一种混凝土搅拌机拌缸同轴度检测装置及检测方法与流程

本发明属于多孔同轴度检测技术领域，具体涉及一种混凝土搅拌机拌缸同轴度检测装置及检测方法。

背景技术：

搅拌机是一种重要的施工机械，广泛用各种建筑、公路、桥梁等工程中。搅拌机轴孔的同轴度如果超差，会使轴承倾斜，进而引起轴承异常发热、振动，同时降低了主轴的回转精度，影响搅拌质量和轴端密封的使用寿命，甚至导致搅拌机损坏、停机等问题。

目前对于大跨度多孔工件的同轴度检测而言，主要采用长轴塞规量法和三坐标量法。然而，上述测量方法中长轴塞规量法测量精度低，三坐标量法设备庞大、操作繁杂、低效率、且投资高成本。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述方法检测搅拌机轴孔的同轴度时，测量精度低或设备庞大、操作繁杂、高成本的不足，提供一种结构和操作简单、制造成本低、测量精度高的混凝土搅拌机拌缸同轴度检测装置及其检测方法。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：一种混凝土搅拌机拌缸同轴度检测装置，包括工装轴、轴承、支撑法兰和测量工具，工装轴上设有两个轴承，支撑法兰包括两个法兰盘，两个法兰盘可分别固定在待测拌缸的任意两个待测孔处，工装轴可通过两个轴承与两个法兰盘连接；所述测量工具包括千分表。

作为本发明一种混凝土搅拌机拌缸同轴度检测装置的进一步改进，所述工装轴的中段为圆管，两端均为方管。

作为本发明一种混凝土搅拌机拌缸同轴度检测装置的进一步改进，所述测量工具还包括磁力表座，磁力表座可固定在工装轴上。

作为本发明一种混凝土搅拌机拌缸同轴度检测装置的进一步改进，所述法兰盘扇形法兰，其圆心角为120°~180°。

作为本发明一种混凝土搅拌机拌缸同轴度检测装置的进一步改进，所述轴承为深沟球轴承。

一种用所述同轴度检测装置检测搅拌机拌缸同轴度的方法，包括以下步骤：

a）安装检测装置：从多个待测孔中任意选取待测孔一和待测孔二，将两个法兰盘分别固定在待测孔一和待测孔二处，两个轴承的内环分别套接在工装轴上，外环分别固定在两个法兰盘上，千分表安装在磁力表座上，磁力表座固定在待测孔处的工装轴上，并确保指针能与待测孔内表面接触；

b）测量待测孔的竖直和水平实测偏差：测量前将千分表调零，设待测孔K为任意一个待测孔，测量该孔竖直实测偏差的方法为：将千分表指针与待测孔K内表面的最高点接触，记下千分表读数，旋转工装轴，将千分表指针与待测孔K内表面的最低点接触，记下千分表读数，待测孔K的竖直实测偏差为，；测量待测孔K孔心水平实测偏差的方法为：将千分表指针与待测孔K内表面的最左点接触，记下千分表读数，旋转工装轴，将千分表指针与待测孔内表面的最右点接触，记下千分表读数，待测孔K的水平实测偏差为，；按照步骤b）所述方法依次测量各待测孔的竖直和水平实测偏差；

c）计算待测孔的竖直和水平理论偏差：由步骤b）中得到待测孔一的竖直和水平实测偏差分别为和，待测孔二的竖直和水平实测偏差分别为和，以工装轴的中轴线为Z轴，在竖直YOZ平面内建立坐标系，设待测孔一的孔心在Y轴上，则待测孔一和待测孔二孔心的坐标分别为和，其中，为已知的待测孔一和待测孔二之间的距离，待测孔一和待测孔二孔心两点在YOZ平面内确定的直线方程为：，该直线即为竖直方向同轴度理论线；同理，以工装轴的中轴线为Z轴，在水平XOZ平面内建立坐标系，设待测孔一的孔心在X轴上，可得待测孔一和待测孔二孔心两点在XOZ平面内确定的直线方程为：；计算待测孔K相于对理论线的理论偏差：设待测孔K的孔心在YOZ平面的坐标为，在XOZ平面内的坐标为，其中，为已知的待测孔一与待测孔K之间的距离，将孔心坐标分别带入所述两个直线方程可得：，， 和即为待测孔K相对于理论线的竖直理论偏差和水平理论偏差；按照步骤c）所述方法依次计算各待测孔的竖直理论偏差和水平理论偏差；

d）计算待测孔的实际偏差：待测孔K的竖直实测偏差与竖直理论偏差作差得到待测孔K的竖直实际偏差，即；待测孔K的水平实测偏差与水平理论偏差作差得到待测孔K的水平实际偏差，即；按照所述方法依次计算各待测孔竖直和水平实际偏差。

