一种测量圆柱面钢支座曲面衬板表面形状公差的装置的制作方法

1.本发明涉及工程测量技术领域，具体为一种测量圆柱面钢支座曲面衬板表面形状公差的装置。


背景技术：

2.支座是一种支承工程结构和传力的装置，桥梁支座一般设置在桥梁的上部结构(梁)与下部结构(墩台)之间，将上部结构的各种荷载传递到下部结构，并能够适应活载、温度变化、混凝士收缩与徐变等因素所产生的位移和转动，使上下部结构的实际受力情况符合设计的计算图式，目前圆柱面钢支座广泛用于货运铁路及客货共线铁路的建设，其特点为曲面衬板为小半圆柱体形式，在桥梁因活载等原因发生纵桥向转动时，其圆柱面衬板可相应转动而将力传递至桥梁下部结构，如果圆柱面衬板表面公差不符合要求，则可能发生圆柱面钢支座难以适应桥梁转动，仅而约束梁体的转动需求，反而对梁体产生伤害，为此明确要求衬板在表面形状公差为滑板直径的0.03％和0.20mm中的较大者，具体落实在圆柱面钢支座中即要求其表面形状公差≤0.20mm，由于圆柱面钢支座的曲面衬板形式为小半圆柱体，其表面形状公差即圆柱度，圆柱度指任一垂直截面最大尺寸与最小尺寸差即为圆柱度，圆柱度误差本身包含了轴剖面和横剖面两个方面的误差，圆柱度公差带是两个同轴圆柱面间的区域，该两个同轴圆柱面间的径向距离即为公差值，换话句话说：即圆柱度是表示圆柱面轮廓上的各个点，对其轴线保持等距的状况；
3.而目前关于圆柱度的测量方法有两点法，三点法和三坐标测量法等，其中两点法，三点法都需要被测样品在给定横截面内回转一周通过指示表的最大与最小示值来计算圆柱度公差，但是圆柱面钢支座的圆柱面衬板尺寸为小半圆柱体，工件本身无法旋转，不能匹配两点法三点法等需要工件旋转的测量方法，仅三坐标测量法适合测量圆柱面衬板的表面形状公差，但是圆柱面衬板工件的尺寸为430mm
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280mm
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83mm的独立的衬板工件及670mm
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330mm
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120mm衬板与支座上座板为一体结构，重量在40kg～110kg，每次需要将样品放置在三坐标测量机上费时费力，很难对每个工件进行测量。


技术实现要素：

4.本发明提供一种测量圆柱面钢支座曲面衬板表面形状公差的装置，可以有效解决上述背景技术中提出两点法，三点法和三坐标测量法无法对工件进行很好的测量的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种测量圆柱面钢支座曲面衬板表面形状公差的装置，包括横向支撑架以及位于横向支撑架内侧横向滑动的纵向支撑板，所述横向支撑架内部横向开设有用以纵向支撑板滑动的横向滑槽，纵向支撑板嵌入滑动连接于横向滑槽的内侧，且纵向支撑板边部与横向滑槽内壁契合，且纵向支撑板内部位于横向支撑架两侧处均贯穿开设有连接孔，连接孔设置有四个，且横向支撑架两侧位于纵向支撑板内部均设置有两个，四个连接孔内均嵌入插接有千分表，千分表通过其表杆与连接孔契合连接；
6.所述横向支撑架两侧底端均垂直连接有支撑柱，且支撑柱底端固定连接于弧形托板的顶部弧顶处，弧形托板底面粘接有防滑橡胶垫。
7.根据上述技术方案，所述千分表的表杆外侧位于纵向支撑板底部和顶部位置处均紧密套接有橡胶限位套环，且两个橡胶限位套环分别与纵向支撑板底部和顶部紧密接触。
8.根据上述技术方案，所述纵向支撑板顶部与横向支撑架底部对应位置处开设有限位槽，所述纵向支撑板顶面位于限位槽两侧边部位置处均固定胶接有限位挡块，两个限位挡块分别与横向支撑架的两侧边部相接触，且限位挡块顶面中部垂直连接有对位指针，所述横向支撑架边部和顶面均等距开设有校正度量槽，校正度量槽共设置有个。
