专利名称：轴瓦厚度多点检测装置的制作方法
技术领域：
本发明创造属于轴瓦厚度检测领域，尤其是涉及轴瓦厚度多点检测装置。
背景技术：
轴瓦是汽车及内燃机行业产销量大、制造精度要求较高的零件之一。其厚度合格与否严重影响配套主机的性能和寿命。因此，GB/T3162-1991对轴瓦厚度公差的要求较高。 为保证轴瓦工作时的径向间隙、降低对制造过程的高要求及降低生产成本，多采用分组互换装配法，即以较经济的精度要求进行轴瓦厚度和轴径的加工，再进行精密测量和分选，根据测量结果将轴瓦和轴按分选尺寸进行分组装配。因此，轴瓦厚度一般需要全检才能保证分组互换装配的要求。对轴瓦厚度的检测，GB/T18330-2001规定可采用点测法或线测法进行。采用点测法检测时，根据轴瓦外径的不同，要在轴瓦I 3个轴向截面上且分布于0°、 ±32.5°和±65°的6点或10点上进行。目前，国内检测轴瓦厚度的仪器主要有螺旋千分尺、手动专用检具和全自动轴瓦厚度检测仪器。用螺旋千分尺检测轴瓦厚度虽然成本低廉， 但效率低，检测精度受人为因素影响大，检测数据的记录需人工进行；手动专用检具以位于轴瓦内侧的零位测头为测量基准，以轴瓦端面为定位基准，人工夹紧轴瓦，用千分表显示测量结果。其缺点在于人为因素影响大、轴瓦端面对其轴线的垂直度会严重影响厚度的测量精度、测量点的位置不能严格按国家标准规定的角度进行、轴瓦放入时会与千分表表头碰撞、转动轴瓦时会划伤其内表面、需手工翻瓦等；发明专利ZL03142253. 5公布的“轴瓦厚度自动检测分选机的机械系统装置”属于全自动轴瓦厚度检测仪器。其采用高精度光栅位移传感器，具有检测精度高、自动上料、自动检测、自动分选及自动记录测量值等功能。其功能齐全，但价格昂贵，且只能检测轴瓦0°方向上两个轴向截面上的厚度。这些都严重影响其规模化的推广应用。业界急需一种检测精度高、效率高、价格合理、测点完全符合国家标准要求的轴瓦厚度检测装置。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能较好满足生产需求的轴瓦厚度多点检测装置，实现对轴瓦厚度的高精度、低成本、完全符合国家标准要求的检测。其包括机械支撑机构、轴瓦定位与夹紧机构、测量机构、转动与调整机构四部分。所述的机械支撑机构由立板41、水平板34、隔板53、传感器安装板17、螺钉36，54 和67、销55组成。立板41与水平板34通过螺钉67固联。立板41与隔板53通过螺钉36 固联。水平板34与传感器安装板17通过螺钉54和销55固联。所述的轴瓦定位与夹紧机构由零位测头13、零位测头安装杆28、导向块42、浮动板30、V型块安装块15、V型块16、导套18、导杆19、气缸推板23、气缸57、螺母20，59和 39、弹簧垫圈21和68、螺钉14,27,48,51,56和58、弹簧49等组成；零位测头13与零位测头安装杆28通过销孔配合，并由螺母59紧固。零位测头安装杆28与导向块42及水平板 34中的销孔配合，通过螺纹与导向块42联接，并通过弹簧垫圈68和螺母39锁紧。浮动板30通过螺钉48和弹簧49与转动板33联接。导向块42与水平板34通过螺钉51固联。V 型块16与V型块安装块15通过螺钉27固联。螺钉14与V型块安装块15中的螺孔联接。 导杆19与V型块安装块15通过螺孔联接，并与导套18滑动配合。导套18与传感器安装板17紧配。气缸推板23与导杆19通过螺母20和弹簧垫圈21固联，并通过螺钉58与气缸57固联。气缸57通过螺钉56与传感器安装板17固联。