活塞銷孔位置誤差綜合測量方法及其測量裝置的製作方法

2023-10-11 11:35:09

專利名稱：活塞銷孔位置誤差綜合測量方法及其測量裝置的製作方法
活塞銷孔位置誤差綜合測量方法。
本發明屬於幾何量計量領域中的長度計量方法。
活塞銷孔位置誤差一般包括活塞銷孔中心線與活塞裙部中心線的垂直度誤差(以下簡稱垂直度誤差)，活塞銷孔中心線到活塞頂面的壓縮高度誤差(以下簡稱壓縮高度誤差)，活塞銷孔中心線的偏置度誤差，活塞銷孔中心線與活塞裙部橫截面橢圓長軸和短軸位置的誤差等等。其中，垂直度誤差和壓縮高度誤差通常被做為必檢誤差項目。
在本發明之前與本發明最為接近的已有技術中，測量垂直度誤差和壓縮高度誤差是在不同測量系統上分別進行的(《活塞、活塞環、汽缸套、軸瓦經驗交流》，P52-53，1987.3，武漢汽車活塞、活塞環、軸瓦研究所編輯出版;《內燃機配件》，P1-P9，1986.4，石家莊內燃機基元件研究所出版)。
上述已有技術的缺點在於測量程序複雜、測量鏈長、測量精度低、效率不高。
為了克服上述缺點，本發明的目的在於簡化測量過程、縮短測量鏈、提高測量精度和測量效率。
本發明的詳細內容如

