CN2283227Y - 发动机机体主轴承孔同轴度测量装置 - Google Patents
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Abstract
发动机机体主轴承孔同轴度测量装置。它适用于发动机机体主轴承孔及类似零件同轴度的测量。该装置主要由过桥板机构,同轴度测量单元、定位单元及信号处理单元组成。其特征是:在过桥板机构支杆的两端安装两个位移传感器,分别测量孔的直径和同轴度,同时传感器可以转动,以测量不同截面内的直径与同轴度;它适用于其孔径尺寸基本相同、各孔轴向距离基本一致的零件的同轴度测量。测量精度高、测量结果不受直径尺寸偏差的影响、测量数据自动处理。
Description
本实用新型涉及一种工件形位误差测量装置，特别适用于发动机机体主轴承孔同轴度的测量。
发动机机体中各主轴承孔的直径基本相同，各孔之间的轴向距离基本一致。各主轴承孔之间的同轴度大小是影响发动机机体质量的一个重要指标。减少其同轴度误差的大小，可减少发动机机体主轴承孔的磨损，提高发动机运行质量，避免烧轴、烧瓦等事故，保证发动机的运行安全。因此发动机机体主轴承孔的同轴度是发动机机体检修过程中的必检项目，目前国内外主要采用的方法有：
1.钢丝准直法：其测量原理是应用一根沿着各轴承孔中心线水平方向拉紧的钢丝，以此钢丝作为各轴承孔的假想轴心线，用千分尺或其它测量手段测定各孔与钢丝之间的距离，从而得到其同轴度的大小。这种方法由于受钢丝自身的绕度及测量时的接触误差的影响，测量精度低，测量极不方便。
2.假轴测定法：这种方法的测量原理与以上钢丝准直法类似，所不同的是用一根假轴代替钢丝，在一定程度上提高了测量精度。但其测量精度仍然较低，测量也不方便。
3.光学望远镜自准直方法：这是目前使用得较为广泛的一种测量方法。其测量装置主要由过桥板机构、由光学自准直望远镜和在过桥板机构上固定一反射镜的测量单元以及由水准器构成定位单元构成。测量时，将过桥板机构分别支承在被检的两个轴承孔上，准直望远镜通过固定在过桥板机构上的反射镜可测出两轴承孔中心之间的连线与准直望远镜系统的光轴线之间的夹角，然后过桥板机构依次沿轴心线移动一个两轴承孔之间的轴向距离，准直望远镜依次得到相邻两个轴承孔中心之间的连线与准直望远镜光轴之间的夹角，通过人工计算可得到机体轴承孔之间的同轴度大小。这种测量方法存在的主要缺点是：1)受光学自准直望远镜自身的测量精度的影响，测量精度较低，更重要的是这种测量方法在测量同轴度时，其测量结果中包含了各个孔的直径尺寸偏差[李荣华，光学测量机体主轴孔同轴度的局限性，《机车车辆工艺》，1995年第1期21页]；2)测量时需要人眼长期观察，容易造成读数误差，且测量数据需要人工处理且较为繁琐，测量效率低。[内燃机车检修，中国铁道出版社，1994年：P60-66]。
本实用新型的目的是提供一种测量发动机机体主轴承孔同轴度大小的装置。它具有测量精度高、测量结果不受各孔直径尺寸偏差的影响、自动进行数据处理等优点，同时还能直接测量出各孔的直径大小，扩大其测量功能。
本实用新型的目的是这样实现的。发动机机体主轴承孔同轴度测量装置由过桥板机构、同轴度测量单元、定位单元以及信号处理单元组成。所说的过桥板机构由一个支杆、两个支座及四个支承圆柱组成。在支杆的一端和中部分别固定一个支座，两支座之间的轴向距离为被测轴承孔之间的轴向距离；在两支座下部的两端分别固定两个支承圆柱，测量时此四个支承圆柱分别与被测的两个孔接触；所说的定位单元主要由一水准器组成，定位单元固定在过桥板机构中的支杆上，以保证每次测量时过桥板机构处在正确的测量位置。其特征是所说的过桥板机构中的支杆的长度为被测轴承孔的两倍轴向距离；所说的同轴度测量单元由测量直径用的位移传感器、测量同轴度用的位移传感器以及相对应的转轴组成，此两个位移传感器与相对应的两个转轴固定在一起，两转轴分别与过桥板机构中的支杆的两端活动连接，可以支杆中心为圆心转动，以测量不同截面的直径与同轴度，转轴调整好位置后通过一紧固螺钉固定。
测量装置的工作原理是：将测量装置(信号处理单元除外)置于被测孔中，过桥板机构中的两个支座与相邻的两个被测孔接触；同轴度测量单元中测量直径用的位移传感器测量第一个孔的直径，同轴度测量单元中测量同轴度用的位移传感器测量第三个孔中心相对于以前两个孔中心连线为基准的偏差。以后每次移动一个两孔之间的轴向距离，依照以上同样的步骤进行测量，直至测量完发动机机体的各个主轴承孔，通过数据处理单元可得到各个孔的直径大小、相邻孔以全长内各孔的同轴度大小。由于同时得到了各个孔直径的大小，在测量结果中进行简单的代数加减，可以消除各孔直径偏差对同轴度测量结果的影响。
