机车增压器主轴螺母盲孔螺纹垂直度检测装置与检测方法与流程

本发明涉及柴油机涡轮增压器技术领域。

背景技术：

内燃机车增压器是机车的核心部件，增压器在工作时其转子的转速一般都在30000—40000转/分钟，而增压器核心部件是其转子部分。转子部分主要是由主轴、轮盘叶片、轴承套、叶轮、主轴螺母等组成。因高温、高转速的工况，对转子部件的加工精度要求非常高，其中主轴螺母是主轴和叶轮的锁紧定位的重要部件，紧固时其端面会受到很大压力。如果端面相对于螺纹垂直度不好，就意味着紧固时主轴螺母端面和被连接的叶轮面接触不均匀，容易在主轴螺纹头部形成附加弯矩，这对于主轴疲劳强度有很大影响，甚至会导致主轴螺纹掉头的质量事故发生，在增压器转子高速旋转中也会直接影响转子的动平衡的稳定性。因此，主轴螺母的设计图样对于其端面相对于螺纹的垂直度严格要求，因主轴螺母的螺纹形状复杂特殊，螺纹又在主轴螺母的盲孔中，螺纹的检测都比较难，国外有专业的螺纹测量技术公司推出不少专业的螺纹测量仪，但能检测盲孔内螺纹的装置却非常少，并且这些测量仪造价不菲，购置费用很高。

也有一些通用的测量设备如三坐标测量仪、光学测量仪也有相关的螺纹测量功能，但都不够专业精度也不高。例如：三坐标测量机按理论螺距沿螺旋槽取点建立轴线，但测球探不进沟槽内部，测量精度不高，检测过程比较麻烦。光学测量机一般用于两头带中心孔的轴类零件的检测，对主轴螺母的内螺纹无法形成投影，也就无法检测。

技术实现要素：

为克服现有技术中的缺陷，本发明提出以下技术方案：一种机车增压器主轴盲孔螺母螺纹垂直度检测装置，其特征在于：底板上面固定4根支撑柱，设有中心孔的基座固定于4根支撑柱的上端。设有凸台的空心轴轴部穿过基座上的中心孔并与中心孔的内径之间形成过盈配合公差。设有轴挡的旋转轴的上端中心设有半圆孔，顶珠置于该半圆孔内。旋转轴下端中心设有螺孔，底部设有中心孔的锁紧罩被螺钉紧固于旋转轴下端的螺孔内。锁紧罩与基座的下部之间设有压簧。锁紧罩的上端面与基座的下表面之间设有间隙。杠杆千分表紧固于测表支架上，而测表支架固定于基座的侧面。底板采用硬尼龙材料。基座采用铝合金材料。设有凸台的空心轴采用调质钢。设有凸台的空心轴的内孔与旋转轴的外径之间公差为0.01—0.03mm，最佳值为0.02mm。一种利用上述装置检测机车增压器主轴盲孔螺母螺纹垂直度的方法，包括以下步骤：1)将主轴螺母拧紧到旋转轴上端螺纹，利用顶珠顶到主轴螺母盲孔底面中心位置，保证主轴螺母的螺纹与检测装置旋转轴螺纹保持自由锁紧状态。2)调整测表支架保证杠杆千分表的测针与主轴螺母的被测端面接触，并使测针压紧0.1mm—0.2mm，然后旋转锁紧螺母带动旋转轴转动，其中压簧保证了设有凸台的空心轴与旋转轴的轴肩保持紧密接触轴向无撺动，此时旋转360度，杠杆千分表所显示的变化量就可以测量出主轴螺母端面跳动，由于主轴螺母端面是环带，跳动近似等于垂直度，经计算验证误差小于0.005mm，可以直接作为主轴螺母的螺纹轴线与端面的垂直度使用。

采用上述技术方案的机车增压器主轴螺母盲孔螺纹垂直度检测装置具有结构简单，成本低、操作简单、检测效率高，检测精度高。利用顶珠顶到主轴螺母盲孔底面中心位置，保证主轴螺母的螺纹与检测装置旋转轴螺纹保持自由锁紧状态，旋转一周用千分表测量盲孔螺母的螺纹与端面垂直度的装置，解决了机车增压器主轴螺母盲孔螺纹垂直度无法检测问题。