9.根据上述技术方案，所述限位槽开设于纵向支撑板的顶面中心位置，限位槽内侧底部表面纵向均匀粘接有橡胶防滑条。
10.根据上述技术方案，所述横向支撑架顶部与校正度量槽的中心相对应的位置处均固定连接有螺纹座，所述螺纹座设置有个，且螺纹座内部通过螺纹契合连接有挤压螺杆，所述挤压螺杆贯穿于横向支撑架，且挤压螺杆与横向支撑架内部也通过螺纹契合相连。
11.根据上述技术方案，所述挤压螺杆顶端固定焊接有操作旋钮，挤压螺杆底端位于横向滑槽内侧位置处连接有挤压盘，且挤压盘为圆形，挤压盘底部表面均匀设置有防滑凸粒。
12.根据上述技术方案，所述横向支撑架顶部两端与支撑柱对应位置处连接有拆卸螺栓，拆卸螺栓通过螺纹贯穿连接于横向支撑架内，且拆卸螺栓的底部穿过横向支撑架与支撑柱顶部固定连接。
13.用上述技术方案测量形状公差的方法具体包括如下步骤：
14.s1、清零；
15.s2、移动测量；
16.s3、统计计算；
17.所述s1中，将测量装置通过弧形托板放置于被测圆柱体衬板的表面，并使纵向支撑板滑动至横向支撑架的端部，保证4个千分表的表针均垂直于被测圆柱体表面，然后将千分表需先压入至少2mm，使千分表清零，此时该截面为最初位置截面。
18.根据上述技术方案，所述s2中，将纵向支撑板在横向支撑架内滑动，并使纵向支撑板顶部的对位指针与横向支撑架表面校正度量槽的位置对应；
19.然后旋动挤压螺杆使挤压螺杆挤压纵向支撑板来对纵向支撑板的位置进行限制，此时纵向支撑板便在横向支撑架的内部移动横到另一个截面，记录4件千分表的数据，以此类推，校正度量槽设置有10个，分别将4件千分表移动至各个校正度量槽的位置，并记录4件千分表在各个截面处测得的数据，共移动个9截面，分别测得获得36个数据，加上最初位置截面的数据共计40个数据。
20.根据上述技术方案，所述s3中，将4件千分表测得的不同截面位置40的个数据输入至excel表格内，统计出测得数据的最大值与最小值，即距离轴线最远的点与距离轴线最近的点，两者之间的差值即表面形状公差值。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便：
22.1、通过横向支撑架、横向滑槽、纵向支撑板和千分表，在纵向支撑板带着千分表移动过程中，通过千分表来对测量物的外表面进行限制测量，通过确定4个点的方式来确定一
个圆，并以该圆截面做为基准，同时通过4个千分表来间接的确定圆截面的圆心，然后整体移动纵向支撑板和千分表，由于4个千分表表针指向的交点不变，即在整个过程中圆柱体的轴线确定，根据此特点便可以通过后续移动千分表数据的变更来判断表面点距离轴线的远近，在取得的若干数据中找出最大值与最小值，两者的差值即圆柱面表面形状公差，以此方式来进行测量，该装置的测量方法与基准固定的传统样板法相比，该方法的基准可随被测样品改变，在工厂批量测量时，其评估的结果更有说服力，而与三坐标测量法相比，虽检测精度低于三坐标测量法，但胜在检测便捷，适用于大批量测量，并且不适用于传统2点法和3点法测量的样品，如半圆柱体等非整圆柱体均可采用本方法，因此本装置能够适用于不同测量样品的测量。
23.2、通过限位槽、限位挡块、对位指针和校正度量槽能够使纵向支撑板在横向支撑架内的横向滑槽内进行移动时，对纵向支撑板的移动位置进行快速精确的对位，进而使得纵向支撑板在测量时移动的过程中每次均能够移动一定的距离，进而使得纵向支撑板上千分表的移动位置也是一致的，以此来提高千分表对各个圆截面的测量精度，以便更好更精准的进行数据测量；
24.同时在纵向支撑板移动至预定的测量位置后，通过螺纹座和操作旋钮方便带着挤压螺杆进行移动，以此方便通过挤压螺杆来对纵向支撑板的位置进行挤压限制，进而使得纵向支撑板和千分表在移动至测量位置后能够保证其测量过程中的稳定性，进而便于更好的获取测量数据和实现更便捷的测量。
