旋转轴的一侧。

6.根据权利要求5所述的涡轮曲面自动旋转检测装置，其特征在于：所述基体上还铰接有多个活动片，所述活动片和所述环形凸起位于所述基体的同一侧，多个所述活动片沿着所述基体呈环形阵列，所述活动片与所述基体之间的夹角小于九十度。

7.根据权利要求6所述的涡轮曲面自动旋转检测装置，其特征在于：活动片朝向旋转台一侧的粗糙度Ra小于25um。

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