作为本发明一种用同轴度检测装置检测搅拌机拌缸同轴度的方法的进一步改进，所述步骤a）中，待测孔一与待测孔二相邻，且待测孔一与待测孔二之间的距离不小于其他任意两个相邻待测孔间的距离。

作为本发明一种用同轴度检测装置检测搅拌机拌缸同轴度的方法的进一步改进，所述步骤b）、步骤c）和步骤d）中的计算均通过计算机软件完成。

作为本发明一种用同轴度检测装置检测搅拌机拌缸同轴度的方法的进一步改进，所述步骤b）和步骤c）中使用千分表测量时，均进行多次测量，剔除异常值后，取剩余测量值的取平均值。

本发明所提供的一种混凝土搅拌机拌缸同轴度检测装置，使用支撑法兰、轴承、工装轴和千分表即可测得待测孔偏差的数据，结构简单、操作方便，且千分表的测量精度高，克服了目前的测量装置测量精度低或设备庞大、操作繁杂、高成本的不足，整个试验过程仅需一名普通操作员即可轻松完成。

本发明所提供的一种用同轴度检测装置检测搅拌机拌缸同轴度的方法，采用二维线性分析法，分别用千分表对拌缸待测孔中的各孔在水平和竖直方向偏差进行测量，选取两个待测孔，以此两点实测偏差值确定该两点的坐标，并以该两点建立直线方程作为水平和竖直方向的理论直线方程，将被测孔之间的距离作为横坐标带入理论直线方程计算出竖直和水平理论偏差，将实测偏差与理论坐标作对比，最终获得各孔的同轴度实际偏差，测量和计算精度高；所有计算过程均可通过计算机软件完成，省时省力。

综上，本发明所提供的混凝土搅拌机拌缸同轴度检测装置结构和操作简单、制造成本低、测量精度高，本发明所提供的同轴度检测方法计算精度高，对提高搅拌设备的可靠性和使用寿命有重要意义，应用前景良好。

附图说明

图1为本发明同轴度检测装置的安装结构示意图；

图2为本发明同轴度检测装置的工装轴正视图；

图3为本发明同轴度检测装置的支撑法兰正视图；

图4为本发明同轴度检测装置的法兰盘侧视图；

图5为本发明同轴度检测方法的竖直平面内待测孔实测偏差与理论偏差示意图；

图6为本发明同轴度检测方法的水平平面内待测孔实测偏差与理论偏差示意图；

附图标记：1、工装轴，2、轴承，3、法兰盘，4、待测孔一，5、待测孔二，6、待测孔K。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明一种混凝土搅拌机拌缸同轴度检测装置及检测方法的技术方案作进一步描述。

如图1至图4所示，一种混凝土搅拌机拌缸同轴度检测装置，包括工装轴1、轴承2、支撑法兰和测量工具，工装轴1的中段为圆管，两端均为方管，圆管上设有两个轴承2，轴承2为深沟球轴承；所述支撑法兰包括两个法兰盘3，法兰盘3的圆心角可为120°、150°或180°，两个法兰盘3可分别固定在待测拌缸的任意两个待测孔处，工装轴1可通过圆管上的两个轴承2与两个法兰盘3连接；所述测量工具包括千分表和磁力表座，千分表与磁力表座固定连接，磁力表座可固定在工装轴1的方管上。