25.3、通过橡胶限位套环方便将千分表在纵向支撑板内的位置进行限制，进而使得千分表在测量过程中其位置不会产生移动，同时便于千分表进行更准确的测量，且通过拆卸螺栓方便将横向支撑架与其底部的支撑柱之间进行快速的固定连接与拆卸，进而使得方便对支撑柱及其底部的弧形托板进行拆卸更换，以此便于测量装置对不同类型的测量物进行适应性的测量，提高了装置的测量范围。
附图说明
26.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
27.图1是本发明的结构示意图；
28.图2是本发明操作旋钮的安装结构示意图；
29.图3是本发明千分表的安装结构示意图；
30.图4是本发明测量方法的步骤流程图；
31.图5是本发明的原理示意图；
32.图中标号：1、横向支撑架；2、横向滑槽；3、纵向支撑板；4、千分表；5、橡胶限位套环；6、支撑柱；7、弧形托板；8、限位槽；9、限位挡块；10、对位指针；11、校正度量槽；12、螺纹座；13、挤压螺杆；14、操作旋钮；15、拆卸螺栓。
具体实施方式
33.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
34.实施例：如图1
‑
3所示，本发明提供一种技术方案，一种测量圆柱面钢支座曲面衬板表面形状公差的装置，包括横向支撑架1以及位于横向支撑架1内侧横向滑动的纵向支撑板3，横向支撑架1内部横向开设有用以纵向支撑板3滑动的横向滑槽2，纵向支撑板3嵌入滑动连接于横向滑槽2的内侧，且纵向支撑板3边部与横向滑槽2内壁契合，且纵向支撑板3内部位于横向支撑架1两侧处均贯穿开设有连接孔，连接孔设置有四个，且横向支撑架1两侧位于纵向支撑板3内部均设置有两个，四个连接孔内均嵌入插接有千分表4，千分表4通过其表杆与连接孔契合连接，千分表4的表杆外侧位于纵向支撑板3底部和顶部位置处均紧密套接有橡胶限位套环5，且两个橡胶限位套环5分别与纵向支撑板3底部和顶部紧密接触，便于千分表4与纵向支撑板3之间的连接，且方便对千分表4的位置进行限制，以便千分表4进行更好的测量；
35.横向支撑架1两侧底端均垂直连接有支撑柱6，且支撑柱6底端固定连接于弧形托板7的顶部弧顶处，弧形托板7底面粘接有防滑橡胶垫。
36.纵向支撑板3顶部与横向支撑架1底部对应位置处开设有限位槽8，限位槽8开设于纵向支撑板3的顶面中心位置，限位槽8内侧底部表面纵向均匀粘接有橡胶防滑条，方便后续对纵向支撑板3的移动位置进行精准的限制，便于更好的进行测量，纵向支撑板3顶面位于限位槽8两侧边部位置处均固定胶接有限位挡块9，两个限位挡块9分别与横向支撑架1的两侧边部相接触，且限位挡块9顶面中部垂直连接有对位指针10，横向支撑架1边部和顶面均等距开设有校正度量槽11，校正度量槽11共设置有10个，便于按照规定距离来测量不同的截面。
37.横向支撑架1顶部与校正度量槽11的中心相对应的位置处均固定连接有螺纹座12，螺纹座12设置有10个，且螺纹座12内部通过螺纹契合连接有挤压螺杆13，挤压螺杆13贯穿于横向支撑架1，且挤压螺杆13与横向支撑架1内部也通过螺纹契合相连，挤压螺杆13顶端固定焊接有操作旋钮14，挤压螺杆13底端位于横向滑槽2内侧位置处连接有挤压盘，且挤压盘为圆形，挤压盘底部表面均匀设置有防滑凸粒，方便通过操作旋钮14来带动挤压螺杆13移动，进而便于通过挤压螺杆13和挤压盘来对纵向支撑板3的位置进行限制，使得纵向支撑板3在带着千分表4测量时其在横向支撑架1内侧的位置更加稳定。
38.横向支撑架1顶部两端与支撑柱6对应位置处连接有拆卸螺栓15，拆卸螺栓15通过螺纹贯穿连接于横向支撑架1内，且拆卸螺栓15的底部穿过横向支撑架1与支撑柱6顶部固定连接，方便横向支撑架1与支撑柱6之间的连接，同时方便将支撑柱6从横向支撑架1的底部进行拆卸，进而便于更换不同类型的支撑柱6和弧形托板7。
