专利名称：轴径测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种轴径测量仪，尤其适用于火车车轴、机床主轴等大轴径的高精度测量，属量具。
对于大轴径的测量，现有技术常采用大规格外径千分尺通用量具，该轴径测量仪的组成包括千分尺本体、固定测头、活动测头和游标刻度。在测量操作过程中，需两手扶正千分尺，上下左右摆动寻找真实的轴径，适度的旋紧活动测头，对游标刻度，观察所测外径值。由于现有轴径测量仪自身重，两测头距离远，操作者两手受力状况复杂，旋紧活动测头有轻重，因而对于不同的操作者或者同一操作者在不同的测量次数中会出现不同的测量值，具有一定的人为随机因素，测量精度不稳定。
本实用新型的目的旨在克服现有技术的不足而提供一种消除了人为随机因素的轴径测量仪。
为达上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种轴径测量仪，其特征包括一机体，为一经调质处理后的半圆形钢架；一上定位轴，设在半圆形钢架的纵轴线上、紧固在机体的顶部，其前端焊固有具有两条横向刀口的硬质合金测头；一侧定位轴，设在半圆形钢架的横轴线上、紧固在机体的一侧端，其前端焊固有具有两条纵向刀口的硬质合金测头；一动平衡机构，设在半圆形钢架的横轴线上、安装在机体的另一侧端，其结构包括一弹簧、一导套、一垫片、一法兰和一导向螺钉，垫片和法兰紧固在机体上，法兰内壁套设有导套，导套内设有弹簧，弹簧的一端通过垫片顶抵在机体上，另一端顶抵在导套的内端壁，藉助一导向螺钉以防止导套转动；导套端面的直径小于侧定位轴两纵向刀口间的距离；一侧量机构，安装在动平衡机构内，与动平衡机构同一轴线，其结构包括一位移传感器、一传感器座和一导向螺钉，传感器座紧固在机体上，位移传感器夹持在传感器座上，在位移传感器测头前端焊固有硬质合金，并藉助导向螺钉以防止其测头转动，该测头端面、导套端面与侧定位轴测头刀口端面间相互平行，且与上定位轴测头刀口端面垂直；
静平衡凹槽，开设在机体的两侧；一手把，设置于机体的上部。
侧定位轴测头刀口端面、导套端面与位移传感器测头端面间具有极高的平行度；其公共轴线与上定位轴测头轴线具有极高的垂直度。
上定位轴轴线两侧重量设计为纵横向静平衡状态；在测量过程中，弹簧迫使导套与被测工件产生的磨擦力与测量仪整机自由下落力设计为动平衡状态。
本实用新型轴径测量仪的操作方法是手持测量仪手把把测量仪轻轻放置在标准样环上，记录标准样环的直径，认定为测量基准。然后测量工件直径，首先确认被测工件直径在标准样环直径±1毫米内；当被测工件如
图1放置时，位移传感器测头触在被测工件直径上，传感器测头随被测工件的不同直径而位移，记录其位移值并与测量基准比较，即可得被测工件的直径。
本实用新型的轴径测量仪采用径向同截面无间隙三点测量法(如图4所示)、侧母线三点定位法(如图5所示，为图4的A-A视图)和上母线两点定位法(如图6所示，为图4的B-B视图)进行测量。
本实用新型测量仪的纵横向均为对称设计，质量分布均匀。当被测工件如图4、5、6放置时，上定位轴测头两刀口靠测量仪整机自重F3紧贴在被测工件的母线上，弹簧力F2将被测工件紧紧地夹持在侧定位轴两刀口和导套端面之间，因导套端面两点a′小于侧定位轴测头两刀口的a值，且又受平行横轴线的弹簧力F2的作用，可视为侧母线三点定位。又因被测工件直径较大，侧定位轴测头两刀口距离2a值很小，被测工件轴向在2a长度上的锥度和各径向截面的圆度误差远远小于被测工件的测量精度要求，故可忽略不计。侧定位轴和上定位轴的测头刀口线长均大于5毫米，传感器测头直径为5毫米的平面，当被测工件直径为D或D′时，其触头分别位于A.A′,B.B′和C.C′上，故被测工件直径在2毫米分段内，均可准确地测量在被测工件的真实直径上。
本实用新型测量仪采用的是比较测量法，在基本是同一温度和测量环境下，定期检测标准样环，修正测量基准，然后再测量被测工件；且测量仪机体经调质处理，变形极小，测头为硬质合金，磨损极小。在上述条件下，温度、环境、微量磨损等因素对测量精度的影响极小，可忽略不计。
本实用新型的技术方案是一种径向同截面无间隙三点测量法，机体自重和弹簧力迫使三测头紧贴在被测工件上，形成三点定圆心，直接测量直径，因此标准样环能准确地作为基准进行比较测量；且是一种上母线两点定位和侧母线三点定位的方法定位，克服了人为随机因素，极大地提高了可操作性；测点均焊固有硬质合金，导套和位移传感器测头只能作直线运动，不能转动，确保了各测头的耐磨性和微量磨损方向，使每次测量都触在同一点上。因而本实用新型的轴径测量仪具有测量精度高、可操作性好的显著优点。
