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一种测量圆形轴直径的装置和方法
【专利摘要】本发明公开了一种测量圆形轴直径的装置和方法，包括千分表、支架和手柄，千分表和手柄安装于支架上，支架包括上部的支撑台和下部呈“八”字形叉开的支脚；千分表包括表头、表支架、轴承套和探针，表支架连接于表头底部，轴承套安装于表支架中，探针穿过轴承套和表支架连接表头，探针底端为探针头，探针头通过螺丝固定；支架的支脚底面和下侧表面注塑了一层树脂挂胶层。本发明通过一固定角度的支架和一具有数显功能的位移千分表，使用过程中只需要将支架置于被测圆形辊轴上方，使支架的接触面与圆形轴表面形成线接触，千分表即能显示被测圆形轴的直径，测量精度较传统千分尺明显提高，且使用更为方便，价格也不高。
【专利说明】一种测量圆形轴直径的装置和方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及测量设备【技术领域】，具体涉及一种用于圆形轴直径测量的装置和方 法。

【背景技术】
[0002] 在圆形轴的测量中，目前普遍使用千分尺等工具进行，在高端行业则采用激光幕 等测量方式。对于千分尺测量，有以下缺点：第一、对操作人员的要求比较严格，要能够熟 练掌握千分尺的使用方法，在测量过程中必须让千分尺的两个测量切面的连接线与被测工 件轴线垂直，否则会产生较大误差，而这一点在使用千分尺时是比较难把握的；第二、每一 把千分尺的测量范围通常为25mm(比如100-125mm的千分尺只能测量100-125mm的圆形 工件），如果圆形轴的规格比较多，就需要若干把千分尺（比如90-220mm的测量范围，就要 6把），给使用造成很大的不便，且增加购置成本；第三、对于圆形轴经过镜面加工的工件， 使用千分尺进行测量，因千分尺的测量面为硬质金属，将会对被测工件表面造成擦伤，影响 工件质量；第四，千分尺测量工件时，因千分尺的读数为刻度式，故经常会产生误读的现象 (误读0. 5mm)。对于激光幕等测量设备而言，一般体积都比较大，设备价格也非常高，且不 适合移动式测量，使用局限性比较明显，目前难以推广应用。


【发明内容】

[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便、测量精度高、设备成本 较低、不会损伤被测工件的圆形轴直径测量装置及方法。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种测量圆形轴直径的装置，其 特征在于：包括千分表、支架和手柄，千分表和手柄安装于支架上，支架包括上部的支撑台 和下部呈"八"字形叉开的支脚，两支脚的夹角控制在30-150度之间；千分表包括表头、表 支架、轴承套和探针，表支架连接于表头底部，轴承套安装于表支架中，探针穿过轴承套和 表支架连接表头，探针底端为探针头，探针头通过螺丝固定；其中，表头和表支架位于支撑 台上方，轴承套位于支撑台中，探针及探针头露出于支撑台下方的两支脚之间；支架的支脚 底面和下侧表面注塑了一层树脂挂胶层。
[0005] 进一步地，所述千分表为具有数显功能的光栅尺结构位移千分表，分辨率为万分 之一毫米；在千分表程序中编写特定的校准方法，消除支架角度和千分表安装垂直度等方 面的加工误差。
[0006] 进一步地，所述探针头为PVDF(聚偏氟乙烯）探针头。
[0007] 测量圆形轴直径的方法，采用前述的测量圆形轴直径的装置作为测量工具，按以 下步骤进行测量：
[0008] 1)、校准千分表，
[0009] A、选取两直径已知的圆形轴，小的直径为D1，大的直径为D2 ;将千分表清零，装置 放置于桌面，让千分表的伸缩杆全伸长，确认单位是否是毫米显示，否则按下英尺/毫米切 换到毫米显示，然后短按一下清零/开关键，清零，完成后可以开始校准；
[0010] B、将装置放置在小圆形轴上，保证支架纵切面与圆形轴轴线垂直；
[0011]C、长按5秒校准键进入校准模式1，出现小圆柱直径的输入值，最后一位闪烁，输 入小圆形轴的直径数值，并保证装置稳定进行下一步操作；
[0012] D、按一次校准键，输入小圆柱的值会全闪烁，不要移动装置，等待采样计算数据， 当稳定采样计算数据完成后，停止全闪，再按一次校准键，输入大圆形轴的直径数值，完成 输入后将装置从小圆柱拿下来；
[0013] F、将装置放在大圆形轴上，需平稳及摆正，并保证支架纵切面与圆形轴轴线垂 直；
[0014] E、确认放置无误后，再按一次校准键，数值全闪，开始采样计算数据，此时不要移 动装置，当稳定读取数据后会停止采样，再按一次校准键，回到正常测量模式；
[0015]2)、确定探针原点位置e和设备直接角度& ;通过公式：
[0016] Dl=sin&(Dl+e_b)
[0017] D2 =sin&(D2+e_a)
[0018] 其中，Dl为小圆形轴直径，D2为大圆形轴直径，a为对大圆形轴的千分表位移，b 为对小圆形轴的千分表位移；
[0019] 计算出e和&的准确数值，校准完毕进行自动保存；此时即完成校准可进行正常测 量；
[0020]3)、将装置放在被测圆形轴上，需平稳及摆正，并保证支架纵切面与圆形轴轴线垂 直，按模式/值修改键来切换需要显示的类型，D为直径，r为半径，L为长度，p为周长，仪 表液晶显示实际测量圆柱的测量值；
[0021] 千分表的程序会根据设定的计算公式：
[0022]

