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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 大型回轉(zhuǎn)支承滾道直徑檢測(cè)裝置
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 大型回轉(zhuǎn)支承軸承是一種能夠承受綜合負(fù)荷的大型支承軸承。由于其受力大，所以對(duì)滾道的精度要求比較高?，F(xiàn)在常用的測(cè)量裝置存在以下主要問(wèn)題：一是測(cè)量的精度和范圍有限；二是比對(duì)測(cè)量形成累計(jì)誤差，影響測(cè)量精度；三是測(cè)量裝置體積龐大、造價(jià)昂貴。 為解決這些問(wèn)題，本裝置采用定弦長(zhǎng)測(cè)弓高的方法，用可更換的鋼球?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)定位，用光柵作為弓高的測(cè)量裝置，并可通過(guò)顯示器直接輸出被測(cè)直徑信息；同時(shí)，用適應(yīng)滾道的鋼球測(cè)量方式可以測(cè)量四點(diǎn)接觸桃形溝球軸承的內(nèi)外徑，是一種較接近工作狀態(tài)的測(cè)量方式，并且在實(shí)際試驗(yàn)性應(yīng)用中，取得較好測(cè)量效果。
- 詳細(xì)介紹：
- 本檢測(cè)裝置采用測(cè)量輸出一次完成的方法減少了傳統(tǒng)檢測(cè)、比對(duì)兩次測(cè)量誤差累積對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響?？梢赃B續(xù)多次的進(jìn)行不同尺寸滾道直徑的測(cè)量，避免了傳統(tǒng)測(cè)量方式每次測(cè)量都要重新比對(duì)的繁瑣過(guò)程，簡(jiǎn)化了測(cè)量過(guò)程，縮短了測(cè)量時(shí)間。通過(guò)三點(diǎn)式測(cè)量方法和使用適應(yīng)滾道的鋼球有效的提高了定位的精度。用光柵檢測(cè)數(shù)據(jù)較以前的游標(biāo)卡尺等有效的提高測(cè)量精度。數(shù)字的輸出形式可以有效避免直接讀游標(biāo)卡尺等測(cè)量工具時(shí)有可能產(chǎn)生的失誤。用適應(yīng)滾道的球形測(cè)頭可以測(cè)量四點(diǎn)接觸桃形滾道等非圓弧形滾道的直徑，適應(yīng)能力更強(qiáng)，是一種簡(jiǎn)單、輕便、高效的回轉(zhuǎn)支承滾道直徑測(cè)量裝置。 1、檢測(cè)裝置的主要結(jié)構(gòu) 該測(cè)量裝置主要用于測(cè)量大型回轉(zhuǎn)支承滾道直徑，由固定桿、移動(dòng)桿、光柵、導(dǎo)軌、接觸定位鋼球、顯示器等組成。固定桿兩端連接兩個(gè)可更換的鋼球，以適應(yīng)不同滾道圓弧直徑。兩鋼球之間的距離由標(biāo)定獲得為固定值，即固定弦長(zhǎng)。與固定桿垂直平分的移動(dòng)桿和固定桿通過(guò)直線移動(dòng)導(dǎo)軌連接，移動(dòng)桿連接有一個(gè)可更換的鋼球，同樣可以適應(yīng)不同滾道圓弧直徑要求，弓高由光柵檢測(cè)數(shù)據(jù)獲得。 2、檢測(cè)裝置的工作原理及過(guò)程 當(dāng)檢測(cè)回轉(zhuǎn)支承外圈內(nèi)滾道時(shí)，鋼球的外側(cè)與滾道接觸，通過(guò)計(jì)算可得回轉(zhuǎn)支承滾道直徑。檢測(cè)時(shí)先根據(jù)所測(cè)對(duì)象的尺寸選擇合適的鋼球。先放置固定桿，將固定桿兩端的兩個(gè)鋼球嵌入回轉(zhuǎn)支承外圈的內(nèi)滾道，然后手動(dòng)調(diào)整移動(dòng)桿直到將移動(dòng)桿鋼球也嵌入滾道。然后讀取測(cè)量裝置上光柵的值。再通過(guò)計(jì)算即可得出滾道直徑的數(shù)值。通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算和被測(cè)直徑數(shù)字量直接輸出，從而簡(jiǎn)化測(cè)量過(guò)程。測(cè)量?jī)?nèi)圈外滾道時(shí)與測(cè)量外圈內(nèi)滾道時(shí)方法相似。 3、誤差分析 通過(guò)誤差分析得出：測(cè)量誤差隨著被測(cè)直徑的增大而增大，近似于直線分布。其誤差的大小均能滿足普通產(chǎn)品的生產(chǎn)需要以及滿足較高精度的測(cè)量要求。由于固定桿不對(duì)稱(chēng)誤差引起的偏移誤差能夠保證在0.2mm以?xún)?nèi)，所以其對(duì)最終結(jié)果得影響小于0.5微米，即對(duì)測(cè)量結(jié)果得影響可以忽略。移動(dòng)桿垂直度引起的誤差是可以計(jì)算并予以消除的。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1、目的：解決大直徑回轉(zhuǎn)支承滾道直徑的檢測(cè)問(wèn)題。 2、基本思路：采用三點(diǎn)式測(cè)量方法，用可更換鋼球?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)定位，用光柵作為位移測(cè)量裝置，并可以通過(guò)顯示器實(shí)現(xiàn)直接的數(shù)字輸出。 3、創(chuàng)新點(diǎn):現(xiàn)有的測(cè)量裝置存在累積誤差，而本裝置是在接近工作情況下測(cè)量的，因此精度較高。 4、主要技術(shù)關(guān)鍵:光柵測(cè)量，參數(shù)標(biāo)定，零件加工精度 5、主要技術(shù)指標(biāo)：測(cè)量時(shí)的工作條件，測(cè)量的精度及測(cè)量的誤差分析。