附图说明

本发明共有附图2张：

图1为本发明机车增压器主轴螺母盲孔螺纹垂直度检测装置的立体图。

图2为图1的a-a剖视图。

图中：1、底板，2、支撑柱，3、基座，4、设有凸台的空心轴，5、设有轴肩的旋转轴，6、顶珠，7、锁紧罩，8、测表支架，9、杠杆千分表，10、压簧，11、螺钉，12、主轴螺母。

具体实施方式

这种机车增压器主轴盲孔螺母螺纹垂直度检测装置，它的技术特征在于：底板1上面固定4根支撑柱2，设有中心孔的基座3固定于所述4根支撑柱2的上端，设有凸台的空心轴4轴部穿过基座3上的中心孔并与中心孔的内径之间形成过盈配合公差。设有轴挡的旋转轴5的上端中心设有半圆孔，顶珠6置于该半圆孔内。旋转轴5的下端中心设有螺孔。底部设有中心孔的锁紧罩7被螺钉11紧固于旋转轴5下端的螺孔内。锁紧罩7与基座3的下部之间设有压簧10。锁紧罩7的上端面与基座3的下表面之间设有间隙。杠杆千分表9紧固于测表支架8上，而测表支架8固定于基座3的侧面。底板1采用硬尼龙材料。基座3采用铝合金材料，设有凸台的空心轴4采用调质钢，底板1与支撑柱2之间采用螺钉链接。基座3与设有凸台的空心轴4采用过盈配合采用温差装配方式，利用不同材料热变形量差异，达到安装结构简便，重量轻，安装后变形量小等特点，降低了高精度部件的组装误差。设有凸台的空心轴4的内孔与旋转轴5的外径之间公差为0.01—0.03mm，最佳值为0.02mm。

用压簧10保证凸台的空心轴4与旋转轴5的轴肩保持紧密贴合，无轴向窜动，解决了测量稳定性。利用顶珠6顶到主轴螺母12的盲孔底面中心位置，保证主轴螺母12的螺纹与检测装置旋转轴5螺纹保持自由锁紧状态。用m12防松螺钉10解决了锁紧螺母7带动旋转轴5旋转，且不松动。

一种利用上述装置检测机车增压器主轴盲孔螺母螺纹垂直度的方法，包括以下步骤：1)将主轴螺母12拧紧到旋转轴5上端螺纹，利用顶珠6顶到主轴螺母12盲孔底面中心位置，保证主轴螺母12的螺纹与检测装置旋转轴5螺纹保持自由锁紧状态。2)调整测表支架8保证杠杆千分表9的测针与主轴螺母12的被测端面接触，并使测针压紧0.1mm—0.2mm，然后旋转锁紧螺母7带动旋转轴5转动，其中压簧10保证了设有凸台的空心轴4与旋转轴5的轴肩保持紧密接触轴向无撺动，此时旋转360度，杠杆千分表9所显示的变化量就可以测量出主轴螺母12端面跳动。由于主轴螺母12端面是环带，跳动近似等于垂直度，经计算验证误差小于0.005mm，可以直接作为主轴螺母12的螺纹轴线与端面的垂直度使用。

技术特征：

技术总结
一种机车增压器主轴盲孔螺母螺纹垂直度检测装置与使用方法，其特征在于：底板上面固定4根支撑柱，设有中心孔的基座固定于4根支撑柱的上端。设有凸台的空心轴轴部穿过基座上的中心孔并与中心孔的内径之间形成过盈配合公差。设有轴挡的旋转轴的上端中心设有半圆孔，顶珠置于该半圆孔内。旋转轴下端中心设有螺孔，底部设有中心孔的锁紧罩被螺钉紧固于旋转轴下端的螺孔内。锁紧罩与基座3的下部之间设有压簧。锁紧罩的上端面与基座的下表面之间设有间隙。杠杆千分表紧固于测表支架上，而测表支架固定于基座的侧面。使用以上装置解决了机车增压器主轴螺母盲孔螺纹垂直度无法检测问题。这种装置结构简单，成本低、操作简便、检测效率高，检测精度高。

技术研发人员：初永春;刁立全;赵强
受保护的技术使用者：中车大连机车研究所有限公司
技术研发日：2017.10.25
技术公布日：2018.01.23