【权利要求】
1. 一种测量圆形轴直径的装置，其特征在于：包括千分表、支架和手柄，千分表和手柄 安装于支架上，支架包括上部的支撑台和下部呈"八"字形叉开的支脚；千分表包括表头、表 支架、轴承套和探针，表支架连接于表头底部，轴承套安装于表支架中，探针穿过轴承套和 表支架连接表头，探针底端为探针头，探针头通过螺丝固定；其中，表头和表支架位于支撑 台上方，轴承套位于支撑台中，探针及探针头露出于支撑台下方的两支脚之间；支架的支脚 底面和下侧表面注塑了一层树脂挂胶层。
2. 根据权利要求1所述的测量圆形轴直径的装置，其特征在于：所述千分表为具有数 显功能的光栅尺结构位移千分表。
3. 根据权利要求1所述的测量圆形轴直径的装置，其特征在于：所述探针头为PVDF探 针头。
4. 一种测量圆形轴直径的方法，其特征在于：采用前述的测量圆形轴直径的装置作为 测量工具，按以下步骤进行测量： 1) 、校准千分表， A、 选取两直径已知的圆形轴，小的直径为D1，大的直径为D2;将千分表清零，装置放置 于桌面，让千分表的伸缩杆全伸长，确认单位是否是毫米显示，否则按下英尺/毫米切换到 毫米显示，然后短按一下清零/开关键，清零，完成后可以开始校准； B、 将装置放置在小圆形轴上，保证支架纵切面与圆形轴轴线垂直； C、 长按5秒校准键进入校准模式1，出现小圆柱直径的输入值，最后一位闪烁，输入小 圆形轴的直径数值，并保证装置稳定进行下一步操作； D、 按一次校准键，输入小圆柱的值会全闪烁，不要移动装置，等待采样计算数据，当稳 定采样计算数据完成后，停止全闪，再按一次校准键，输入大圆形轴的直径数值，完成输入 后将装置从小圆柱拿下来； E、 将装置放在大圆形轴上，需平稳及摆正，并保证支架纵切面与圆形轴轴线垂直； F、 确认放置无误后，再按一次校准键，数值全闪，开始采样计算数据，此时不要移动装 置，当稳定读取数据后会停止采样，再按一次校准键，回到正常测量模式； 2) 、确定探针原点位置e和设备直接角度& ;通过公式： Dl= sin& (Dl+e-b) D2= sin& (D2+e_a) 其中，D1为小圆形轴直径，D2为大圆形轴直径，a为对大圆形轴的千分表位移，b为对 小圆形轴的千分表位移； 计算出e和&的准确数值，校准完毕进行自动保存；此时即完成校准可进行正常测量； 3) 、将装置放在被测圆形轴上，需平稳及摆正，并保证支架纵切面与圆形轴轴线垂直， 按模式/值修改键来切换需要显示的类型，D为直径，r为半径，L为长度，p为周长，仪表 液晶显示实际测量圆柱的测量值； 千分表的程序会根据设定的计算公式： Sin& (e-b) d=- l_sin& 将被测圆形轴的数值直接显示在千分表的显示屏上，其中d为被圆形轴的直径，e为探 针原点数值，b为探针对被圆形轴的位移。
【文档编号】G01B5/08GK104457509SQ201410841039
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月30日 优先权日:2014年12月30日
【发明者】王庆浩, 张贵明 申请人:东莞市常晋凹版模具有限公司, 张贵明