CN109029204A - 机体错面尺寸测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明主要应用于柴油机部件检测领域，特别涉及一种机体错面尺寸测量装置及方法，包括测量标尺、平行平板及等高量块，测量标尺包括测量杆，测量杆两端分别安装固定表架和活动表架，测量杆上对应活动表架设置滑道，固定表架上安装表测量头，活动表架上安装百分表，等高量块设置为圆柱量块，测量杆、表测量头及百分表均平行布置。机体错面尺寸测量装置采用了相对测量的检测方法，并遵循了四大测量基本原则之一的阿贝原则，可完成机体气缸套孔上止口与机体哈夫面长度尺寸的直接测量，其测量精度高，检测速度快，可以在检验现场直接使用，填补了测量技术此方面的一项空白，已在加工车间试用，效果较为理想。
Description
技术领域
本发明涉及一种机体错面尺寸测量装置及方法，主要应用于柴油机部件检测领域。
背景技术
机体是柴油机最关键零部件之一，有柴油机骨架之称，机体内部加工有气缸套孔和主轴承孔等关键尺寸。机体的气缸套孔内部装有气缸套，气缸套顶部的下止口端面安装在机体气缸套孔的上止口上，机体的主轴承孔则由轴承座和轴承盖两部分组成，内部装有上下主轴瓦和曲轴组件，其中轴承座与轴承盖相接触并将主轴承孔中分的部位称为机体的哈夫面。
以Z170柴油机机体为例，机体的气缸套孔上止口与机体哈夫面长度尺寸公差为614+0.10 0，该尺寸公差决定了柴油机燃烧室的高度和面积，是柴油机最重要的技术参数要求之一。根据Q/ZC29B《逐批抽查计数抽样规定》要求，对该长度尺寸公差要求应实行全检。因Z170气缸套孔上止口与机体哈夫面的长度尺寸614+0.10 0为错面尺寸，其被测量轴线与计量器具的测量基准轴线没有处于同一直线上，产生了错位，在实际测量过程中只能采用间接测量的方法检测，生产效率低测量误差大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种测量精度高，检测速度快，可以在检验现场直接使用的机体错面尺寸测量装置及方法。
本发明所述的机体错面尺寸测量装置，包括测量标尺、平行平板及等高量块，测量标尺包括测量杆，测量杆两端分别安装固定表架和活动表架，测量杆上对应活动表架设置滑道，固定表架上安装表测量头，活动表架上安装百分表，等高量块设置为圆柱量块，测量杆、表测量头及百分表均平行布置。
所述的等高量块设置为三个。
所述的平行平板设置为长条形平板，平行平板的上下两端分别设置通过槽。
所述的测量杆设置为无缝钢管体，测量杆对应固定表架设置径向的通过孔，固定表架和活动表架均通过螺母与测量杆紧固。
本发明所述的机体错面尺寸测量方法，其特征在于以下步骤：
一.在计量室完成测量装置的零位校对：
(1)取出标准精度等级为0级的3个量块，用无水乙醇擦拭干净，并研和在一起，形成标准尺寸的组合量块，并置于计量室精度等级为0级的大理石平台上；
(2)用机体错面尺寸测量装置的表测量头与组合量块的一端点接触，测量装置的另一端百分表的表头与组合量块的另一端点接触，通过不断重复寻找百分表表针最短反馈点的方法，完成测量装置百分表的零位校对；
(3)此时百分表的表针指向零位；
二.在工作现场，采用相对测量及直接测量的检测方法，完成错面尺寸的检测：
(1)将机体的气缸套孔上止口和机体哈夫面处，去除毛刺，用干净的毛巾擦干净，并用风吹干净，同时，取出三个等高量块和平行平板，并用无水乙醇擦拭干净；
(2)将机体的哈夫面向上放置，在机体的哈夫面上按等腰三角形的排列方式，放置三个等高量块，在三个等高量块上放置平行平板；
(3)用表测量头与机体气缸套孔上止口点接触，测量装置的另一端百分表的表头与平行平板的上平面点接触，通过不断重复寻找百分表表针最短反馈点的方法，读出百分表的表针相对于零位的偏差值，即可快速完成错面尺寸的检测。
本发明具有以下优点：
