一种星形密封圈内径检测装置的制作方法

1.本发明涉及异型零件内径测量技术领域，具体涉及一种星形密封圈内径检测装置。


背景技术：

2.星形密封圈是一种广泛用于液压、气动等结构的旋转动密封或者往复动密封。和o型圈对比，星形密封圈的主要特点是在相同的压缩量时力矩较小，密封效果好，在光电产品的方位组件和俯仰组件的动密封中起着非常重要的作用。目前，光电产品的方位组件和俯仰组件对轴系的旋转力矩要求越来越小，为了满足力矩要求，星形密封圈的压缩量一般要求不超过0.1mm。由于星形密封圈压缩量降低，导致对星形圈的尺寸要求变严。由于星形密封圈一般采用丁腈橡胶制作成行，其材料较软，弹性好，注塑成型后内径尺寸精度很低，往往公差带是毫米级。
3.在一种已知的方位组件中，采用的星形密封圈内径尺寸是164.49
±
1.02mm，要求单边压缩量0.08mm。其中内径公差带是2.04mm，相当压缩量的25.5倍，确定了密封位置的结构件尺寸后，满足压缩量要求的密封圈尺寸较为严格。
4.由于星形密封圈材料软，无法用卡尺等其他标准测量设备测量，现有技术中，在装配环节只能将密封圈逐个装进方位组测试力矩，从而判断密封圈是否合适。该试验过程需要大量试装配时间，大大降低了装配效率。当一批密封圈均无法满足要求，则将方位组再次机加工，额外增加加工时间和转运时间，大大限制了方位组件的装配效率。目前尚没有合适的机械测量方式，市场上有具有视觉功能的检测仪，但星形密封圈材料软，很难在平面上摆放成圆形，检测仪检测的是一段段连续的凹凸圆弧，检测圆度误差很大，同时检测仪采用光照投影检测，星形圈有一定高度，光不是正向垂直，带来测量误差。因此迫切需要能精确测量星形密封圈内径的装置需求也越来越。