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、本檢測(cè)裝置采用測(cè)量輸出一次完成的方法減少了傳統(tǒng)檢測(cè)、比對(duì)兩次測(cè)量誤差累積對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響?？梢赃B續(xù)多次的進(jìn)行不同尺寸滾道直徑的測(cè)量，避免了傳統(tǒng)測(cè)量方式每次測(cè)量都要重新比對(duì)的繁瑣過(guò)程，簡(jiǎn)化了測(cè)量過(guò)程，縮短了測(cè)量時(shí)間； 2、通過(guò)三點(diǎn)式測(cè)量方法和使用適應(yīng)滾道的鋼球有效的提高了定位的精度； 3、用光柵檢測(cè)數(shù)據(jù)較以前的游標(biāo)卡尺等有效的提高測(cè)量精度； 4、數(shù)字的輸出形式可以有效避免直接讀游標(biāo)卡尺等測(cè)量工具時(shí)有可能產(chǎn)生的失誤； 5、用適應(yīng)滾道的球形測(cè)頭可以測(cè)量四點(diǎn)接觸桃形滾道等非圓弧形滾道的直徑，適應(yīng)能力更強(qiáng)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2009年5月，獲校第七屆大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)； 2009年6月，團(tuán)省委、省教育廳、省科協(xié)、省學(xué)聯(lián)，獲省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)； 經(jīng)校圖書(shū)館檢索，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)弓高弦長(zhǎng)測(cè)量方法方面的研究文獻(xiàn)報(bào)道。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專(zhuān)利技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物產(chǎn)品、圖片、現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 通過(guò)三點(diǎn)式測(cè)量方法和使用適應(yīng)滾道的鋼球有效的提高了定位的精度。移動(dòng)副由一力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)，移動(dòng)副直接改變固定端和移動(dòng)端間的距離，以滿足測(cè)量不同回轉(zhuǎn)支承滾道直徑的要求。該測(cè)量裝置可用在大直徑回轉(zhuǎn)支承滾道直徑的測(cè)量上，由于其具有精度高、測(cè)量方便、適用于不同直徑的測(cè)量上，故可以廣泛使用，相信會(huì)對(duì)目前的測(cè)量大直徑的回轉(zhuǎn)支承滾道方法產(chǎn)生一次革命，經(jīng)濟(jì)效益前景良好。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于大直徑測(cè)量的研究較多，主要有以下幾種觀點(diǎn)： 1．合肥工業(yè)大學(xué)的余曉芬教授提出了基于單滾壓輪測(cè)量原理的大直徑多滾壓輪測(cè)量方案及系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一種新型測(cè)量頭，采用由三個(gè)滾輪構(gòu)成多滾壓輪測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)減小滾輪打滑、變形及溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，以及對(duì)打滑的測(cè)算和補(bǔ)償來(lái)提高滾輪法測(cè)量精度。 2．哈爾濱工程大學(xué)郭黎濱等提出了基于“標(biāo)記法”測(cè)量原理的新型標(biāo)記法大直徑測(cè)量方案及數(shù)學(xué)模型，標(biāo)記法是通過(guò)在直徑上作標(biāo)記，記錄標(biāo)記通過(guò)兩點(diǎn)的時(shí)間測(cè)算兩點(diǎn)相對(duì)圓心的角度變化，通過(guò)標(biāo)定的兩點(diǎn)的直線距離來(lái)測(cè)算直徑。 3．三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是現(xiàn)在逐漸得到廣泛應(yīng)用的一種形位測(cè)量?jī)x器，可以對(duì)多種形狀的零件進(jìn)行測(cè)量，是一種通用性非常強(qiáng)的測(cè)量?jī)x器。該儀器也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)回轉(zhuǎn)支承內(nèi)外景，厚度等尺寸的綜合測(cè)量。測(cè)量精度非常高可以達(dá)到0.001mm級(jí)別。但是測(cè)大直徑的設(shè)備龐大、價(jià)格昂貴。 總體來(lái)講，現(xiàn)行方案存在以下弊端，導(dǎo)致測(cè)量誤差較大： 1. 用于測(cè)量棒定形的游標(biāo)卡尺精度偏低，直接影響滾道直徑的檢測(cè)精度； 2. 測(cè)量力是由彈簧壓縮獲得，由于尺寸的不一致性，測(cè)量力也各異，從而導(dǎo)致因測(cè)量力不同而引起的測(cè)量誤差； 3. 由于被測(cè)尺寸是內(nèi)外滾道直徑，測(cè)量棒在游標(biāo)卡尺上比對(duì)以后，往往需將百分表取下，避免由于百分表的行程不足而導(dǎo)致百分表?yè)p壞。待到測(cè)量棒進(jìn)入被測(cè)工件檢測(cè)位置以后，重新裝上百分表進(jìn)行檢測(cè)。兩次安裝百分表同樣會(huì)造成測(cè)量誤差； 4. 在使用測(cè)量棒的過(guò)程中需要進(jìn)行人工讀數(shù)無(wú)形中增加了人為因素產(chǎn)生誤差的可能性。
