專利名稱:一種活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及活塞檢測領(lǐng)域,特別是涉及一種活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)檢測裝置。
背景技術(shù):
活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件,而環(huán)槽是影響其運(yùn)動(dòng)性能的關(guān)鍵位置,環(huán)槽的徑向跳動(dòng)是一個(gè)關(guān)鍵檢測項(xiàng)目,它對(duì)裝配活塞環(huán)后的運(yùn)動(dòng)和密封性能有重大影響。目前該項(xiàng)目一般采用杠桿百分表作為專用檢測工具。該檢測裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、使用方便的特點(diǎn),但是,由于百分表屬于機(jī)械式傳動(dòng),不僅反應(yīng)慢、精度低,而且需要人工轉(zhuǎn)動(dòng)零件、觀察表針的變化,使得檢測時(shí)間久,工作效率低,并且最終得出的測量結(jié)果只能作為參考使用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能使被檢測活塞自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)并且能夠自動(dòng)進(jìn)行測量的活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)檢測裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)檢測裝置,所述檢測裝置包括設(shè)置在工作臺(tái)上的第一安裝部,用于安裝活塞,并帶動(dòng)活塞繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng);位移傳感器,所述位移傳感器上設(shè)有電感測頭,通過所述電感測頭檢測活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)信息;傳遞單元,將所述信息進(jìn)行傳遞;處理單元,接收所述信息并將進(jìn)行處理??蛇x地,上述的裝置中,所述第一安裝部包括固定設(shè)置在工作臺(tái)上的基準(zhǔn)定位裝置,所述基準(zhǔn)定位裝置上設(shè)有支撐板,所述支撐板具有旋轉(zhuǎn)軸線并通過第一電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)軸帶動(dòng),所述活塞的一端固定在所述支撐板上。可選地,上述的裝置中,所述位移傳感器通過第二安裝部設(shè)置在所述工作臺(tái)上,使得所述位移傳感器能夠在所述活塞軸向和徑向方向上移動(dòng)??蛇x地,上述的裝置中,所述第二安裝部包括設(shè)置在工作臺(tái)上的移動(dòng)導(dǎo)軌,所述移動(dòng)導(dǎo)軌通過第二電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)螺桿驅(qū)動(dòng)并在所述活塞徑向方向上做往復(fù)運(yùn)動(dòng);所述移動(dòng)導(dǎo)軌上還設(shè)有與所述活塞軸線平行的支撐架,所述位移傳感器活動(dòng)設(shè)置在所述支撐架上??蛇x地,上述的裝置中,所述檢測裝置還包括角度傳感器,對(duì)應(yīng)的檢測信息為活塞的轉(zhuǎn)動(dòng)角度;所述角度傳感器設(shè)置在所述第一安裝部的傳動(dòng)軸上。可選地,上述的裝置中,所述角度傳感器與所述傳遞裝置之間還設(shè)有信號(hào)編碼器??蛇x地,上述的裝置中,所述傳遞單元包括信號(hào)放大器和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器??蛇x地,上述的裝置中,所述處理單元包括微處理器。本發(fā)明至少存在以下有益技術(shù)效果I)、本發(fā)明被檢測的活塞是通過第一安裝部帶動(dòng),不需要人工轉(zhuǎn)動(dòng),并且能夠?qū)Νh(huán)槽的徑向跳動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)檢測并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和計(jì)算,提高了檢測精度、減少人為誤差,并且降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率;2)、本發(fā)明活塞的支撐板是通過第一電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng),結(jié)構(gòu)原理簡單,節(jié)約成本;3)、本發(fā)明的位移傳感器安裝簡單,在第一電動(dòng)機(jī)等部件作用下可以在活塞軸向和徑向進(jìn)行移動(dòng)調(diào)整,使得檢測調(diào)節(jié)更方便,也減少了人為干涉,保證檢測精度;4)、本發(fā)明電感測頭可跟隨位移傳感器在活塞軸向和徑向方向移動(dòng),使得該電感測頭適用于各種規(guī)格的活塞,另外也可測試其它一些軸套類零件的跳動(dòng);5