39.根据上述技术方案，如图4
‑
5所示，形状公差的测量方法具体包括如下步骤：
40.s1、清零；
41.s2、移动测量；
42.s3、统计计算；
43.s1中，将测量装置通过弧形托板7放置于被测圆柱体衬板的表面，并使纵向支撑板3滑动至横向支撑架1的端部，保证4个千分表4的表针均垂直于被测圆柱体表面，然后将千分表4需先压入至少2mm，使千分表4清零，该截面为最初位置截面。
44.根据上述技术方案，s2中，将纵向支撑板3在横向支撑架1内滑动，并使纵向支撑板3顶部的对位指针10与横向支撑架1表面校正度量槽11的位置对应；
45.然后旋动挤压螺杆13使挤压螺杆13挤压纵向支撑板3来对纵向支撑板3的位置进行限制，此时纵向支撑板3便在横向支撑架1的内部移动横到另一个截面，记录4件千分表4的数据，以此类推，校正度量槽11设置有10个，分别将4件千分表4移动至各个校正度量槽11的位置，并记录4件千分表4在各个截面处测得的数据，共移动9个截面，分别测得获得36个数据，加上最初位置截面的数据共计40个数据。
46.根据上述技术方案，s3中，将4件千分表4测得的不同截面位置的40个数据输入至excel表格内，统计出测得数据的最大值与最小值，即距离轴线最远的点与距离轴线最近的点，两者之间的差值即表面形状公差值。
47.本发明的工作原理及使用流程：该测量圆柱面钢支座曲面衬板表面形状公差的装置在实际测量过程中，首先依据实际测量物的测量需求来选择对应测量的弧形托板7，然后将弧形托板7放置在被测圆柱体衬板的表面，使得弧形托板7底部的防滑橡胶垫与被测圆柱体衬板的表面接触，实现防滑，接着将纵向支撑板3滑动至横向支撑架1的端部，并使纵向支撑板3顶部的对位指针10与横向支撑架1边端位置处的校正度量槽11的位置准确对应，然后旋紧横向支撑架1顶部该位置处的操作旋钮14，使得操作旋钮14带着挤压螺杆13下压，使得挤压螺杆13底部的挤压盘能够精准的压在纵向支撑板3上的限位槽8内，以此通过挤压螺杆13和其底部的挤压盘来对纵向支撑板3的位置进行限制，使得纵向支撑板3的位置在测量时不会产生松动；
48.接着将纵向支撑板3内部的4个千分表4的表针均垂直于被测圆柱体表面，调节千分表4使表针下压2mm后清零，并使表针与接触面垂直，而此时4个千分表4所测得的数据记为该圆截面最初位置的测量数据，该截面即为最初位置截面；
49.再接着，将纵向支撑板3在横向支撑架1内滑动，并使纵向支撑板3顶部的对位指针10移动至横向支撑架1表面校正度量槽11相对应的位置，校正度量槽11有10个，且第一个校正度量槽11的位置为最初位置，因此依照顺序，将纵向支撑板3和4个千分表4依序移动至下一个校正度量槽11的位置，并重复上述步骤，通过挤压螺杆13和挤压盘来对纵向支撑板3和4个千分表4的位置进行固定，在4个千分表4的位置固定后，并记录4件千分表4在当前移动位置的数据；
50.以此类推，校正度量槽11设置有10个，直至将4件千分表4分别移动至各个校正度量槽11的位置，并记录4件千分表4在各个校正度量槽11处的截面位置所测得的数据，一共移动9个截面，分别测得获得36个数据，加上最初位置截面的数据共计40个数据；
51.在4件千分表4测得不同截面位置的数据后，将4件千分表4测得的不同截面位置的40个数据均输入至excel表格内，统计出测得数据的最大值与最小值，即距离轴线最远的点与距离轴线最近的点，两者之间的差值即表面形状公差值，实现了通过4个点确定一个圆，以该圆截面做为基准，同时通过这4个千分表确定了圆截面的圆心，然后整体移动千分表，由于4个千分表表针指向的交点不变，即在整个过程中圆柱体的轴线确定，据此可以通过后续移动千分表数据的变更来判断表面点距离轴线的远近。
52.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保
护范围之内。