技术实现要素：

5.基于上述表述，本发明提供了一种星形密封圈内径检测装置，以解决现有技术中星形密封圈内径检测困难，误差较大的技术问题。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
7.一种星形密封圈内径检测装置，其包括
8.底座，所述底座的一端具有安装面，所述安装面上间隔设置有定位件；
9.两个对称设置于所述底座上的扩张组件，每一所述扩张组件包括扩张板和弹性件，两个所述扩张板相对设置且相互背离的一侧具有半圆形外轮廓，所述半圆形外轮廓上沿周向延伸形成有承载部，所述扩张板与所述定位件一一对应设置，所述弹性件连接于所述扩张板和对应的所述定位件，以使两个所述扩张板相互靠近；
10.驱动单元，所述驱动单元用于使两个所述扩张板相互远离；
11.检测单元，包括弹片、应变片和检测电路，所述扩张板的半圆形外轮廓上形成有凹
槽，所述弹片的两端弹性卡接于所述凹槽的两侧壁，所述应变片连接于所述弹片，所述检测电路与所述应变片电连接，可将所述应变片的弹性形变转化为电学物理参数的变化。
12.与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下有益技术效果：
13.本技术提供的星形密封圈内径检测装置，能够对星形密封圈内径进行精密测量，保证装配时，可以根据密封位置的结构件尺寸和压缩量，选择合适内径的星形密封圈，避免了盲目试验密封圈测力矩的环节，节省了人工装配时间。同时不同批次的产品不必对之前试验过的密封圈重复试验，可以根据产品需要直接确定星形密封圈的尺寸，提高装配效率。该装置可通过更换扩张板或者设置不同应变应力，测量不同内径的星形密封圈，测量范围广，可应用于大部分产品。
14.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
15.进一步的，所述驱动单元包括推进轴和压块，所述压块由两个相互对称的半环件组成，两个所述半环件的中部可配合形成锥形孔，所述半环件背离锥形孔的一侧可推动所述扩张板向相互远离的方向运动，所述推进轴具有与所述锥形孔配合的锥形头。
16.进一步的，所述扩张板背离所述半圆形外轮廓的一侧的中部具有抵接部，所述驱动单元还包括传递块，所述传递块的两侧分别抵接所述半环件和所述抵接部。
17.进一步的，所述底座上连接有盖板，所述盖板位于所述扩张组件远离所述安装面的一侧，所述盖板上形成有螺纹孔，所述推进轴上形成有与所述螺纹孔配合的细丝螺纹。
18.进一步的，所述推进轴远离所述锥形头的一端形成有外六方结构。
19.进一步的，所述扩张板上形成有限位孔，所述扩张板通过所述限位孔活动套设于所述定位件，所述弹性件为压缩弹簧且两端连接所述限位孔侧壁和所述定位件。
20.进一步的，所述检测电路包括电源、全桥电路模块和电压表，所述应变片与全桥电路模块电连接，所述全桥电路模块分别和所述电源及所述电压表电连接。
21.进一步的，所述电源为直流电源。
附图说明
22.图1为本发明实施例提供的一种星形密封圈内径检测装置的结构示意图；
23.图2为底座、两个扩张组件及驱动单元的组装示意图；
24.图3为底座和两个扩张组件的拆解示意图；
25.图4为图2的截面示意图；
26.图5为推进轴的结构示意图。
具体实施方式
27.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
29.可以理解，空间关系术语例如“在
……
下”、“在
……
下面”、“下面的”、“在
……
之
下”、“在
……
之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在
……
下面”和“在
……
下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90
°
或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
30.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
31.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
32.如图所示，本技术
33.如图1所示，本技术实施例提供了一种星形密封圈内径检测装置，其包括底座10、两个扩张组件20、驱动单元30和检测单元。
34.其中，底座10作为支撑，其上端具有安装面，安装面上间隔设置有定位件11，在本实施例中，底座10为两侧对称的结构，其中定位件11相对其对称基准面设置在安装面的两侧位置。
35.结合图2至图4所示，两个扩张组件20对称设置于所述安装面，每一所述扩张组件20包括扩张板21和弹性件22，所述扩张板21整体呈半圆形板状结构，两个扩张板21相对设置且相互背离的一侧具有半圆形外轮廓，即两个扩张板21为一个圆形结构平分形成的两半结构，其完全靠近时可以组合为圆板状。
36.所述半圆形外轮廓上沿周向延伸形成有承载部211，用于放置星形密封圈。
37.所述扩张板21与所述定位件11一一对应设置，所述弹性件22连接于所述扩张板21和对应的所述定位件11，以使两个所述扩张板21相互靠近；具体的，所述扩张板21上形成有限位孔21a，所述扩张板21通过所述限位孔21a活动套设于所述定位件11，所述弹性件22为压缩弹簧且两端连接所述限位孔21a侧壁和所述定位件11。
38.所述驱动单元30用于使两个所述扩张板21相互远离。
39.结合图5所示，所述驱动单元30包括推进轴31和压块32，所述压块32由两个相互对称的半环件321组成，两个所述半环件321的中部可配合形成锥形孔，即每个半环件321的中部是一个侧壁为锥形孔的一半的凹槽，当两个半环件321对接时，两个凹槽就可以构成一个完整的锥形孔；所述半环件321背离锥形孔的一侧可推动所述扩张板21向相互远离的方向运动，所述推进轴31具有与所述锥形孔配合的锥形头311，当锥形头311配合设置在两个半环件321构成的锥形孔时，沿轴向继续推动推进轴，两个半环件321就能相互远离，进而推动外侧的扩张板21向相互远离的方向运动。
40.所述扩张板21背离所述半圆形外轮廓的一侧的中部具有抵接部212，所述驱动单元30还包括传递块33，所述传递块33的两侧分别抵接所述半环件321和所述抵接部212，传递块33将半环件321施加的推力施加给抵接部212，进而推动两个扩张板的半圆形外轮廓稳
定向外扩张。
41.在本实施例中，所述底座10上连接有盖板12，所述盖板12位于所述扩张组件20远离所述安装面的一侧，所述盖板12上形成有螺纹孔12a，所述推进轴31上形成有与所述螺纹孔12a配合的细丝螺纹312，通过旋转推进轴31，可以带动细丝螺纹312与螺纹孔12a旋转配合，进而使推进轴31沿轴向运动。
42.为了便于扳手拧动推进轴31，推进轴31远离所述锥形头311的一端形成有外六方结构。
43.检测单元包括弹片41、应变片42和检测电路43，所述扩张板21的半圆形外轮廓上形成有凹槽21b，所述弹片41的两端弹性卡接于所述凹槽21b的两侧壁，所述应变片42连接于所述弹片41，所述检测电路43与所述应变片42电连接，可将所述应变片42的弹性形变转化为电学物理参数的变化。
44.在本优选的实施例中，所述检测电路43包括电源431、全桥电路模块432和电压表433，所述应变片42与全桥电路模块432电连接，所述全桥电路模块432分别和所述电源431及所述电压表433电连接，更优选的，所述电源为直流电源。
45.当应变片42发生形变时，电路中其两端的电压会相应发生改变，且极其微小的形变也会导致电压的变化，因此本技术的检测原理为：通过扩张板21的扩张将星形密封圈撑开，当检测电路43中电压表433的电压值产生变化时，弹片41被星形密封圈内侧挤压并刚开始产生形变，此时星形密封圈恰好处于完全张开和弹性拉伸的临界状态，其内圈周长即为其自然状态下的周长，根据该周长即可求出星形密封圈的内径。
46.反应为数学模型表达式为：规定扩张板21对应半圆形外轮廓的半径为r，星形密封圈的内径为r，上述临界状态下，两个扩张板21之间的距离为d。
47.根据几何原理，则有：
48.在已知r的前提下，只需要测量d的尺寸，就能求出r。
49.本技术的具体使用过程如下：
50.将底座10水平放置在水平台上，确保承载部211上端面为水平面，将星形密封圈放在在测量装置的两个扩张板21的承载部211上，注意星形密封圈的端面平置，以消除星形密封圈截面的倾斜带来的测量误差。调节直流电源431输出电压5v，拧动推进轴31，推进轴31与盖板12的连接螺纹产生轴向位移，使推进轴31往下运动。推进轴31通过锥孔的斜面驱动半环件321产生径向位移，使两块扩张板21压缩弹簧22，向外运动，与星形密封圈贴紧，当星形密封圈被挤压受到微小力时，检测电路43通过全桥电路模块432将形变反应为电压表433读数的变化，此时说明弹片41及应变片42被挤压变形，停止拧动推进轴31。测量两扩张板21之间距离d，算出星形圈内圆周长2πr+2d，计算出内径
51.根据上述表述可知，本技术提供的星形密封圈内径检测装置，能够对星形密封圈内径进行精密测量，保证装配时，可以根据密封位置的结构件尺寸和压缩量，选择合适内径的星形密封圈，避免了盲目试验密封圈测力矩的环节，节省了人工装配时间。同时不同批次的产品不必对之前试验过的密封圈重复试验，可以根据产品需要直接确定星形密封圈的尺寸，提高装配效率。该装置可通过更换扩张板或者设置不同应变应力，测量不同内径的星形
密封圈，测量范围广，可应用于大部分产品。
52.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。