A.首次遵循运用了四大测量基本原则之一的阿贝原则。
首先在机体的哈夫面上呈等腰三角形放置三个等高量块，在3个等高量块上放置平行平板，从而使被测量轴线与计量器具的测量基准轴线处于同一直线的延长线上，然后用机体错面尺寸测量装置，用相对测量的检测方法，完成机体气缸套孔上止口与平行平板上平面的长度尺寸相对于零位的偏差值，即可完成错面尺寸的检测。
阿贝原则就是仪器设计中一个非常重要的的设计原则，古典的阿贝原则是阿贝于1890年提出的一项测量仪设计的指导性原则。他说：“要是测量已给出精确的测量结果，必须将被测件布置在基准元件沿运动方向的延长线上”。
B.机体错面尺寸测量装置采用了相对测量的检测方法。
以Z170气缸套孔上止口与机体哈夫面的长度尺寸614+0.10 0为错面尺寸为例，在计量室0级大理石平台上，用600、50和4组合成654mm的组合量块作为标准量，然后用机体错面尺寸测量装置在0级大理石平台上用组合量块为标准量，通过不断重复寻找百分表表针最短反馈点的方法，完成测量装置百分表的零位校对。对好零位后，再用机体错面尺寸测量装置检测机体气缸套孔上止口与平行平板上平面的长度尺寸相对于标准量的偏差值，即可完成尺寸公差的检测。
C.机体错面尺寸测量装置采用了直接测量的检测方法。
以Z170柴油机机体为例，对尺寸公差614+0.10 0检测原来是采用间接测量的方法，即上平台用高度尺检测出机体顶面到机体哈夫面距离，然后减去机体气缸套孔上止口的深度尺寸生产效率低，测量误差大。机体错面尺寸测量装置的应用，可以采用直接测量的检测方法，完成错面尺寸的检测。
D.三个等高量块和平行平板的组合体，布置在基准元件沿运动方向的延长线上，从而使被测量轴线与计量器具的测量基准轴线处于同一直线的延长线上，其构造正好符合阿贝原则。三个等高量块高度尺寸要一致，且均为理论正确尺寸10mm，上下两面的表面粗糙度为Ra0.1，两面的平面度不大于0.002mm，两面之间的平行度误差不大于0.002mm，三个等高量块呈等腰三角形排列在机体的哈夫面上。平行平板置于三个等高量块上，平行平板有较高的精度，其上下两面的平行度误差小于0.005mm，平面度误差小于0.003mm，表面粗糙度为Ra0.2,厚度为理论正确尺寸30mm。
E.点接触的接触形式的运用。
表测量头与机体气缸套孔上止口的接触部位为球形，接触形式为点接触，便于在测量过程中寻找百分表表针的最短反馈点。
本发明的有益效果是：
机体错面尺寸测量装置采用了相对测量的检测方法，并遵循了四大测量基本原则之一的阿贝原则，可完成机体气缸套孔上止口与机体哈夫面长度尺寸的直接测量，其测量精度高，检测速度快，可以在检验现场直接使用，填补了测量技术此方面的一项空白，已在加工车间试用，效果较为理想。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中平行平板结构示意图。
图3是图2的俯视结构示意图。
图4是等高量块的结构示意图。
图中：1、测量杆；2、固定表架；3、表测量头；4、等高量块；5、平行平板；6、活动表架；7、百分表。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述：
如图1～图4所示，本发明所述的机体错面尺寸测量装置，包括测量标尺、平行平板5及等高量块4，测量标尺包括测量杆1，测量杆1两端分别安装固定表架2和活动表架6，测量杆1上对应活动表架6设置滑道，固定表架2上安装表测量头3，活动表架6上安装百分表7，等高量块4设置为圆柱量块，测量杆1、表测量头3及百分表7均平行布置。等高量块4设置为三个。平行平板5设置为长条形平板，平行平板5的上下两端分别设置通过槽。测量杆1设置为无缝钢管体，测量杆1对应固定表架2设置径向的通过孔，固定表架2和活动表架6均通过螺母与测量杆1紧固。