)、本發(fā)明還通過角度傳感器檢測活塞的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信息,與位移傳感器的檢測信息進(jìn)行配合,能夠得出活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)時(shí)的精確角度信息,確定相應(yīng)的活塞位置;并且所述位移傳感器和角度傳感器的檢測信息能夠滿足采用極坐標(biāo)數(shù)學(xué)模型的條件,能夠更準(zhǔn)確通過使得最終的檢測和計(jì)算地得出時(shí);6)、本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)和測量裝置采用活塞的周向旋轉(zhuǎn)和徑向位移,只需兩套檢測裝置就能完成極坐標(biāo)方程式的參數(shù)采集,既靈敏又簡潔,能隨時(shí)檢測出環(huán)槽徑向微小的變化,保證了環(huán)槽跳動(dòng)的范圍;7)、本發(fā)明的在硬件和軟件選用方面,采用目前成熟的電感測頭產(chǎn)品、精密傳感器技術(shù)、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、常用辦公軟件等,只需要進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)和組裝使用即可,不需投入專門資金和精力研發(fā)各種配件,節(jié)約成本、保證質(zhì)量且性能可靠。
圖1為本發(fā)明活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為現(xiàn)有檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;其中1-活塞,2-電感測頭,3-位移傳感器,4-支撐架,5-數(shù)據(jù)線,6_信號(hào)放大器,7_模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器,8-微處理器,9-基準(zhǔn)定位裝置,10-傳動(dòng)軸,11-第一電動(dòng)機(jī),12-信號(hào)編碼器,13-角度傳感器,14-移動(dòng)導(dǎo)軌,15-傳動(dòng)螺桿,16-第二電動(dòng)機(jī),17-工作臺(tái),18-支撐板,19-底座,20-百分表,21-百分表測頭。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所示,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)檢測裝置,所述檢測裝置包括設(shè)置在工作臺(tái)17上的第一安裝部,用于安裝活塞1,并帶動(dòng)活塞I繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。位移傳感器3,在位移傳感器3上設(shè)有電感測頭2,通過電感測頭2檢測活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)信息。傳遞單元,將活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)信息進(jìn)行傳遞。處理單元,接收活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)信息并將進(jìn)行處理。本發(fā)明被檢測的活塞I是通過第一安裝部帶動(dòng),不需要人工轉(zhuǎn)動(dòng),并且位移才傳感器能夠?qū)Νh(huán)槽的徑向跳動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)檢測,后續(xù)再自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和計(jì)算,提高了檢測精度、減少人為誤差,并且降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率。另外,本例中能夠帶動(dòng)活塞I繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)第一安裝部可以是多種形式,并且還可以通過其他傳感器檢測來與所述環(huán)槽徑向跳動(dòng)信息相關(guān)的信息,例如活塞轉(zhuǎn)動(dòng)角度信息等。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,第一安裝部包括固定設(shè)置在工作臺(tái)17上的基準(zhǔn)定位裝置9,在基準(zhǔn)定位裝置9上設(shè)有支撐板18,支撐板18具有旋轉(zhuǎn)軸線并通過第一電動(dòng)機(jī)11和傳動(dòng)軸10帶動(dòng),活塞I的一端固定在支撐板18上,并隨著支撐板18 —起轉(zhuǎn)動(dòng),結(jié)構(gòu)原理簡單,節(jié)約成本。當(dāng)然,能夠帶動(dòng)活塞I繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的第一安裝部并不局限于上述一種結(jié)構(gòu),可以是多種,例如第一電動(dòng)機(jī)可以通過皮帶和皮帶輪帶動(dòng)支撐板18旋轉(zhuǎn)等等。