所述的测量机构由测量传感器22、控制及显示器26、螺钉24和25组成。测量传感器22通过螺钉25与传感器安装板17紧固，其测量杆中心线与V型块安装块15及V型块16中间孔的轴线同轴，并通过零位测头13的球心。螺钉24与传感器安装板17通过螺孔联接。控制及显示器26放置于水平板34上。所述的转动与调整机构由手轮4、插销5、手轮轴52、键6和70、销3和7、齿轮37、 上下调节杆47、弹簧卡圈38、限位销40、导套43、检测底板11、调节板2、锁紧螺钉29、弹簧 31，46，60和64、导向套44、导向柱45、转动板33、推料板8、轴瓦挡板9、螺钉10，32，50和 51、手柄61、角度定位杆62、大螺钉63、螺套65组成。手轮4与手轮轴52通过键6联接。 插销5插入手轮4端面上的轴向截面定位孔69及立板41上对应的孔中。销7插入手轮轴 52端部的销孔中。齿轮37通过键70与手轮轴52固联，由两个弹簧卡圈38进行轴向限位， 并与上下调节杆47上的齿条啮合。上下调节杆47与导套43滑动配合，并通过螺钉50与检测底板11固联。导套43紧配于导向块42及水平板34的孔中。导向块42与水平板34 通过螺钉51固联。限位销40插入上下调节杆47上的孔中。弹簧46位于检测底板11和水平板34之间。导向柱45与检测底板11通过螺纹固联，插入弹簧46中，并与导向套44 滑动配合。导向套44紧配于水平板34的孔中。调节板2与检测底板11通过销3定位，并通过螺钉I紧固。锁紧螺钉29通过弹簧60插入转动板33中的销孔中，并通过螺孔与调节板2固联。推料板8通过弹簧31和螺钉32与转动板33联接。螺钉10穿过轴瓦挡板9上的长槽与推料板8固联。手柄61与角度定位杆62通过螺纹联接。角度定位杆62通过弹簧64与大螺钉63中的孔滑动配合，并在弹簧64的作用下插入调节板2上的角度定位孔35 中。螺套65通过螺纹与大螺钉63联接。大螺钉63通过螺纹与转动板33联接。本发明的优点在于I、与螺旋千分尺及手动专用检具相比，其检测精度不受人为因素影响，轴瓦端面对其轴线的垂直度也不会影响检测精度，且不同轴向截面上厚度的检测不需手工翻瓦，因此检测精度和效率均较高。同时，轴瓦转动时不会划伤其内表面；2、与全自动轴瓦厚度检测仪器相比，其体积小、占地面积小、成本低、检测点的位置可严格按国家标准规定进行。基于本发明的特点及目前国内轴瓦厚度检测的现状，本发明的应用前景广阔，并可带来可观的经济和社会效益。


图I是本发明所述的轴瓦厚度多点检测装置的结构示意图。图2是图I的B-B局部剖视图。图3是图2中的A-A剖视图。图4是图I的上视图。
图5是图3的A处局部放大图。图6是图I转动板33旋转32. 5°的示意图。图7是图I转动板33旋转65°的示意图。图8是本发明所述的轴瓦厚度多点检测装置检测轴瓦中间轴向截面上各测量点厚度不意图。图9是本发明所述的轴瓦厚度多点检测装置检测轴瓦最上部轴向截面上各测量点厚度不意图。图10是本发明所述的轴瓦厚度多点检测装置检测大直径轴瓦厚度示意图。图中，I.螺钉，2.调节板，3.销，4.手轮，5.插销，6.键，7.销，8.推料板，9.轴瓦挡板，10.螺钉，11.检测底板，12.被测轴瓦，13.零位测头，14.螺钉，15. V型块安装块， 16. V型块，17.传感器安装板，18.导套，19.导杆，20.螺钉，21.弹簧垫圈，22.测量传感器， 23.气缸推板，24.螺钉，25.螺钉，26.控制及显示器，27.螺钉，28.零位测头安装杆，29.锁紧螺钉，30.浮动板，31.弹簧，32.螺钉，33.转动板，34.水平板，35.