本实用新型的优点在于：其一，采用高精度位移传感器进行测量，其测量精度高，可消除直径尺寸偏差对同轴度测量结果的影响；其二，测量参数多，可同时得到各孔的直径尺寸以及同轴度误差。
图1为发动机机体主轴承孔同轴度测量装置的主视图
图2为发动机机体主轴承孔同轴度测量装置的A-A剖视图
1为定位单元，2为信号处理单元，3为支杆，4为支座，5为支承圆柱，6为被测孔，7为测量直径用的位移传感器，8为转轴，9为锁紧螺钉，10为测量同轴度用的位移传感器。
以附图为实施例对本实用新型作进一步说明：本实用新型提供的发动机机体主轴承孔同轴度测量装置，其结构示意图如图1、2所示。该测量装置由过桥板机构、同轴度测量单元、定位单元(1)以及信号处理单元(2)组成。所说的过桥板机构由一个支杆(3)、两个支座(4)及四个支承圆柱(5)组成，在支杆(3)的一端和中部分别固定一个支座(4)，两支座(4)之间的轴向距离为被测轴承孔(6)之间的轴向距离，在两支座(4)下部的两端分别固定支承圆柱(5)，测量时此四个支承圆柱(5)与被测的两个孔(6)接触；所说的定位单元(1)由水准器构成，固定在过桥板机构中的支杆(3)上，以保证每次测量时，过桥板机构处在正确的测量位置。其特征是：所说的过桥板机构中的支杆(3)的长度为被测轴承孔的两倍轴向距离；所说的同轴度测量单元由测量直径用的位移传感器(7)、测量同轴度用的位移传感器(10)以及相对应的转轴(8)组成；所述的位移传感器(7)、(10)与相对应的两个转轴(8)固定在一起，两转轴(8)分别与过桥板机构中的支杆(3)的两端活动连接，可以支杆中心为圆心转动，以测量不同截面内的直径与同轴度，转轴(8)通过一紧固螺钉(9)固定在支杆(3)上。位移传感器(7)、(10)采用电感位移传感器。
本实用新型提出的上述测量方案中，测量装置装配好后，测量装置中的两个位移传感器应进行调零。测量时，将测量装置(信号处理单元除外)放入被测的发动机机体的主轴承孔(6)内，使得过桥板机构中第一个支座(4)上的支承圆柱(5)与第一个被测孔(6)接触，过桥板机构另一支座(4)上的支承圆柱(5)与第二个被测孔(6)接触，同时测量直径用的传感器(7)与第一个被测孔(6)接触，测量同轴度的传感器(10)与被测的第三个孔(6)接触，测量装置自动读取每个传感器的数据。以后每次移动一个两孔之间的轴向距离，依照以上同样的步骤测量，直至测量完毕，通过信号处理单元可得到各个孔的直径大小、相邻孔以全长内各孔的同轴度大小，并可在测量结果中进行简单的加减运算，以消除直径尺寸偏差对同轴度测量结果的影响。
移动过桥板机构测量时，应转动测量装置，使得每次测量时，定位机构中的水准器处于相同的读数，以减少测量装置的误差对测量结果的影响。同时，若需要测量其它截面内的同轴度和直径时，可松开紧固螺钉(9)，转动转轴(8)，使得传感器(7)、(10)指向所测截面，固定螺钉，即可按以上相同的步骤进行测量。
本装置的测量灵敏度为0.1微米，测量误差小于5微米，同时也适用于轴向距离基本一致、各孔直径基本一致的其它零件或部件的同轴度测量。
本实用新型还可以采用其它类型的位移传感器(如电容传感器、光栅传感器等)替代电感位移传感器；采用其它类型的过桥板机构(如将支杆、支座做成一体)。
Claims (3)
1.一种发动机机体主轴承孔同轴度测量装置，该装置由过桥板机构，同轴度测量单元，定位单元(1)及信号处理单元(2)组成，其特征是：所说的同轴度测量单元由测量直径用的位移传感器(7)、测量同轴度用的位移传感器(10)以及相对应的转轴(8)组成，所述的两个位移传感器(7)、(10)与相对应的两个转轴(8)固定在一起，两个转轴(8)与过桥板机构中的支杆(3)的两端部活动连接。
2.根据权利要求1所述的发动机机体主轴承孔同轴度测量装置，其特征是：所说的过桥板机构中的支杆(3)的长度为被测轴承孔的两倍轴向距离。
3.根据权利要求1所述的发动机机体主轴承孔同轴度测量装置，其特征是：所述的位移传感器(7)采用电感位移传感器。
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