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,傳遞單元包括信號(hào)放大器6和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器7。將活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)信息進(jìn)行傳遞。其中處理單元包括微處理器8,用于接收活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)信息并將進(jìn)行處理。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,是通過位移傳感器3的電感測頭2來檢測活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)信息,具體為活塞環(huán)槽的徑向跳動(dòng)距離,使得檢測更加靈敏可靠,檢測精度更高。位移傳感器3是通過第二安裝部設(shè)置在所述工作臺(tái)17上,使得位移傳感器3能夠在活塞I軸向和徑向方向上移動(dòng)。位移傳感器3還通過數(shù)據(jù)線5依次與信號(hào)放大器6、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器7以及微處理器8進(jìn)行連接。其中,第二安裝部具體包括設(shè)置在工作臺(tái)17上的移動(dòng)導(dǎo)軌14,移動(dòng)導(dǎo)軌14通過第二電動(dòng)機(jī)16和傳動(dòng)螺桿15驅(qū)動(dòng)并在所述活塞I徑向方向上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。移動(dòng)導(dǎo)軌14上還設(shè)有與所述活塞I軸線平行的支撐架4,位移傳感器3采用活動(dòng)連接的方式設(shè)置在支撐架4上。本例中第二安裝部并不局限于上述一種結(jié)構(gòu),可以是多種,例如移動(dòng)導(dǎo)軌14的移動(dòng)可以采用液壓器件推動(dòng)等等。本發(fā)明的位移傳感器3安裝簡單,在第一電動(dòng)機(jī)11等部件作用下可以在活塞I軸向和徑向進(jìn)行移動(dòng)調(diào)整,使得檢測調(diào)節(jié)更方便,也減少了人為干涉,保證檢測精度。同樣,電感測頭2可跟隨位移傳感器3在活塞I軸向和徑向方向移動(dòng),使得該電感測頭2適用于各種規(guī)格的活塞1,另外也可測試其它一些軸套類零件的跳動(dòng)。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,還可以包括角度傳感器13,對(duì)應(yīng)的檢測信息為活塞I的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。角度傳感器13設(shè)置在第一安裝部的傳動(dòng)軸10上,跟隨傳動(dòng)軸10 —起轉(zhuǎn)動(dòng)。另夕卜,所述角度傳感器13與所述傳遞單元之間還設(shè)有信號(hào)編碼器12,信號(hào)編碼器12可以通過數(shù)據(jù)線5依次與信號(hào)放大器6、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器7以及微處理器8進(jìn)行連接。本發(fā)明還通過角度傳感器13檢測活塞I的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信息,與位移傳感器3的檢測信息進(jìn)行配合,能夠得出活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)時(shí)的精確角度信息,確定相應(yīng)的活塞I位置;并且位移傳感器3和角度傳感器13的檢測信息能夠滿足采用極坐標(biāo)數(shù)學(xué)模型的條件,能夠更準(zhǔn)確通過使得最終的檢測和計(jì)算地得出時(shí)。綜上所述,本發(fā)明是將現(xiàn)在通用的傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)及常用軟件的記錄和計(jì)算功能進(jìn)行綜合應(yīng)用,設(shè)計(jì)一套自動(dòng)檢測系統(tǒng)就能很好地解決該問題。在硬件和軟件選用方面,采用目前成熟的電感測頭2產(chǎn)品、精密傳感器技術(shù)、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、常用辦公軟件等,只需要進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)和組裝使用即可,不需投入專門資金和精力研發(fā)各種配件,節(jié)約成本、保證質(zhì)量且性能可靠。另外,本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)和測量裝置采用活塞I的周向旋轉(zhuǎn)和徑向位移,只需兩套檢測裝置就能完成極坐標(biāo)方程式的參數(shù)采集,既靈敏又簡潔,能隨時(shí)檢測出環(huán)槽徑向微小的變化,保證了環(huán)槽跳動(dòng)的范圍。