軸徑測量儀的製作方法
2023-09-17 03:23:25 3
專利名稱：軸徑測量儀的製作方法
技術領域：
本實用新型提供一種軸徑測量儀，尤其適用於火車車軸、工具機主軸等大軸徑的高精度測量，屬量具。
對於大軸徑的測量，現有技術常採用大規格外徑千分尺通用量具，該軸徑測量儀的組成包括千分尺本體、固定測頭、活動測頭和遊標刻度。在測量操作過程中，需兩手扶正千分尺，上下左右擺動尋找真實的軸徑，適度的旋緊活動測頭，對遊標刻度，觀察所測外徑值。由於現有軸徑測量儀自身重，兩測頭距離遠，操作者兩手受力狀況複雜，旋緊活動測頭有輕重，因而對於不同的操作者或者同一操作者在不同的測量次數中會出現不同的測量值，具有一定的人為隨機因素，測量精度不穩定。
本實用新型的目的旨在克服現有技術的不足而提供一種消除了人為隨機因素的軸徑測量儀。
為達上述目的，本實用新型採用的技術方案是一種軸徑測量儀，其特徵包括一機體，為一經調質處理後的半圓形鋼架；一上定位軸，設在半圓形鋼架的縱軸線上、緊固在機體的頂部，其前端焊固有具有兩條橫向刀口的硬質合金測頭；一側定位軸，設在半圓形鋼架的橫軸線上、緊固在機體的一側端，其前端焊固有具有兩條縱向刀口的硬質合金測頭；一動平衡機構，設在半圓形鋼架的橫軸線上、安裝在機體的另一側端，其結構包括一彈簧、一導套、一墊片、一法蘭和一導向螺釘，墊片和法蘭緊固在機體上，法蘭內壁套設有導套，導套內設有彈簧，彈簧的一端通過墊片頂抵在機體上，另一端頂抵在導套的內端壁，藉助一導向螺釘以防止導套轉動；導套端面的直徑小於側定位軸兩縱向刀口間的距離；一側量機構，安裝在動平衡機構內，與動平衡機構同一軸線，其結構包括一位移傳感器、一傳感器座和一導向螺釘，傳感器座緊固在機體上，位移傳感器夾持在傳感器座上，在位移傳感器測頭前端焊固有硬質合金，並藉助導向螺釘以防止其測頭轉動，該測頭端面、導套端面與側定位軸測頭刀口端面間相互平行，且與上定位軸測頭刀口端面垂直；
靜平衡凹槽，開設在機體的兩側；一手把，設置於機體的上部。
側定位軸測頭刀口端面、導套端面與位移傳感器測頭端面間具有極高的平行度；其公共軸線與上定位軸測頭軸線具有極高的垂直度。
上定位軸軸線兩側重量設計為縱橫向靜平衡狀態；在測量過程中，彈簧迫使導套與被測工件產生的磨擦力與測量儀整機自由下落力設計為動平衡狀態。
本實用新型軸徑測量儀的操作方法是手持測量儀手把把測量儀輕輕放置在標準樣環上，記錄標準樣環的直徑，認定為測量基準。然後測量工件直徑，首先確認被測工件直徑在標準樣環直徑±1毫米內；當被測工件如
圖1放置時，位移傳感器測頭觸在被測工件直徑上，傳感器測頭隨被測工件的不同直徑而位移，記錄其位移值並與測量基準比較，即可得被測工件的直徑。
本實用新型的軸徑測量儀採用徑向同截面無間隙三點測量法(如圖4所示)、側母線三點定位法(如圖5所示，為圖4的A-A視圖)和上母線兩點定位法(如圖6所示，為圖4的B-B視圖)進行測量。
本實用新型測量儀的縱橫向均為對稱設計，質量分布均勻。當被測工件如圖4、5、6放置時，上定位軸測頭兩刀口靠測量儀整機自重F3緊貼在被測工件的母線上，彈簧力F2將被測工件緊緊地夾持在側定位軸兩刀口和導套端面之間，因導套端面兩點a′小於側定位軸測頭兩刀口的a值，且又受平行橫軸線的彈簧力F2的作用，可視為側母線三點定位。又因被測工件直徑較大，側定位軸測頭兩刀口距離2a值很小，被測工件軸向在2a長度上的錐度和各徑向截面的圓度誤差遠遠小於被測工件的測量精度要求，故可忽略不計。側定位軸和上定位軸的測頭刀口線長均大於5毫米，傳感器測頭直徑為5毫米的平面，當被測工件直徑為D或D′時，其觸頭分別位於A.A′,B.B′和C.C′上，故被測工件直徑在2毫米分段內，均可準確地測量在被測工件的真實直徑上。
本實用新型測量儀採用的是比較測量法，在基本是同一溫度和測量環境下，定期檢測標準樣環，修正測量基準，然後再測量被測工件；且測量儀機體經調質處理，變形極小，測頭為硬質合金，磨損極小。在上述條件下，溫度、環境、微量磨損等因素對測量精度的影響極小，可忽略不計。
本實用新型的技術方案是一種徑向同截面無間隙三點測量法，機體自重和彈簧力迫使三測頭緊貼在被測工件上，形成三點定圓心，直接測量直徑，因此標準樣環能準確地作為基準進行比較測量；且是一種上母線兩點定位和側母線三點定位的方法定位，克服了人為隨機因素，極大地提高了可操作性；測點均焊固有硬質合金，導套和位移傳感器測頭只能作直線運動，不能轉動，確保了各測頭的耐磨性和微量磨損方向，使每次測量都觸在同一點上。因而本實用新型的軸徑測量儀具有測量精度高、可操作性好的顯著優點。
