专利名称：薄壁轴承套圈内径气动测量仪的制作方法
技术领域：
本发明属于一种轴承内径测量装置，主要涉及一种中小型薄壁轴承套圈内径气动测量仪。
背景技术：
目前的中小型轴承套圈壁厚最薄处只有0.275mm，薄壁轴承套圈尺寸及形位公差采用传统的机械测量仪器测量时极易产生变形，无法进行有效测量；并且由于测量力(通常为120～200g)的影响，被测表面易产生测痕，影响被测工件表面质量，此问题在轴承加工、乃至机械行业为一大难题。特别是在军工轴承套圈的生产过程中影响尤为突出，其对柔性轴承套圈有特殊技术要求控制成品零件的内径和外径的平均值。对此，目前尚无有效测量方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种薄壁轴承套圈内径气动测量仪，其能有效、精确、方便的对薄壁轴承零件进行测量，被测零件的表面不划伤，几何形状不变形。
本发明的目的可采用如下技术方案来实现其主要包括气电转换器、电子显示器以及气动测头，气动测头采用圆柱形结构，放置在一测量装置上，在测头周向均布有八个或八个以上的偶数喷嘴，其是将压缩空气通过喷嘴喷向套在其外部的轴承套圈内径，气动测头根据感应将气流压力变为长度值的变化，通过气电转换器进行转换，并通过电子显示器显示测量值。
所述测量装置主要包括底座、上旋转盘、下旋转盘，下旋转盘套在测头下部的凸台上，上旋转盘放置在下旋转盘的上部，气动测头位于上、下旋转盘内，测量喷嘴的出口位于测头的外径表面，测头内设置有气道，喷嘴与气道连通，气道的下端与和底座上的气管接头连接，测头连接气电转换器。
在下旋转盘上设置一挡圈，挡圈上部套在上旋转盘外部，并和上旋转盘相对固定。
本发明是根据流体静力学流体动力学原理，靠压缩空气作介质，利用压缩空气气流缝隙大小的变化进行对比测量。测量时采用多喷嘴、小气孔的气动测头技术方案，喷嘴的选择如下
(1)选择气动测量喷嘴两个为对向喷嘴时，其测量力为f＝c×m×Pi其中c为间隙系数 当S(测量间隙)＝0.02mm时，取c＝0.6m为测量影响面积 m＝πr2r为喷嘴孔半径Pi为喷嘴孔输出压力 Pi＝3Kgf/cm2当喷嘴r＝1mm＝0.1cm时，f＝0.6×π×0.12×3＝0.056Kg f＝56gf，如此大的测量力会使工件产生弹性变形，以致无法测量，故在对薄壁轴承的气动测量时，利用两个测量喷嘴对轴承内径的测量无法满足测量要求。
(2)考虑到气动喷嘴特性Q＝S×2πr Q为从喷嘴挡板的间隙中流出的空气侧流量S为测量间隙若将喷嘴设置为四对(即周向八个，喷嘴孔半径为r0)时，欲使其变换倍率dQ/dS与对向喷嘴等效，则2πr＝2π×4r0r0为小喷嘴孔半径因此，r0＝r/4＝0.25mm考虑到喷嘴不易堵塞，r0取0.3～0.4mm即0.03～0.04cm。此时喷嘴测量力f＝c×m×Pi＝0.6×π×0.032×3≈0.005(Kgf)＝5(g)试验证明沿气动测头圆周方向四对喷嘴均匀作用下，测量变形引起的测量误差不大于0.0002mm，即在测头与工件间形成了一个气垫，使工件保持了原状，测出的内径为实际情况下的平均值。以上也可证明当在气动测头上设置有8个以上的偶数喷嘴时，同样可满足测量要求。
由以上可知本发明主要解决解决了中小型薄壁(特别是柔性轴承)轴承成品套圈内径尺寸测量问题，其具有以下特点测头采用8个以上的喷嘴均匀分布，测力小(＜20g)，被测工件不变形，测值准确。由于测头与被测表面不直接接触，避免了被测表面产生测痕。由于采用非接触测量，测头不磨损，使用期限长。气动测量仪放大倍数高，人为误差小，测量精度高。测头与气电转换器、电子显微器之间可采用软管连接，以实现远距离测量操作。上、下旋转盘相对转动能对喷嘴与被测工件相对位置进行微调，即可调整被测套圈的轴向位置。仪器整体结构简单，操作方便。
图1为本发明的工作原理图。
图2为本发明用于测量套圈内径的测量装置的结构示意图。
图中1、被测套圈，2、气动测头，3、挡圈，4、上旋转盘，5、下旋转盘，6、底座，7、外管接头，8、测量喷嘴(8个)，9、气道，10、内管接头，11、气电转换器，12、电子显示器，13、放大器，14、驱动电路。