如圖2所示是傳統(tǒng)的檢測裝置,是通過百分表20上的百分表測頭21對(duì)活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)進(jìn)行測量,其中活塞I是要通過手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng),并且底座19固定不動(dòng),所以存在反應(yīng)慢、精度低等缺點(diǎn)。本發(fā)明利用的原理如下I)、磁-電轉(zhuǎn)換原理利用電感測頭2中的磁柵位移能產(chǎn)生電信號(hào)的原理,將該電信號(hào)放大并進(jìn)行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換后,間接反應(yīng)工件表面的直徑跳動(dòng)變化。這種測量方式比機(jī)械式表類的齒輪傳動(dòng)原理更加靈敏可靠,精度能夠提高10倍。并且將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后可以直接通過軟件處理,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測量。有利于批量檢測和生產(chǎn)中的過程控制(SPC)的實(shí)現(xiàn)。2)、光-電轉(zhuǎn)換原理光柵式角度傳感器13具有將光信號(hào)的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的功能,利用與活塞傳動(dòng)軸10同軸安裝的角度傳感器13,將工件的角度變化轉(zhuǎn)換為光柵尺的轉(zhuǎn)動(dòng),從而產(chǎn)生電信號(hào)并通過模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換后,間接反應(yīng)工件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度,使工件的徑向跳動(dòng)與其角度一一對(duì)應(yīng),這樣不僅能探測到工件環(huán)槽表面的總體跳動(dòng)變化量,也能精確地檢測到相應(yīng)的工件位置。3)、極坐標(biāo)數(shù)學(xué)模型原理在計(jì)算測量點(diǎn)位置的數(shù)學(xué)模型中,有直角坐標(biāo)系(x,y)和極坐標(biāo)(r,0)兩種主要方法。極坐標(biāo)原理是用坐標(biāo)中一點(diǎn)到原點(diǎn)(極點(diǎn))的距離及該點(diǎn)和原點(diǎn)的連線與過原點(diǎn)的極軸所成夾角來確定坐標(biāo)位置。作為檢測徑向跳動(dòng)量變化的檢測裝置,采用極坐標(biāo)數(shù)學(xué)模型能更方便、準(zhǔn)確地檢測和計(jì)算,即通過電感測頭提供的徑向距離r和角度傳感器提供的角度0,就可以滿足極坐標(biāo)方程式的參數(shù)需要,計(jì)算出工件測點(diǎn)位置。本發(fā)明的具體工作過程包括如下步驟步驟一,將活塞I安裝在基準(zhǔn)定位裝置9上,啟動(dòng)第二電動(dòng)機(jī)16并使傳動(dòng)螺桿15轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)帶動(dòng)支撐架4在移動(dòng)導(dǎo)軌14上位移,調(diào)整電感測頭2在活塞I直徑方向的位置,并且調(diào)整電感測頭2在支撐架4上的上下位置,使電感測頭2插入環(huán)槽中心并接觸到工件表面。步驟二,啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)第一電動(dòng)機(jī)11,通過傳動(dòng)軸10帶動(dòng)支撐板18和活塞I做圓周轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)與傳動(dòng)軸10固定連接的角度傳感器13開始同速轉(zhuǎn)動(dòng)并發(fā)出信號(hào),與角度傳感器13配套的信號(hào)編碼器12將信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大器6傳遞到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器7,該裝置將模擬類型的角度信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息再傳遞給微處理器8中的常用辦公軟件如EXCEL。步驟三,工件開始旋轉(zhuǎn)后,在角度傳感器13開始發(fā)出轉(zhuǎn)角信號(hào)的同時(shí),電感測頭2開始隨著活塞環(huán)槽底徑的徑向變化而移動(dòng),測頭中的磁柵位移同時(shí)產(chǎn)生電信號(hào),該電信號(hào)的強(qiáng)弱與位移的大小成線性比例,該信號(hào)經(jīng)放大器6放大后,被傳輸?shù)侥M/數(shù)字轉(zhuǎn)換器7,該裝置將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào),并直接代表了工件表面的直徑跳動(dòng)變化。轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號(hào)直接輸入到微處理器中,與角度信號(hào)同時(shí)通過EXCEL等軟件處理,轉(zhuǎn)變?yōu)榘唇嵌葎澐值牟煌睆街?,這些數(shù)值的變化范圍就是該工件的環(huán)槽徑向跳動(dòng)誤差。