附圖的圖面說明如下圖1是本實用新型的軸徑測量儀；圖2是圖1的A向視圖；圖3是圖2的B向視圖；圖4是本實用新型的徑向同截面無間隙三點測量法示意圖；圖5是本實用新型的側母線三點定位法示意圖；圖6是本實用新型的上母線兩點定位法示意圖。
下面結合實施例並配合附圖對本實用新型的技術方案作進一步的陳述圖1是本實用新型的軸徑測量儀，圖2是圖1的A向視圖。如圖所示，本實用新型的軸徑測量儀主要由一機體、一上定位軸、一側定位軸、一動平衡機構、一測量機構、靜平衡凹槽和一手把組成。機體18是經調質處理的半圓形鋼架。在半圓形鋼架的縱軸線上、機體18的頂部，設有一上定位軸16，用螺釘3緊固在機體18上；上定位軸16的前端焊固有具有兩條橫向刀口的硬質合金測頭。在半圓形鋼架的橫軸線上、機體18的一側端，設有一側定位軸17，用鎖緊螺母1緊固在機體18上；側定位軸17的前端焊固有具有兩條縱向刀口的硬質合金測頭。在半圓形鋼架的橫軸線上，機體18的另一側端，設有一動平衡機構，其結構包括一彈簧11、一導套14、一墊片9、一法蘭12和一導向螺釘13；墊片9和法蘭12緊固在機體18上，法蘭12的內壁套設有導套14，導套14內設有彈簧11，彈簧11的一端通過墊片9頂抵在機體18上，另一端頂抵在導套14的端壁，藉助一導向螺釘13以防止導套14轉動；導套14端面的直徑小於側定位軸17兩縱向刀口間的距離；彈簧11的選擇使得在測量過程中，彈簧11迫使導套14與被測工件15產生的磨擦力與測量儀自由下落力為動平衡狀態。在動平衡機構內、與動平衡機構同一軸線安裝一測量機構，其結構包括一位移傳感器6、一傳感器座8和一導向螺釘10；傳感器座8藉由一螺釘5緊固在機體18上，位移傳感6藉由螺釘7緊固地夾持在傳感器座8上，如圖3所示；在位移傳感器6測頭前端焊固有硬質合金，並藉助導向螺釘10以防止其測頭轉動；該測頭端面、導套14端面與側定位軸17測頭刀口端面間具有極高的平行度，且與上定位軸16測頭刀口端面具有極高的垂直度。在機體18的兩側，開設有靜平衡凹槽2，以調節測量儀對稱中心軸線縱橫兩側的重量相等。在機體18的上部，設置有一手把。
本實施例的測量儀測量軸徑的範圍是250±1毫米。選用GH-1.5型高精度位移傳感器，其測量範圍是±1.5毫米，線性度小於0.03％，經篩選，線性度可達0.01％，使得全長範圍的測量精度最大差為0.0003毫米；且在傳感器6測頭前端焊固有直徑為5毫米的硬質合金。本實施例的軸徑測量儀測量精度達±0.0012毫米。
實施例2測量軸徑的範圍是80±1毫米，測量儀結構及位移傳感器的選用等條件同實施例1，測量精度達±0.001毫米。
實施例3測量軸徑的範圍是400±1毫米，測量儀結構及位移傳感器的選用等條件同實施例1，測量精度達±0.0015毫米。
權利要求1.一種軸徑測量儀，其特徵包括一機體，為一經調質後的半圓形鋼架；一上定位軸，設在半圓形鋼架的縱軸線上、緊固在機體的頂部，其前端焊固有具有兩條橫向刀口的硬質合金測頭；一側定位軸，設在半圓形鋼架的橫軸線上、緊固在機體的一側端，其前端焊固有具有兩條縱向刀口的硬質合金測頭；一動平衡機構，設在半圓形鋼架的橫軸線上、安裝在機體的另一側端，其結構包括一彈簧、一導套、一墊片、一法蘭和一導向螺釘，墊片和法蘭緊固在機體上，法蘭內壁套設有導套，導套內設有彈簧，彈簧的一端通過墊片頂抵在機體上，另一端頂抵在導套的內端壁，藉助一導向螺釘以防止導套轉動；導套端面的直徑小於側定位軸兩縱向刀口間的距離；一側量機構，安裝在動平衡機構內，與動平衡機構同一軸線，其結構包括一位移傳感器、一傳感器座和一導向螺釘，傳感器座緊固在機體上，位移傳感器夾持在傳感器座上，在位移傳感器測頭前端焊固有硬質合金，並藉助導向螺釘以防止其測頭轉動，該測頭端面、導套端面與側定位軸測頭刀口端面間相互平行，且與上定位軸測頭刀口端面垂直；靜平衡凹槽，開設在機體的兩側；一手把，設置於機體的上部。
2.如權利要求1所述的一種軸徑測量儀，其特徵是所述的位移傳感器的測量範圍為±1.5毫米，線性度小於0.03％。
專利摘要一種軸徑測量儀,適用於大軸徑高精度測量。在一半圓形機體上,設置一上定位軸、一側定位軸、一動平衡機構、一測量機構、靜平衡凹槽和一手把。採用徑向同截面無間隙三點測量法、側母線三點定位法和上母線兩點定位法進行測量,是一種比較測量法,可克服人為隨機因素,因而其測量精度高,可操作性好。
文檔編號G01B3/38GK2326933SQ98200748
公開日1999年6月30日 申請日期1998年1月23日 優先權日1998年1月23日
發明者羅金海, 羅武軍 申請人:北京海智科技開發中心