连杆大小头孔中心线平行度检测方法.pdf

第2期(总第177期
机槭工程与自动
2013年4月
MECHANICAL ENGINEERING
AUTOMATION
文章编号:1672-6413(2013)02-0202-03
连杆大小头孔中心线平行度检测方法
张文睿
(中北大学,山西太原030051)
摘要:介绍了连杆大小头孔中心线平行度的一般要求和基本测量原理。具体分析了通用量具测量方法、专用
测量台测量方法、光电自动化设备测量方法之间的异同,并结合具体测量装置分析了每种测量方法的优缺点
及适用范。
关键词:连杆;平行度;测量方法
中图分类号:TH133.5
文獻标识码:B
0引言
而是设计、加工、测量时假想的一条基准线,用来形象
连杅是发动机的核心部件,连接活塞和曲轴,将作地描述孔的理论位置和形状。因此在测量时也不可能
用在活塞上的燃烧气体压力传给曲轴,输出扭矩。直接测到这条中心线,而是通过测量其他参数计算该
工作过程中,连杆承受活塞销传来的气体作用カ以及中心线的位置,即连杆孔中心线平行度实际上描述的
其本身摆动和活塞组往复运动时的交变载荷,机械是连杆两孔内壁的平行度和内壁对应位置的间距。
负荷重,工作条件恶劣9。连杆大小头孔轴线的平行
Zo2?
度直接影响活塞销与曲轴中心线的平行度和与汽缸中
心线的垂直度,使活塞在汽缸中产生前、后倾斜而间隙
不ー致り,从而导致活塞连杆组产生偏磨ら,加速了机
件的磨损[?,严重时会产生拉缸;连杆扭曲将造成窜
油、窜气,使发动机动力下降,经济性差,使用寿命缩
短;活塞在汽缸内运动不规则,还会发生前、后摇摆,撞
击汽缸壁产生敲缸。
目前通用的连杄检测方法大致有通用量具测量方
图1中心线平行度
法、专用测量台测量方法和光电自动化设备测量方
从测量方法上区分,主要根据是否采用心轴,分为
法
孔内壁测量法和心轴引出测量法。孔内壁测量法通过
连杆两孔中心线平行度测量的基本原理
测量该孔某一截面的内壁,计算该截面的圆心。既可
1.1孔中心线平行度要求
以测量多个圆心连线获得孔的实测中心线,再进行判
如图1所示,连杆以大、小孔中的一个孔轴线为基断;也可以测量另一孔对应截面圆心位置直接进行比
准,另一轴线理论上应处于平行于基准轴线且距离x较。心轴引出测量法是用一心轴从孔内穿过,并保证
的准确位置上,允许误差是以理论值为圆心的一个圆孔内壁与心轴本身贴合良好,认为心轴的中心线就是
柱空间?,因此轴线的实际位置处于该圆柱空间内即孔的中心线。在测量中往往又认为心轴本身是理想的
认为是满足设计精度要求的。
圆柱体,将两心轴外壁某一截面的平行度视为两孔中
1.2测量原理
心线的平行度
连杆大小头孔的中心线本身并不存在于杆身上,
从采用的测量工具上区分,主要分为机械仪表测
收稿日期:2012-10-10;修回日期:2012-10-30
作者简介:张文容(1986-),男,山西太原人,在读硬士研究生,主要研究方向为机械设计制造。
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2013年第2期
张文:连杆大小头孔中心线平行度检測方法
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量和电控测量两种。机械仪表测量大多采用千分表,量具与夹具相对固定后即成为专用测量台。专用测量
通过观察其指针跳动来读数。电控测量主要是指测量台测量方法往往与通用量具测量方法在测量原理上非
探头输出电流或者电压信号,通过一系列电信号处理常接近,只是测量工作更加简便,同时能够降低人为测
换算为被测量量,也有直接采用三坐标测量仪等通用量误差,提高测量准确性。通过合理设计还能在测量
测量仪器进行测量。
两孔中心线平行度的同时测量其他相关参数。
2通用量具測量方法
图4是一种连杆平行度的检测装置?。在底座
采用通用的夹具、定位装置和测量仪表组合对连上固定有平行设置的芯棒和竖直设置的支撑板,连杆
杆的若千距离参数进行测量,通过判断其相互位置关一段的轴孔能够套设在芯棒一上,另一端的轴孔上能
系确定连杆孔平行度是否满足精度要求。如图2所够穿设芯棒二,连杆两侧设置测量仪表,在支撑板上设
示,用千分表配合伸缩触头直接测量连杆孔内壁,测量有能够带动仪表移动的滑动机构。当滑动机构同时带
精度可达到0.01mm,重复精度≤0.005mm。这是最动两个千分表从芯棒二上划过时,分别读取两千分表
基本最直观的测量方法,具有很强的灵活性,并且只要的最大值,就可以得到在这个方向上两孔平行度误差
测量方法得当,也能满足测量精度的要求。缺点是
值。同理可以得到另一个方向的平行度误差,进而获
般操作较为复杂,甚至与检测人员的技术水平直接相得最终的检测结果。通过对图4进行改进,可以在
关,并且很难实现大批量检测。
次装夹中完成整个测量过程,如图5所示。
伸缩触头
测杆千分表及表架
连杆
千分表
支撑板
图2千分表直接测量连杆平行度误差
芯棒二
通常情况下,为了便于测量并且进一步提高测量
芯棒
精度,需要使用心轴,将测量孔内壁改为测量心轴的外
连杆
表面,图3为用心轴测量两孔平行度?的一种方法
用心轴穿过连杆两孔,并与孔紧密贴合,认为心轴本身
图4连杆平行度的检测装量
的轴线与孔中心线重合。使用千分表分别测量两个相
互垂直方向的平行度误差,测量中需要工件本身稍作
摆动,通过千分表读数的最大值确定该方向上轴线的
位置,两千分表读数分别加设定的基准距离即为该方
向两轴的实测距离,进一步计算得到两轴线的平行度
误差。
一千分表
模拟被轴线
图5改进后连杆平行度的检测装
总体来说这类测量方法原理简单,能够达到较高
的测量精度,但是依然需要较大的工作强度,而且依旧
模拟基准轴线
存在较大的人为误差。
光电自动化设备测量方法
随着传感器技术的发展,连杆检测也逐渐向着自
图3心轴法測量连杆平行度误差
动化的方向发展。出现了由微机控制、采用传感器的
3专用测量台测量方法
多参数综合量仪,在测量精度和测量效率上都有了
鉴于通用量具测量方法的复杂性,又考虑到连杆显著的提高。通过合理安排传感器,一次装夹可以同
生产通常批量较大,所以在通用量具测量的基础上,通时测量若干个待测参数,获得10多项甚至20多项尺
过对测量仪器进行整合,设计专用夹具或测量台架,将寸误差、形位误差类参数。而随着传感器本身的模块