CN102072711B - 一种旋转轴系径向跳动的非接触检测装置 - Google Patents
一种旋转轴系径向跳动的非接触检测装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种旋转轴系径向跳动的非接触检测装置，属于光电检测技术领域中涉及的一种非接触检测装置。要解决的技术问题是：提供一种旋转轴系径向跳动非接触检测装置。技术方案包括第一、二元器件架、第一、二指示光栅、第一、二接收管线路板、第一、二接收管、第一、二发光管、第一、二发光管线路板、光栅盘、圆环形保持架、压盖、主轴、第一、二钢球、圆筒形保持架、轴套、基座、固定平台等。第一、二元器件架对径对称的安装在轴系的两侧，光栅盘与主轴同轴固联，并伸进元器件架的凹槽内，装在元器件架上的发光管、接收管、指示光栅与光栅盘上的光栅对齐，主轴旋转带动光栅盘转动，在接收管中接收到光电信号，两信号相位相对变化量即为轴系径向跳动量。
Description
技术领域
本发明属于光电检测技术领域中涉及的一种旋转轴系径向跳动非接触检测装置。
背景技术
旋转轴系径向跳动的大小代表了该轴系的旋转精度，所以它的检测准确性是非常重要的。
与本发明最为接近的已有技术，是中原量仪股份有限公司生产的电感测微仪，如图1所示。包括基座1、轴套2、圆筒形保持架3、第一钢球4、主轴5、第一螺钉6、压盖7、圆环形保持架8、第二钢球9、固定平台10、第二螺钉11、第三螺钉12、电感测微仪探头13。
安装了第一钢球4的圆筒形保持架3内孔套装在主轴5的外径上，圆筒形保持架3的外侧套装轴套2，安装了第二钢球9的圆环形保持架8套装在主轴5上，圆筒形保持架3的下端与圆环形保持架8接触，两者的内经对齐，第一钢球4与轴套2的侧面相切，第二钢球9与轴套2下平面相切，压盖7在圆环形保持架8的下面将其托住，用第一螺钉6将压盖7固定在主轴5上，组成旋转轴系。基座1通过第三螺钉12与轴套2固连，基座1通过第二螺钉11固定在固定平台10上，这样主轴5可以自由转动，电感测微仪探头13与主轴5的被检测面接触，电感仪的读数表头放置在固定平台10上，旋转主轴5一周，在电感测微仪上可以读出旋转轴系径向跳动的数值。
该电感测微仪存在的主要问题是：该种测试是接触式测试，被检测面的加工误差影响检测结果，所以对被检测面的加工精度要求很高，增加加工难度及加工成本，同时由于这种检测是接触检测，电感测微仪的探头在被检测面上留下划痕，对检测面是损伤。
发明内容
为了克服已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于检测旋转轴系的径向跳动量时不接触轴系表面，减去了被检测面的加工难度和成本，同时采用非接触方法检测，不伤害被检测的表面，提高检测的准确性，特设计一种旋转轴系径向跳动非接触检测装置。
本发明要解决的技术问题是：提供一种旋转轴系径向跳动非接触检测装置。解决技术问题的技术方案如图2所示，包括第四螺钉14、第一元器件架15、第一指示光栅16、第一接收管线路板17、第五螺钉18、第一接收管19、第一发光管20、第一发光管线路板21、第六螺钉22、环形垫23、压圈24、光栅盘25、第二发光管线路板26、第七螺钉27、第二接收管线路板28、第八螺钉29、第二接收管30、第二指示光栅31、第二发光管32、第九螺钉33、第二元器件架34、第三螺钉35、圆环形保持架36、压盖37、第一螺钉38、主轴39、第一钢球40、圆筒形保持架41、第二钢球42、轴套43、基座44、第二螺钉45、固定平台46。
