高度仪测杆挠度对曲轴拐径的测量误差分析.pdf

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1、第29卷第4期湖北工业大学学报2014年O8月V01．29NO．4JournalofHubeiUniversityofTechnologyAug．2014[文章编号]1003—4684(2014)04—0030—03高度仪测杆挠度对曲轴拐径的测量误差分析文艺，熊潇潇，周鹏(1武汉重3-铸锻有限责任公司，湖北武汉430084；2湖北省烟草公司武汉市公司物流配送中心，湖北武汉430000)[摘要]采用微电脑高度仪检测大型细长曲轴曲拐径时，为了减小因高度仪移动产生的系统误差，需要根据细长曲轴本身的特性以及曲拐径的特点，加长高度仪测杆，设计出合理的检测方案，从而

2、实现细长曲轴拐径检测的目的。[关键词]微电脑高度仪；测杆；曲轴拐径[中图分类号]TD161．5[文献标识码]：A某柴油机曲轴，属于典型的细长类曲轴，是装配台上，采用微电脑高度仪进行检测，考虑到高度仪在在某大型舰船上的重要传动部件。该曲轴是世界上平台上反复左右移动过程中，振动等因素会影响高最先进的曲轴之一，制造精度高，检测难度大[】]。度仪的测量精度，为了减小检测误差，高度仪在曲轴在该细长类曲轴检验过程中，涉及的检验工序一侧完成所有的检测工序，这样，高度仪的测杆长度很多。由于曲拐径多，拐径之间的角度为等分的就需要很大(图1)，而现有的高度仪测杆最长仅为72

3、。，如何检验曲轴偏心距及拐径相对拐角，是检验200mm，无法完成单边测量要求，为此，需要在系统该曲轴的重要核心问题。误差分析后，设计测杆加长杆，以完成检测任务。1细长曲轴拐径及拐径相对转角检验2高度仪加长测杆设计方案工艺分析微电脑高度仪测量曲轴角度、偏心距示意图如2．1测杆的技术要求图1所示。高度仪通过测杆接触工件被测表面，由仪器内部传感器将力信号转换为电信号进行处理，得出相关技术数据，再根据数据进行分析，得出结论。因而测杆属于弹性敏感元件，必须符合下列性能要求。1)刚性好加长测杆需要好的刚性，减小加长测杆的变形，从而有利于减小因变形而产生的系统误差，提

4、高检测精度。2)重量轻加长测杆的重量要满足该仪器平衡结构调整范围。过重，则影响传感器的灵敏度，从而影响了检测精度，同时也为测杆的刚性设计增加了图l微电脑高度仪测量曲轴角度、偏心距示意图难度。3)加长测杆夹持方便：测杆夹头必须与高度仪该细长曲轴各拐径相对转角72。，累计相对转夹持部分匹配，且要求拆卸方便。角公差为0．3。，各拐径偏心距为120±0．1mm。该4)易制作加长测杆必须就地取材，在满足使项指标是曲轴重要技术指标之一]，要求高，检测难用要求的条件下，尽量降低制造精度，减小制造成度大，检验步骤复杂。为此，在专用的高精度检验平本。[收稿日期]2014—

5、04—22[作者简介]文艺(1975一)，女，湖北武汉人，武汉重工铸锻有限责任公司工程师，研究方向为精密机械产品的设计，检验及质量管理第29卷第4期文艺，等高度仪测杆挠度对曲轴拐径的测量误差分析312．2高度仪加长测杆设计一丌×(D一d2)×一2．2．1选材根据测杆要求，选用不锈钢冷拔无缝钢管，测杆夹头与钢管密封塞采用铝合金制造，球头3．14×：：Q!一测头采用合金钢表面淬火后镀铬处理l3]。8．718×10一m。／m2．2．2测杆设计测杆外径20_。．mm，内径j2『单位长度测杆质量17。。mm，内孔两端17H7(与钢管密封塞及测杆MV夹头相配)，其余

6、涉及参数见图2。—L—P×一L一／测杆测头＼7．75×10。×8．718×10一一0．6756kg／m／，单位长度测杆均布载荷厂^、7Mq—×g一。．6756X9．81—6．628N由材料力学知识Ⅲ可知，一端固定简支梁在均图2高度仪加长测杆简图布载荷作用下的挠度qL一2．2．3高度仪加长测杆误差分析考虑到加长测面杆及侧头由于重量及刚度影响，会对测量带来新的由手册s知：不锈钢弹性模量E一2．058×1011N；系统误差，故需要对加长测杆进行刚性分析，进而分m析由于测杆的加长而产生的检测误差。空心钢管惯性矩一丌×m4；所以加长测杆由于受自重力和测头重力的作用

7、会产fA1—生变形，其受力及由此产生的挠度见图3。68x丽丽mm=6．06×10一。mm2)求，A由设计计算知测头质量为28g，可得加长测杆(a)测杆自重受力图’重力P—Mg—O．028×9．8—0．274N—～所以～＼：f一pL3A2一面一一O．274x^L=282mm0．282。丽m一(b)测杆受测头重力作用受力图2．96×10m3)求，综合考虑加长测杆的均布载荷和侧头集中载荷的影响，在加长测杆端部综合挠度fA—fAl+f^2一(6．06x10一。+2．96×10)mm=：：6．4×10mm(c)测杆综合受力图由加长测杆的刚性分析，其挠度影响的检测理

8、论误图3测杆受力及由此产生的挠度差最大值为6．4gm，满足该曲拐径检测要求。1)