從而實(shí)現(xiàn)了方便、精確的自動(dòng)測量。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤飾,這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)檢測裝置,其特征在于,所述檢測裝置包括設(shè)置在工作臺(tái)(17)上的: 第一安裝部,用于安裝活塞(I ),并帶動(dòng)活塞(I)繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng); 位移傳感器(3 ),所述位移傳感器(3 )上設(shè)有電感測頭(2 ),通過所述電感測頭(2 )檢測活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)信息; 傳遞單元,將所述信息進(jìn)行傳遞; 處理單元,接收所述信息并將進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)檢測裝置,其特征在于,所述第一安裝部包括固定設(shè)置在工作臺(tái)(17)上的基準(zhǔn)定位裝置(9),所述基準(zhǔn)定位裝置(9)上設(shè)有支撐板(18),所述支撐板(18)具有旋轉(zhuǎn)軸線并通過第一電動(dòng)機(jī)(11)和傳動(dòng)軸(10)帶動(dòng),所述活塞(I)的一端固定在所述支撐板(18 )上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)檢測裝置,其特征在于,所述位移傳感器(3)通過第二安裝部設(shè)置在所述工作臺(tái)(17)上,使得所述位移傳感器(3)能夠在所述活塞(I)軸向和徑向方向上移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)檢測裝置,其特征在于,所述第二安裝部包括設(shè)置在工作臺(tái)(17)上的移動(dòng)導(dǎo)軌(14),所述移動(dòng)導(dǎo)軌(14)通過第二電動(dòng)機(jī)(16)和傳動(dòng)螺桿(15)驅(qū)動(dòng)并在所述活塞(I)徑向方向上做往復(fù)運(yùn)動(dòng);所述移動(dòng)導(dǎo)軌(14)上還設(shè)有與所述活塞(I)軸線平行的支撐架(4 ),所述位移傳感器(3 )活動(dòng)設(shè)置在所述支撐架(4 )上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)檢測裝置,其特征在于,所述檢測裝置還包括角度傳感器(13),對(duì)應(yīng)的檢測信息為活塞(I)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度;所述角度傳感器(13)設(shè)置在所述第一安裝部的傳動(dòng)軸(10)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)檢測裝置,其特征在于,所述角度傳感器(13)與所述傳遞裝置之間還設(shè)有信號(hào)編碼器(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)檢測裝置,其特征在于,所述傳遞單元包括信號(hào)放大器(6)和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(7)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)檢測裝置,其特征在于,所述處理單元包括微處理器(8)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)檢測裝置,所述檢測裝置包括設(shè)置在工作臺(tái)上的第一安裝部、位移傳感器、傳遞單元以及處理單元;其中第一安裝部用于安裝并帶動(dòng)活塞繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng),位移傳感器上設(shè)有的電感測頭活塞環(huán)槽徑向跳動(dòng)信息進(jìn)行檢測,并且通過傳遞單元將信息進(jìn)行傳遞處理單元進(jìn)行處理,最終完成檢測;本發(fā)明被檢測的活塞是通過第一安裝部帶動(dòng),不需要人工轉(zhuǎn)動(dòng),并且能夠?qū)Νh(huán)槽的徑向跳動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)檢測并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和計(jì)算,提高了檢測精度、減少人為誤差,并且降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率。
文檔編號(hào)G01B7/00GK103075953SQ201310008520
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者趙維忠, 邱路, 關(guān)峰, 吳成明, 王志海, 趙福全 申請(qǐng)人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團(tuán)有限公司