装有第一钢球40的圆筒形保持架41的内孔套装在主轴39上，圆筒形保持架41的外侧套装轴套43，装有第二钢球42的圆环形保持架36内孔套装在主轴39的下部，压盖37在圆环形保持架36的下面将其托起，并用第一螺钉38固定在主轴39上，从而组成被测旋转轴系。第三螺钉35通过轴套43将被测旋转轴系固定在基座44上，第二螺钉45将基座44固定在固定平台46上，使轴套43固定不动，主轴39可以自由转动；光栅盘25与主轴39同轴安装在主轴39的台肩上，光栅盘25上面装上环形垫23，在环形垫23的上面用压圈24压住，压圈24与主轴39之间用螺纹固紧，使光栅盘25固紧在主轴39上；第一元器件架15和第二元器件架34相对于主轴39对径对称的安装在轴系的两侧，所述的对径对称是指第一元器件架15和第二元器件架34两者宽度的中心连线，通过主轴39的轴心，该两个架的凹槽开口相对，两个元器件架固定的位置能使光栅盘25伸进元器件架安装接收管和发光管的凹槽内；第一元器件架15和第二元器件架34上的凹槽顶臂和下臂上都留有中心孔，该两孔同轴；调整第一元器件架15和第二元器件架34的位置，使第一元器件架15的凹槽上臂和下臂上的中心孔与光栅盘25上的光栅中心对齐，使第二元器件架34的凹槽上臂和下臂上的中心孔与光栅盘25上的光栅中心对齐；第一元件器架15用第四螺钉14固定在固定平台46上，第二元器件架34用第九螺钉33固定在固定平台46上；第一指示光栅16用胶粘在第一元器件架15的顶臂中心孔的下表面上，第一接收管19焊接在第一接收管线路板17上，将第一接收管19安装在第一元器件架15的顶臂中心孔内，用第五螺钉18将第一接收管线路板17固定在第一元器件架15上，第一发光管20焊接在第一发光管线路板21上，将第一发光管20安装在第一元器件架15的下臂中心孔内，用第六螺钉22将第一发光管线路板21固定在第一元器件架15上，第二指示光栅31用胶粘在第二元器件架34的顶臂中心孔的下表面上，第二接收管30焊接在第二接收管线路板28上，将第二接收管30安装在第二元器件架34的顶臂中心孔内，用第八螺钉29将第二接收管线路板28固定在第二元器件架34上，第二发光管32焊接在第二发光管线路板26上，将第二发光管32安装在第二元器件架34下臂中心孔内，用第七螺钉27将第二发光管线路板26固定在第二元器件架34上。
工作原理说明：当主轴39旋转时，带动光栅盘25与主轴39相对第一指示光栅16和第二指示光栅31同轴转动，第一指示光栅16和第二指示光栅31同相位安装，转动的光栅盘25上的光栅与静止的第一指示光栅16和第二指示光栅31上的光栅分别产生明暗交替的条纹，这种条纹分别使第一发光管20和第二发光管32发出的连续光线变成明暗交替的断续光线，分别被第一接收管19和第二接收管30接收。当主轴39带动光栅盘25与主轴39同轴旋转时，如果主轴39的径向跳动量为0时，第一接收管19和第二接收管30中接收到的光电信号的相位关系在相位计上显示不变化的相位关系；主轴39旋转一周，如果主轴39的径向跳动量为e时，光栅盘25的中心晃动量也为e，第一接收管19和第二接收管30设置在光栅盘25的直径两端，在第一接收管19和第二接收管30处接收到的信号变化量均为e，用相位计测出第一接收管19和第二接收管30接收到的光电信号的相位差最大值a，这个相位差是两倍光栅盘25的偏心量带来的，设光栅盘25的光栅刻划半径为R，光栅线对数为m，则线周期为2πR/m，一个线周期相位差为360°，则2e＝2πR·a/m/360°
所以e＝πR·a/m/360° (1)
由(1)式得到轴系径向跳动量。
附图说明：
图1是已有技术的结构示意图；
图2是本发明的结构示意图。
具体实施方式：