圖1所示以活塞裙部和頂面作定位基準，測棒1穿入活塞2的銷孔內，形成活塞銷孔的模擬中心線，並以活塞銷孔作測量基準。預先用調校體(或稱標準具或標準規)確定出活塞銷孔中心線的理論位置00，既圖1中雙點劃線所示位置。再用兩隻誤差傳感器分別同時測出活塞銷孔中心線的實際位置0′0′，既圖1中點劃線所示位置。
垂直度誤差和壓縮高度誤差是通過用前述同一組定位和測量基準所獲得的活塞銷孔中心線理論位置00與實際位置0′0′的偏差量△A和△B，經加權求和的方法獲得的。
根據圖1所示的誤差幾何關係給出垂直度誤差＝K(△A-△B)(1)壓縮高度誤差＝K1＊△A+K2＊△B (2)(1)式中比例係數K＝100/1(2)式中比例係數K1＝(1+1′/1)/2K2＝(1-1′/1)/21為兩隻誤差傳感器中心線間的距離，1′為定位支點到活塞裙部中心線距離的2倍，1、1′單位為毫米。
本發明的積極效果是一機多用，簡化了測量過程，縮短了測量鏈，提高了測量精度和測量效率。
圖1是本發明的測量原理示意圖。
最佳實施例採用雙測頭電感測微儀做誤差傳感器。調校體採用尺寸穩定、耐磨、結構和製造精度滿足活塞垂直度誤差和壓縮高度誤差量值傳遞要求的鋼質材料做成。
活塞銷孔位置誤差綜合測量裝置本發明屬於幾何量計量領域中的長度計裝置。
在本發明之前測量活塞銷孔位置誤差通常是在幾臺裝置上分別完成的，其中與本發明最為接近的已有技術(裝置)如圖2所示(《活塞、活塞環、汽缸套、軸瓦經驗交流》，P52-P53，1987.3，武漢汽車活塞、活塞環、軸瓦研究所編輯出版)。它由輔助定位器4、測棒5、輔助限位器6，「V」型定位塊7，測微表8，測量臂9，銷軸3組成。10為被測活塞。
該裝置的缺點是只能完成單一參數的測量，且測量效率不高，精度低。
為了克服上述缺點，本發明的目的在於簡化測量程序，提高測量速度和測量精度，可在一套裝置上一次安裝定位，完成多參數的測量。
本發明的詳細內容如圖3.1，圖3.2，圖3.3所示該裝置由定位系統(11，12，14，15，16，18，19，20，21)、測量系統(13，15，17，22)和調校24三部分組成。
在定位系統中，各有兩條具有一定寬度的凸起環形臺階的定位軸18和21平行，並用螺栓20和壓緊塊19緊固在機座11上，形成「V」型定位支撐。定位軸18和21上的環形臺階與活塞23的裙部相接觸，確保活塞23放於其上後，裙部的其他部位不與定位軸18和21接觸，活塞23裙部中心線與定位軸18和21平行。
為了延長使用壽命，定位軸18和21能在360°範圍內繞軸線轉動。
為了適應檢測不同品種的活塞，定位軸18和21以及定位器16能更換。
定位器16用螺母15緊固在機座11上，定位器16限定了活塞23沿定位軸18和21在軸線方向上的位移，確定了定位軸18和21上的兩條凸起的環形臺階和活塞23裙部母線的相對位置。
按圖3.1所示，輔助定位器12的兩隻觸臂為同一剛體，能繞與兩隻定位軸18和21所在平面平行，與兩隻定位軸軸心線垂直的軸旋轉。輔助定位器12通過銷軸14與機座11相聯，使輔助定位器12可繞銷軸14轉動，工作時輔助定位器12壓在測棒22上，使測棒22與定位軸18和21所在平面平行。上述的定位系統限定了活塞23在空間的唯一位置。
在測量系統中，傳感器13和17用螺母15緊固在基座11上。調校時，測棒22穿在調校體24的銷孔內;工作時，測棒穿在活塞23的銷孔內。
本發明的工作原理過程工作前首先用調校體24校準傳感器13和17的零位。具體做法是將測棒22穿於調校體24的銷孔內，並將其平放在圖4所示的測量活塞23的置上，然後調整傳感器13和17，使其誤差示值指於零位，則完成了儀器的校準。調校體24是本發明的標準具，能滿足示值傳遞要求。
儀器校準後，取下帶測棒22的調校體24。測量活塞23時，再將測棒22穿於活塞23的銷孔內，並將其放於圖4所示的活塞23的位置上，即可開始測量。測量結果按前述活塞銷孔誤差綜合測量方法中所給出的(1)、(2)式計算。即得出一組活塞銷孔位置垂直度誤差V1和壓縮高度誤差H1。再將活塞23繞其裙部中心線轉180度，放於測量位置上，重複前述測量，得出另一組垂直度誤差V2和壓縮高度誤差H2，活塞銷孔中心線對活塞裙部中心線的垂直度誤差V＝(V1-V2)/2。
本發明的積極效果可用一套定位和測量系統，同時測量活塞的垂直度誤差和壓縮高度誤差。並且有較高的測量精度。可以直接檢驗活塞銷孔中心線對某一面裙部的垂直度誤差，是一種有效的工藝檢查手段。
圖2是已有技術的結構示意圖，圖3.1、圖3.2、圖3.3是本發明的結構示意圖，圖4是測量狀態示意圖。
最佳實施例調校體24、測棒22、定位軸18和21均用GCr15製造，並經淬火和時效處理。基座11用鑄鐵製造，其他另件用45＃鋼製造。
傳感器13和17與測棒22接觸部位做成刀口狀，並與定位軸18和21所在平面垂直。傳感器刀口狀的這一部分亦應用GCr15製造，並經淬火、時效處理。
權利要求
1.活塞銷孔位置誤差綜合測量方法，是通過確定定位基準和測量基準進行的，其特徵在於以活塞裙部和頂面作定位基準，以活塞銷孔作測量基準。垂直度誤差和壓縮高度誤差是通過用同一組定位和測量基準所獲得的活塞銷孔中心線理論位置00與實際位置0′0′的偏差量ΔA和ΔB，經加權求和的方法獲得的。
2.活塞銷孔位置誤差綜合測量裝置是由定位系統、測量系統和調校體(標準具)組成的，其特徵在於在定位系統中，各有兩條具有一定寬度凸起臺階的定位軸18和21平行地緊固在機座上，形成「V」型定位支撐，輔助定位器12的兩隻觸臂為同一剛體，能繞與兩隻定位軸18和21所在平面平行，與兩軸線垂直的軸旋轉。
3.按權利要求2所述的活塞位置誤差綜合測量裝置，其特徵在於定位軸18和21能在360°範圍內擾線軸線轉動。
4.按權利要求2所述的活塞銷孔位置誤差綜合測量裝置，其特徵在於定位軸18和21以及定位器16能更換。
全文摘要
本發明提供了利用同一組定位和油量基準，同時測量活塞銷孔中心線對活塞裙部的垂直度誤差和對活塞頂面的壓縮高度誤差的方法及裝置。該裝置由定位系統測量系統和調校體三部分組成。具有一機多用，精度高，工作可靠和快速測量等特點。適於做活塞的成品檢驗和工藝檢查用量儀。
文檔編號G01B5/24GK1070041SQ9110861
公開日1993年3月17日 申請日期1991年8月29日 優先權日1991年8月29日
發明者顧鍾秀, 呂瓊瑩, 張玉玲 申請人:中國科學院長春光學精密機械研究所