角度定位孔，36.螺钉，37.齿轮，38.弹簧卡圈，39.螺母，40.限位销，41.立板，42.导向块，43.导套，44.导套，45.导向柱，46.弹簧，47.上下调节杆，48.螺钉，49.弹簧，50.螺钉，51.螺钉，52.手轮轴，53.隔板，54.螺钉，55.销，56.螺钉，57.气缸，58.螺钉，59.螺母，60.弹簧，61.手柄， 62.角度定位杆，63.大螺钉,64.弹簧,65.螺套,66.拆装孔,67.螺钉,68.弹簧垫圈,69.轴向截面定位孔，70.键，71.操作孔，72.大浮动板。
具体实施例方式图I所示的实施例中，接通气源和电源后，V型块16在气缸57的驱动下离开零位测头13，回退至最上位，揿控制及显示器26上的校准按钮(图中未示出)，测量传感器22的测量杆伸出，穿过V型块安装块15及V型块16中间的孔，与零位测头13的球面接触。测量结果则显示在控制及显示器26上。此时，通过控制及显示器26上的零位按钮(图中未示出)将传感器的示值设置为零，测量传感器22的测量杆回退至初始位置，完成校准操作。 该校准操作不必每片轴瓦检测前都进行，可在每班次、每天或更长时间校准一次即可。检测时，将被测轴瓦12的一个轴向端面放于检测底板11上，并由推料板8和轴瓦挡板9进行限位。推料板8在弹簧31的作用下保持被测轴瓦12内表面与零位测头13不接触。检测底板11在弹簧46的作用下处于最上位，并由限位销40限位，以保证测量传感器22的测量点距轴瓦下端面的距离满足标准要求。揿控制及显示器26上的检测按钮(图中未示出)，气缸57动作，带动V型块16推动被测轴瓦12的外表面，压缩弹簧31，并以恒定的压力将被测轴瓦12的内表面压紧于零位测头13上。此时，测量传感器22的测量杆伸出，与被测轴瓦 12的外表面接触。此时，测量传感器22的示值即为被测轴瓦12位于0°方向上的测量点处的厚度值。检测结果还可通过控制及显示器26上的数据接口(图中未示出)输出到外部的电脑、U盘等存储设备，以便进行后续的质量分析及问题追溯。接着，测量传感器22的测量杆及V型块16均回退至初始位置，被测轴瓦12也在弹簧31作用下，由推料板8推离零位测头13，以保证被测轴瓦12旋转时其内表面不被划伤。此时，一个测量点的检测操作结束。对于被测轴瓦12在该轴向截面上其它角度方向上的测量点，可通过手柄61拔起角度定位杆62，将转动板33连同浮动板30和被测轴瓦12 —起旋转至规定角度，并将角度定
6位杆62插入对应的角度定位孔35中，即可重复进行检测，直到该轴向截面上各个角度方向上的规定测量点都检测完成。针对轴瓦不同轴向截面上测量点厚度的检测，可通过拔出插销5，逆时针旋转手轮4，使第二个轴向截面定位孔69对准立板41上对应的孔，并插入插销 5使其固定。此时，上下调节杆47带动调节板2、被测轴瓦12、浮动板30及转动板33 —起下降至测量传感器22测量杆的中心线距被测轴瓦12端面的距离为轴瓦宽度一半的地方， 而零位测头13及测量传感器22均保持不动。如此便可对被测轴瓦12轴向中截面上的各点进行检测。重复以上操作，旋转手轮4，使其端面上的第三个轴向截面定位孔69对准立板 41上对应的孔，插入插销5，则可对被测轴瓦12第三个轴向截面上的各测量点进行厚度检测。如此，国家标准中规定的位于轴瓦不同轴向截面及不同角度方向上的所有测量点均检测完毕。根据长度量检测基本理论，测量传感器22的测量杆中心线是否通过零位测头13 的球心、是否与被测轴瓦12外表面的法线重合、是否与V型块16的垂直中剖面重合都严重影响轴瓦厚度检测的精度，同时各零件在加工过程中必然存在制造误差，装置在使用过程中不可避免会出现松动、磨损和碰撞等。