本发明按图2所示的结构实施。其中圆环形保持架36、压盖37、第一螺钉38、主轴39、第一钢球40、圆筒形保持架41、第二钢球42、轴套43为被测旋转轴系。
第四螺钉14、第五螺钉18、第六螺钉22、第七螺钉27、第八螺钉29、第九螺钉33、第三螺钉35、基座44、第二螺钉45、固定平台46均采用Q235，第一元器件架15、环形垫23、压圈24、第二元器件架34均采用45号钢，第一指示光栅16、光栅盘25、第二指示光栅31的基座均采用K9玻璃，第一接收管线路板17、第一发光管线路板21、第二发光管线路板26、第二接收管线路板28均采用塑料板，第一接收管19、第一发光管20、第二接收管30、第二发光管32为Honeywell公司生产的，发光管型号SEP8505，接收管型号SDP8405。
装有第一钢球40的圆筒形保持架41的内孔套装在主轴39上，圆筒形保持架41的外侧套装轴套43，装有第二钢球42的圆环形保持架36内孔套装在主轴39的下部，压盖37在圆环形保持架36的下面将其托起，用第一螺钉38固定在主轴39上，从而组成被测旋转轴系。第三螺钉35通过轴套43将被测旋转轴系固定在基座44上，第二螺钉45将基座44固定在固定平台46上，使轴套43固定不动，主轴39可以自由转动；光栅盘25与主轴39同轴安装在主轴39的台肩上，光栅盘25上面装上环形垫23，在环形垫23的上面用压圈24压住，压圈24与主轴39之间用螺纹固紧，使光栅盘25固紧在主轴39上；第一元器件架15和第二元器件架34相对于主轴39对径对称的安装在轴系的两侧，所述的对径对称是指第一元器件架15和第二元器件架34两者宽度的中心连线，通过主轴39的轴心，该两个架的凹槽开口相对，第一元器件架15用第四螺钉14固定在固定平台46上，第二元器件架34用第九螺钉33固定在固定平台46上；两个元器件架固定的位置能使光栅盘25伸进元件架安装接收管和发光管的凹槽内；第一元器件架15和第二元器件架34上的凹槽顶臂和下臂上都留有中心孔，该两孔同轴，在第一元器件架15的顶臂中心孔的下表面上；第一指示光栅16用胶粘在第一元器件架15的顶臂中心孔的下表面上，第一接收管19焊接在第一接收管线路板17上，将第一接收管19安装在第一元器件架15的顶臂中心孔内，用第五螺钉18将第一接收管线路板17固定在第一元器件架15上，第一发光管20焊接在第一发光管线路板21上，将第一发光管20安装在第一元器件架15的下臂中心孔内，用第六螺钉22将第一发光管线路板21固定在第一元器件架15上，第二指示光栅31用胶粘在第二元器件架34的顶臂中心孔的下表面上，第二接收管30焊接在第二接收管线路板28上，将第二接收管30安装在第二元器件架34的顶臂中心孔内，用第八螺钉29将第二接收管线路板28固定在第二元器件架34上，第二发光管32焊接在第二发光管线路板26上，将第二发光管32安装在第二元器件架34下臂中心孔内，用第七螺钉27将第二发光管线路板26固定在第二元器件架34上。
主轴39旋转一周，当主轴39的径向跳动量为e时，光栅盘25的中心晃动量也为e，第一接收管19和第二接收管30设置在光栅盘25的直径两端，在第一接收管19和第二接收管30处接收到的信号变化量均为e，用相位计测出第一接收管19和第二接收管30接收到的光电信号的相位差最大值a，这个相位差是两倍光栅盘25的偏心量带来的，设光栅盘25的光栅刻划半径为R，光栅线对数为m，则线周期为2πR/m，一个线周期相位差为360°，则e＝πR·a/m/360°，这样，得到轴系径向跳动量，实现了检测旋转轴系的径向跳动量时不接触轴系表面，减去了检测面的加工难度和成本，同时采用非接触方法检测，不伤害被检测的表面，提高检测的准确性。
Claims (1)