具体实施例方式
结合附图，说明本发明的具体实施例。
如图1所示，其主要包括气电转换器(现有)11、电子显示器12(现有)以及气动测头，气动测头采用圆柱形结构，放置在一测量装置上，在测头内周向均布有八个或八个以上的偶数喷嘴8(本实施例采用八个)，其是将压缩空气通过喷嘴喷向套在其外部的轴承套圈1内径，气动测头2根据感应将气流压力变为长度值的变化，通过气电转换器11进行转换，并通过放大器13以及驱动电路14使电子显示器显示测量值。
如图2所示的测量装置包主要包括底座6、上旋转盘4、下旋转盘5，下旋转盘5放置在测头2底部的凸台上，上旋转盘4放置下旋转盘5上。上旋转盘4与挡圈3连接，挡圈3下部套在下旋转盘5外部。测头2上部为圆柱形，位于上下转盘内，底部为一凸台，固定在底座6上。测量喷嘴8有八个，均布在测头2周向一周，测量喷嘴8的出口位于测头外径表面，测头2内设置气道，气道分别与测量喷嘴8连通，气道的下端和测头2底部设置的气管接头10连接。气动测头2根据感应将气流压力变为长度值，通过气电转换器进行转换，并通过电子显微器显示测量值。
使用时，按以下步骤进行测量测量前将标准件沿气动测头2自然下放，标准件基准端面与测头定位面良好接触；旋转下旋转盘5，使上旋转盘4与下旋转盘5相对转动，从而调整被测套圈的轴向位置，使被测处(避开倒角)对准测量喷嘴8；调整电子显微仪使其显示数值到零位，准备工作即可。
测量时，将被测套圈1沿气动测头2自然下放，使被测零件基准端面与测头定位面良好接触，此时，电子柱测微仪上显示的数值即为被测套圈与标准件的差值，从而可得出被测套圈内径的实际尺寸。
权利要求
1.一种轴承套圈内径气动测量仪，包括气电转换器(11)、电子显示器(12)以及气动测头(2)其特征在于气动测头(2)采用圆柱形结构，放置在一测量装置上，其是将压缩空气通过气动测头(2)上的测量喷嘴(8)喷向套在其外部的轴承套圈(1)内径，气动测头(2)根据感应将气流压力变为长度值的变化，通过气电转换器(11)进行转换，并通过电子显示器(12)显示测量值。
2.根据权利要求1所述的轴承套圈内径气动测量仪，其特征在于所述测量装置主要包括底座(6)、上旋转盘(4)、下旋转盘(5)，下旋转盘(5)放置在测头(2)下部的凸台上，上旋转盘(4)放置下旋转盘(5)的上部，气动测头(2)上部位于上、下旋转盘内，下部和底座(6)固定，测量喷嘴(8)的出口位于测头的外径表面，测头内设置有气道(9)，喷嘴与气道(9)连通，气道的下端与和测头(2)底部的气管接头(10)连接，测头连接气电转换器(11)。
3.根据权利要求1所述的轴承套圈内径气动测量仪，其特征在于在上旋转盘外围设置连接一挡圈(3)，挡圈(3)下部套在下旋转盘(5)外部，
4.根据权利要求1所述的轴承套圈内径气动测量仪，其特征在于气动测头(2)上的测量喷嘴(8)为八个或八个以上的偶数个，均布在测头周向一周。
5.根据权利要求1所述的轴承套圈内径气动测量仪，其特征在于测量喷嘴(8)的半径为0.3～0.4mm。
6.根据权利要求1或5所述的轴承套圈内径气动测量仪，其特征在于测量喷嘴(8)的半径为0.3mm。
全文摘要
本发明公开了一种轴承套圈内径气动测量仪，其主要包括气电转换器(11)、电子显示器(12)以及气动测头(2)，气动测头(2)采用圆柱形结构，放置在一测量装置上，其是将压缩空气通过气动测头(2)上的喷嘴(8)喷向套在其外部的轴承套圈(1)内径，气动测头(2)根据感应将气流压力变为长度值的变化，通过气电转换器(11)进行转换，并通过电子显示器(12)显示测量值。其能有效、精确、方便的对薄壁轴承零件进行测量，被测零件的表面不划伤，几何形状不变形。测量时，可调整被测套圈的轴向位置，仪器整体结构简单，操作方便。
文档编号G01M13/00GK1755324SQ200410060559
公开日2006年4月5日 申请日期2004年9月30日 优先权日2004年9月30日
发明者孙金花, 王景夏, 刘桥方, 张远, 乔卫红 申请人:洛阳轴承集团有限公司