附图的图面说明如下图1是本实用新型的轴径测量仪；图2是图1的A向视图；图3是图2的B向视图；图4是本实用新型的径向同截面无间隙三点测量法示意图；图5是本实用新型的侧母线三点定位法示意图；图6是本实用新型的上母线两点定位法示意图。
下面结合实施例并配合附图对本实用新型的技术方案作进一步的陈述图1是本实用新型的轴径测量仪，图2是图1的A向视图。如图所示，本实用新型的轴径测量仪主要由一机体、一上定位轴、一侧定位轴、一动平衡机构、一测量机构、静平衡凹槽和一手把组成。机体18是经调质处理的半圆形钢架。在半圆形钢架的纵轴线上、机体18的顶部，设有一上定位轴16，用螺钉3紧固在机体18上；上定位轴16的前端焊固有具有两条横向刀口的硬质合金测头。在半圆形钢架的横轴线上、机体18的一侧端，设有一侧定位轴17，用锁紧螺母1紧固在机体18上；侧定位轴17的前端焊固有具有两条纵向刀口的硬质合金测头。在半圆形钢架的横轴线上，机体18的另一侧端，设有一动平衡机构，其结构包括一弹簧11、一导套14、一垫片9、一法兰12和一导向螺钉13；垫片9和法兰12紧固在机体18上，法兰12的内壁套设有导套14，导套14内设有弹簧11，弹簧11的一端通过垫片9顶抵在机体18上，另一端顶抵在导套14的端壁，藉助一导向螺钉13以防止导套14转动；导套14端面的直径小于侧定位轴17两纵向刀口间的距离；弹簧11的选择使得在测量过程中，弹簧11迫使导套14与被测工件15产生的磨擦力与测量仪自由下落力为动平衡状态。在动平衡机构内、与动平衡机构同一轴线安装一测量机构，其结构包括一位移传感器6、一传感器座8和一导向螺钉10；传感器座8藉由一螺钉5紧固在机体18上，位移传感6藉由螺钉7紧固地夹持在传感器座8上，如图3所示；在位移传感器6测头前端焊固有硬质合金，并藉助导向螺钉10以防止其测头转动；该测头端面、导套14端面与侧定位轴17测头刀口端面间具有极高的平行度，且与上定位轴16测头刀口端面具有极高的垂直度。在机体18的两侧，开设有静平衡凹槽2，以调节测量仪对称中心轴线纵横两侧的重量相等。在机体18的上部，设置有一手把。
本实施例的测量仪测量轴径的范围是250±1毫米。选用GH-1.5型高精度位移传感器，其测量范围是±1.5毫米，线性度小于0.03％，经筛选，线性度可达0.01％，使得全长范围的测量精度最大差为0.0003毫米；且在传感器6测头前端焊固有直径为5毫米的硬质合金。本实施例的轴径测量仪测量精度达±0.0012毫米。
实施例2测量轴径的范围是80±1毫米，测量仪结构及位移传感器的选用等条件同实施例1，测量精度达±0.001毫米。
实施例3测量轴径的范围是400±1毫米，测量仪结构及位移传感器的选用等条件同实施例1，测量精度达±0.0015毫米。
权利要求1.一种轴径测量仪，其特征包括一机体，为一经调质后的半圆形钢架；一上定位轴，设在半圆形钢架的纵轴线上、紧固在机体的顶部，其前端焊固有具有两条横向刀口的硬质合金测头；一侧定位轴，设在半圆形钢架的横轴线上、紧固在机体的一侧端，其前端焊固有具有两条纵向刀口的硬质合金测头；一动平衡机构，设在半圆形钢架的横轴线上、安装在机体的另一侧端，其结构包括一弹簧、一导套、一垫片、一法兰和一导向螺钉，垫片和法兰紧固在机体上，法兰内壁套设有导套，导套内设有弹簧，弹簧的一端通过垫片顶抵在机体上，另一端顶抵在导套的内端壁，藉助一导向螺钉以防止导套转动；导套端面的直径小于侧定位轴两纵向刀口间的距离；一侧量机构，安装在动平衡机构内，与动平衡机构同一轴线，其结构包括一位移传感器、一传感器座和一导向螺钉，传感器座紧固在机体上，位移传感器夹持在传感器座上，在位移传感器测头前端焊固有硬质合金，并藉助导向螺钉以防止其测头转动，该测头端面、导套端面与侧定位轴测头刀口端面间相互平行，且与上定位轴测头刀口端面垂直；静平衡凹槽，开设在机体的两侧；一手把，设置于机体的上部。
2.如权利要求1所述的一种轴径测量仪，其特征是所述的位移传感器的测量范围为±1.5毫米，线性度小于0.03％。
专利摘要一种轴径测量仪,适用于大轴径高精度测量。在一半圆形机体上,设置一上定位轴、一侧定位轴、一动平衡机构、一测量机构、静平衡凹槽和一手把。采用径向同截面无间隙三点测量法、侧母线三点定位法和上母线两点定位法进行测量,是一种比较测量法,可克服人为随机因素,因而其测量精度高,可操作性好。
文档编号G01B3/38GK2326933SQ98200748
公开日1999年6月30日 申请日期1998年1月23日 优先权日1998年1月23日
发明者罗金海, 罗武军 申请人:北京海智科技开发中心