本发明所述的机体错面尺寸测量方法，以Z170柴油机机体为例，错面尺寸614+0.10 0为例其特征在于以下步骤：
一.在计量室完成测量装置的零位校对。
(1)取出600mm、50mm和4标准精度等级为0级的3个量块，用无水乙醇擦拭干净，并研和在一起，形成654mm的组合量块，并置于计量室精度等级为0级的大理石平台上。
(2)用机体错面尺寸测量装置的表测量头3与组合量块的一端点接触，测量装置的另一端百分表7的表头与组合量块的另一端点接触，通过不断重复寻找百分表7表针最短反馈点的方法，完成测量装置百分表7的零位校对。
(3)此时百分表7的表针指向零位。
二.在工作现场，采用相对测量及直接测量的检测方法，完成错面尺寸的检测。
(1)将机体的气缸套孔上止口和机体哈夫面处，去除毛刺，用干净的毛巾擦干净，并用风吹干净。同时，取出三个等高量块4和平行平板5，并用无水乙醇擦拭干净。
(2)将机体的哈夫面向上放置，在机体的哈夫面上按等腰三角形的排列方式，放置三个等高量块4，在三个等高量块4上放置平行平板5。
(3)用机体错面尺寸测量装置的表测量头3与机体气缸套孔上止口点接触，测量装置的另一端百分表7的表头与平行平板5的上平面点接触，通过不断重复寻找百分表7表针最短反馈点的方法，读出百分表7的表针相对于零位的偏差值，即可快速完成错面尺寸614+0.10 0的检测。
注意：当百分表7的表针偏移在零位的左侧，尺寸公差为负；当百分表7的表针偏移在零位的右侧，尺寸公差为正，此时的基本尺寸应为614mm。
Claims (5)
1.一种机体错面尺寸测量装置，其特征在于：包括测量标尺、平行平板(5)及等高量块(4)，测量标尺包括测量杆(1)，测量杆(1)两端分别安装固定表架(2)和活动表架(6)，测量杆(1)上对应活动表架(6)设置滑道，固定表架(2)上安装表测量头(3)，活动表架(6)上安装百分表(7)，等高量块(4)设置为圆柱量块，测量杆(1)、表测量头(3)及百分表(7)均平行布置。
2.根据权利要求1所述的机体错面尺寸测量装置，其特征在于：等高量块(4)设置为三个。
3.根据权利要求1所述的机体错面尺寸测量装置，其特征在于：平行平板(5)设置为长条形平板，平行平板(5)的上下两端分别设置通过槽。
4.根据权利要求1所述的机体错面尺寸测量装置，其特征在于：测量杆(1)设置为无缝钢管体，测量杆(1)对应固定表架(2)设置径向的通过孔，固定表架(2)和活动表架(6)均通过螺母与测量杆(1)紧固。
5.一种基于权利要求1-4任一项权利要求所述的机体错面尺寸测量方法，其特征在于以下步骤：
一.在计量室完成测量装置的零位校对：
(1)取出标准精度等级为0级的3个量块，用无水乙醇擦拭干净，并研和在一起，形成标准尺寸的组合量块，并置于计量室精度等级为0级的大理石平台上；
(2)用机体错面尺寸测量装置的表测量头(3)与组合量块的一端点接触，测量装置的另一端百分表(7)的表头与组合量块的另一端点接触，通过不断重复寻找百分表(7)表针最短反馈点的方法，完成测量装置百分表(7)的零位校对；
(3)此时百分表(7)的表针指向零位；
二.在工作现场，采用相对测量及直接测量的检测方法，完成错面尺寸的检测：
(1)将机体的气缸套孔上止口和机体哈夫面处，去除毛刺，用干净的毛巾擦干净，并用风吹干净，同时，取出三个等高量块(4)和平行平板(5)，并用无水乙醇擦拭干净；
(2)将机体的哈夫面向上放置，在机体的哈夫面上按等腰三角形的排列方式，放置三个等高量块(4)，在三个等高量块(4)上放置平行平板(5)；
(3)用表测量头(3)与机体气缸套孔上止口点接触，测量装置的另一端百分表(7)的表头与平行平板(5)的上平面点接触，通过不断重复寻找百分表(7)表针最短反馈点的方法，读出百分表(7)的表针相对于零位的偏差值，即可快速完成错面尺寸的检测。
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