为此，图I所示的实施例中设计了三套调节装置以便装配及使用过程中进行相应调节。第一套调节装置是，为保证测量传感器22的测量杆中心线与零位测头13的球心等高，在零位测头安装杆28的下部及导向块42上设计了螺纹联接，松开螺母39后，通过零位测头安装杆28上的操作孔71可方便地调节零位测头13的球心高度，并通过螺母39和弹簧垫圈68进行锁紧。第二套调节装置是，为保证测量传感器22 的测量杆中心线与V型块16的垂直中剖面重合，先拧松螺钉27，通过位于V型块16两侧、 与V型块安装块15螺纹联接的两个螺钉14调节V型块16垂直中剖面的左右位置。第三套调节装置是，为使测量传感器22的测量杆中心线与被测轴瓦12外表面的法线重合，先拧松螺钉25，通过调节位于测量传感器22两侧、与传感器安装板17螺纹联接的四个螺钉24 来实现。图I所示的实施例中，当V型块16在气缸57的作用下将被测轴瓦12压紧于零位测头13时，被测轴瓦12的空间姿态完全由V型块16及零位测头13的相对位置决定。由于浮动板30上三个螺钉48过孔的直径大于螺钉48的直径，通过螺钉48和弹簧49联接于转动板33上的浮动板30处于浮动姿态，如此便可消除被测轴瓦12轴向端面与其轴线的垂直度误差给厚度检测带来的不利影响。图I所示的实施例中，针对大直径轴瓦厚度的多点检测，可松开螺钉1，拔出销3， 将调节板2朝外侧移动至合适位置，再将销3插入调节板2和检测底板11上对应的销孔中。 为使浮动板30在转动轴瓦时与零位测头安装杆28不产生干涉，再用大浮动板72替换浮动板30，同时通过螺钉10调节轴瓦挡板9与推料板8的相对位置以保证轴瓦的准确限位(如图10所示)O图I所示的实施例中，拆装孔66是为了大螺钉63的拆装方便设置的。
权利要求
1.一种轴瓦厚度多点检测装置，包括机械支撑机构、轴瓦定位与夹紧机构、测量机构、 转动与调整机构四部分，其特征在于机械支撑机构由立板(41)、水平板(34)、隔板(53)、 传感器安装板(17)、螺钉(36)，(54)和(67)、销(55)组成，立板(41)与水平板(34)通过螺钉￠7)固联，立板(41)与隔板(53)通过螺钉(36)固联，水平板(34)与传感器安装板(17)通过螺钉(54)和销(55)固联；轴瓦定位与夹紧机构由零位测头(13)、零位测头安装杆(28)、导向块(42)、浮动板(30)、V型块安装块(15)、V型块(16)、导套(18)、导杆(19)、气缸推板(23)、气缸(57)、螺母(20)，(59)和(39)、弹簧垫圈(21)和(68)、螺钉(14)，(27)，(48)，(51)、(56)和(58)、弹簧(49)组成，零位测头(13)与零位测头安装杆(28)通过销孔配合，并由螺母(59)紧固，零位测头安装杆(28)与导向块(42)及水平板(34)中的销孔配合，通过螺纹与导向块(42)联接，并通过弹簧垫圈￠8)和螺母(39)锁紧，浮动板(30)通过螺钉(48)和弹簧(49)与转动板(33)联接，导向块(42)与水平板(34)通过螺钉(51) 固联，V型块(16)与V型块安装块(15)通过螺钉(27)固联，螺钉(14)与V型块安装块 (15)中的螺孔联接，导杆(19)与V型块安装块(15)通过螺孔联接，并与导套(18)滑动配合，导套(18)与传感器安装板(17)紧配，气缸推板(23)与导杆(19)通过螺母(20)和弹簧垫圈(21)固联，并通过螺钉(58)与气缸(57)固联，气缸(57)通过螺钉(56)与传感器安装板(17)固联；测量机构由测量传感器(22)、控制及显示器(26)、螺钉(24)和(25)组成，测量传感器(22)通过螺钉(25)与传感器安装板(17)紧固，其测量杆与V型块安装块(15)及V型块(16)中间的孔同轴，并通过零位测头(13)的球心，螺钉(24)与传感器安装板(17)通过螺孔联接；转动与调整机构由手轮(4)、插销(5)、手轮轴(52)、键(6)和(70)、 销(3)和(7)、齿轮(37)、上下调节杆(47)、弹簧卡圈(38)、限位销(40)、导套(43)、检测底板(11)、调节板(2)、锁紧螺钉(29)、弹簧(31)，(46)，(60)和(64)、导向套(44)、导向柱(45)、转动板(33)、推料板(8)、轴瓦挡板(9)、螺钉(10)，(32)，(50)和(51)、手柄(61)、角度定位杆(62)、大螺钉(63)、螺套￠5)组成，手轮(4)与手轮轴(52)通过键(6)联接，插销(5)插入手轮(4)端面上的第一个轴向截面定位孔￠9)及立板(41)上对应的孔中，销(7)插入手轮轴(52)端部的销孔中，齿轮(37)通过键(70)与手轮轴(52)固联，由两个弹簧卡圈(38)轴向限位，并与上下调节杆(47)上的齿条啮合，上下调节杆(47)与导套(43) 滑动配合，并通过螺钉(50)与检测底板(11)固联，导套(43)紧配于导向块(42)及水平板(34)的孔中，导向块(42)与水平板(34)通过螺钉(51)固联，限位销(40)插入上下调节杆(47)上的孔中，弹簧(46)位于检测底板(11)和水平板(34)之间，导向柱(45)与检测底板(11)通过螺纹固联，插入弹簧(46)中，并与导向套(44)滑动配合，导向套(44)紧配于水平板(34)的孔中，调节板(2)与检测底板(11)通过销(3)定位，并通过螺钉(I)紧固，锁紧螺钉(29)通过弹簧￠0)插入转动板(33)中的销孔中，并通过螺孔与调节板(2)固联，推料板(8)通过弹簧(31)和螺钉(32)与转动板(33)联接，螺钉(10)穿过轴瓦挡板(9)上的长槽与推料板(8)固联，手柄￠1)与角度定位杆￠2)通过螺纹联接，角度定位杆(62) 通过弹簧￠4)与大螺钉￠3)中的孔滑动配合，并在弹簧￠4)的作用下插入调节板(2)上的角度定位孔(35)中，螺套￠5)通过螺纹与大螺钉￠3)联接。大螺钉￠3)通过螺纹与转动板(33)联接。
2.根据权利要求I所述的轴瓦厚度多点检测装置，其特征在于测量传感器(22)可以是光栅式传感器、电感式传感器或激光式传感器。
3.根据权利要求I所述的轴瓦厚度多点检测装置，其特征在于检测结果可通过控制及显示器(26)上的数据接口输出到外部的电脑、U盘等存储设备。
全文摘要
本发明涉及一种轴瓦厚度多点检测装置，包括机械支撑机构、轴瓦定位与夹紧机构、测量机构、转动与调整机构四部分。其测量原理符合阿贝原则，采用高精度光栅式、电感式或激光传感器，手工上下料，以气压为夹紧驱动力，其检测点的设置完全符合国家标准规定，且可适应不同直径和不同厚度轴瓦的检测需求。本发明的优点是体积小、成本低廉、检测精度高且不受人为因素及轴瓦端面对其轴线垂直度误差的影响、检测可严格按国家标准规定进行、检测数据可被记录及追溯、不需手工翻瓦、检测效率高、检测中不会划伤轴瓦内表面等。本发明弥补了现有轴瓦厚度检测技术及装置存在的不足，应用前景广阔。
文档编号G01B11/06GK102607433SQ20121004589
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者孙长敬 申请人:中国计量学院