一种用所述同轴度检测装置检测搅拌机拌缸同轴度的方法，包括以下步骤：

a）安装检测装置：从多个待测孔中选取待测孔一4和待测孔二5，待测孔一4与待测孔二5相邻，带侧孔一与待测孔二内径尺寸相同，且待测孔一4与待测孔二5之间的距离不小于其他任意两个相邻待测孔间的距离，将两个法兰盘3分别固定在待测孔一4和待测孔二5处，两个轴承2的内环分别套接在工装轴1的圆管两端，外环分别固定在两个法兰盘3上，千分表安装在磁力表座上，磁力表座固定在待测孔处的工装轴1上，并确保指针能与待测孔内表面接触；

b）测量待测孔的竖直和水平实测偏差：测量前将千分表调零，设待测孔K6为任意一个待测孔，测量该孔竖直实测偏差的方法为：将千分表指针与待测孔K6内表面的最高点接触，记下千分表读数，旋转工装轴1，将千分表指针与待测孔K6内表面的最低点接触，记下千分表读数，待测孔K6的竖直实测偏差为，；测量待测孔K6孔心水平实测偏差的方法为：将千分表指针与待测孔K6内表面的最左点接触，记下千分表读数，旋转工装轴1，将千分表指针与待测孔内表面的最右点接触，记下千分表读数，待测孔K6的水平实测偏差为，；上述使用千分表测量时，均进行多次测量，取平均值；按照步骤b）所述方法依次测量各待测孔的竖直和水平实测偏差；

c）计算待测孔的竖直和水平理论偏差：由步骤b）中得到待测孔一4的竖直和水平实测偏差分别为和，待测孔二5的竖直和水平实测偏差分别为和，如图5所示，以工装轴1的中轴线为Z轴，在竖直YOZ平面内建立坐标系，设待测孔一4的孔心在Y轴上，则待测孔一4和待测孔二5孔心的坐标分别为和，其中，L₁₂为已知的待测孔一4和待测孔二5之间的距离，待测孔一4和待测孔二5孔心两点在YOZ平面内确定的直线方程为：，该直线即为竖直方向同轴度理论线；同理，如图6所示，以工装轴1的中轴线为Z轴，在水平XOZ平面内建立坐标系，设待测孔一4的孔心在X轴上，可得待测孔一4和待测孔二5孔心两点在XOZ平面内确定的直线方程为：；计算待测孔K6相于对理论线的理论偏差：设待测孔K6的孔心在YOZ平面的坐标为，在XOZ平面内的坐标为，其中，为已知的待测孔一4与待测孔K6之间的距离，将孔心坐标分别带入所述两个直线方程可得：，， 和即为待测孔K6相对于理论线的竖直理论偏差和水平理论偏差，如图5和图6所示，图中圆形点代表待测孔在坐标系中的实测圆心坐标，三角形点代表理论圆心坐标，待测孔一4的实测圆心坐标与理论圆心坐标重合，待测孔二5的实测圆心坐标与理论圆心坐标重合；按照步骤c）所述方法依次计算各待测孔的竖直理论偏差和水平理论偏差；

d）计算待测孔的实际偏差：待测孔K6的竖直实测偏差与竖直理论偏差作差得到待测孔K6的竖直实际偏差，即；待测孔K6的水平实测偏差与水平理论偏差作差得到待测孔K6的水平实际偏差，即；按照所述方法依次计算各待测孔竖直和水平实际偏差。

步骤b）、步骤c）和步骤d）中直接测量的数据和测量前已知的各孔间距离数据输入到EXCEL或MATLAB软件中，所有计算均通过EXCEL或MATLAB软件完成。

本发明所提供的一种混凝土搅拌机拌缸同轴度检测装置，使用支撑法兰、轴承、工装轴和千分表即可测得待测孔偏差的数据，结构简单、操作方便，且千分表的测量精度高，克服了目前的测量装置测量精度低或设备庞大、操作繁杂、高成本的不足，整个试验过程仅需一名普通操作员即可轻松完成。

本发明所提供的一种用同轴度检测装置检测搅拌机拌缸同轴度的方法，采用二维线性分析法，分别用千分表对拌缸待测孔中的各孔在水平和竖直方向偏差进行测量，选取两个待测孔，以此两点实测偏差值确定该两点的坐标，并以该两点建立直线方程作为水平和竖直方向的理论直线方程，将被测孔之间的距离作为横坐标带入理论直线方程计算出竖直和水平理论偏差，将实测偏差与理论坐标作对比，最终获得各孔的同轴度实际偏差，测量和计算精度高；所有计算过程均可通过EXCEL或MATLAB软件完成，省时省力。

综上，本发明所提供的混凝土搅拌机拌缸同轴度检测装置结构和操作简单、制造成本低、测量精度高，本发明所提供的同轴度检测方法计算精度高，对提高搅拌设备的可靠性和使用寿命有重要意义，应用前景良好。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡未脱离本发明技术方案内容，均仍属于本发明技术方案的范围内。