1.一种旋转轴系径向跳动的非接触检测装置，包括第三螺钉(35)、圆环形保持架(36)、第一螺钉(38)、主轴(39)、第一钢球(40)、圆筒形保持架(41)、第二钢球(42)、轴套(43)、基座(44)、第二螺钉(45)、固定平台(46)；其特征在于还包括第四螺钉(14)、第一元器件架(15)、第一指示光栅(16)、第一接收管线路板(17)、第五螺钉(18)、第一接收管(19)、第一发光管(20)、第一发光管线路板(21)、第六螺钉(22)、环形垫(23)、压圈(24)、光栅盘(25)、第二发光管线路板(26)、第七螺钉(27)、第二接收管线路板(28)、第八螺钉(29)、第二接收管(30)、第二指示光栅(31)、第二发光管(32)、第九螺钉(33)、第二元器件架(34)、压盖(37)；装有第一钢球(40)的圆筒形保持架(41)的内孔套装在主轴(39)上，圆筒形保持架(41)的外侧套装轴套(43)，装有第二钢球(42)的圆环形保持架(36)内孔套装在主轴(39)的下部，压盖(37)在圆环形保持架(36)的下面将其托起，并用第一螺钉(38)固定在主轴(39)上，组成被测旋转轴系；第三螺钉(35)通过轴套(43)将被测旋转轴系固定在基座(44)上，第二螺钉(45)将基座(44)固定在固定平台(46)上，使轴套(43)固定不动，主轴(39)自由转动；光栅盘(25)与主轴(39)同轴安装在主轴(39)的台肩上，光栅盘(25)上面装上环形垫(23)，在环形垫(23)的上面用压圈(24)压住，压圈(24)与主轴(39)之间用螺纹固紧，使光栅盘(25)固紧在主轴(39)上；第一元器件架(15)和第二元器件架(34)相对于主轴(39)对径对称的安装在轴系的两侧，所述的对径对称是指第一元器件架(15)和第二元器件架(34)两者宽度的中心连线通过主轴(39)的轴心，该两个架的凹槽开口相对，两个元器件架固定的位置能使光栅盘(25)伸进元器件架安装接收管和发光管的凹槽内；第一元器件架(15)和第二元器件架(34)上的凹槽顶臂和下臂上都留有中心孔，该两孔同轴；调整第一元器件架(15)和第二元器件架(34)的位置，使第一元器件架(15)的凹槽上臂和下臂上的中心孔与光栅盘(25)上的光栅中心对齐，使第二元器件架(34)的凹槽上臂和下臂上的中心孔与光栅盘(25)上的光栅中心对齐；第一元件器架(15)用第四螺钉(14)固定在固定平台(46)上，第二元器件架(34)用第九螺钉(33)固定在固定平台(46)上；第一指示光栅(16)用胶粘在第一元器件架(15)的顶臂中心孔的下表面上，第一接收管(19)焊接在第一接收管线路板(17)上，将第一接收管(19)安装在第一元器件架(15)的顶臂中心孔内，用第五螺钉(18)将第一接收管线路板(17)固定在第一元器件架(15)上，第一发光管(20)焊接在第一发光管线路板(21)上，将第一发光管(20)安装在第一元器件架(15)的下臂中心孔内，用第六螺钉(22)将第一发光管线路板(21)固定在第一元器件架(15)上，第二指示光栅(31)用胶粘在第二元器件架(34)的顶臂中心孔的下表面上，第二接收管(30)焊接在第二接收管线路板(28)上，将第二接收管(30)安装在第二元器件架(34)的顶臂中心孔内，用第八螺钉(29)将第二接收管线路板(28)固定在第二元器件架(34)上，第二发光管(32)焊接在第二发光管线路板(26)上，将第二发光管(32)安装在第二元器件架(34)下臂中心孔内，用第七螺钉(27)将第二发光管线路板(26)固定在第二元器件架(34)上。
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