CN206670584U - 一种新型的同轴度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型的同轴度检测装置，属于超精密检测装置。由主轴***套筒装置、主轴夹持装置、检测装置、平面镜反射装置、副轴***套筒装置、副轴夹持装置组成，主轴***套筒装置与主轴夹持装置通过固定杆连接。检测装置、平面镜反射装置均采取刚性连接、焊接的方式固定在主轴***套筒装置和副轴***套筒装置上，副轴***套筒装置与副轴夹持装置通过固定杆连接，本装置通过自身的微旋转带动激光发射器，激光发射器发射激光打在PSD板上，PSD板显示的激光轨迹，运用PC终端判断同轴度，装置所采取的宏微位移进给轴心定位，使装置提供的检测数据更加精确。

Description

一种新型的同轴度检测装置

技术领域

本实用新型属于同轴度检测技术领域，特别的涉及一种新型的同轴度检测装置。

背景技术

同轴度表示零件上被测轴线相对于基准轴线，保持在同一直线上的状况，也就是通常所说的共轴程度。在实际生活生产中、组装安装中，对同轴度的要求越来越高，但现在所能提供的装置有准直激光对中测试装置、三坐标激光对中测试装置等一系列装置。准直线激光对中装置以激光束作为基准线，在被测点上设置激光束的接收装置，求得准直点偏离值的一种测量装置，该装置对于两轴水平问题没有更好的检测，三坐标激光对中装置在被测元素和基准元素上测量多个横截面的圆，再将这些圆的圆心构造一条3D直线作为公共轴线，每个圆的直径可以不一致，然后分别计算基准圆柱和被测圆柱对公共轴线的同轴度取其最大值作为零件的同轴度，三坐标激光对中装置只是提供检测，无法提供检测者所需要的调试数据。

以上所述的装置均为不精密的同轴度检测装置，因此需要提供一种精密检测装置，通过宏微结合的方式确定轴心位置，运用PC终端对激光的运行轨迹进行处理，判断主轴和副轴的水平程度，以及提供给使用者两轴轴心在空间上的相差距离和两轴的倾角数据，便于使用者对轴的调动，并且本实用新型操作简单，安装拆卸方便，可适用于不同直径轴系的检测。

发明内容

一种新型的同轴度检测装置，包括***套筒装置、夹持装置、检测装置和平面镜反射装置，所述的***套筒装置包括主轴***套筒装置和副轴***套筒装置，主轴***套筒装置通过主轴夹持装置固定在主轴前端，副轴***套筒装置通过副轴夹持装置固定在副轴前端，***套筒装置与夹持装置通过固定杆连接，检测装置焊接在***套筒装置上，平面镜反射装置与***套筒装置采取焊接方式连接。所述的***套筒装置，包括主轴轴心检测仪器、副轴轴心检测仪器、PSD板 和PSD板，主轴轴心检测仪器焊接在主轴***套筒装置内表面上，所述的主轴轴心检测仪器包括主轴轴心检测仪器发射端和主轴轴心检测仪器接收端，副轴轴心检测仪器 焊接在副轴***套筒装置内表面上，所述的副轴轴心检测仪器包括副轴轴心检测仪器发射端和副轴轴心检测仪器接收端，连接架前端焊接在PSD板上，后端焊接在主轴***套筒装置上、连接架 前端焊在PSD板 上，后端焊接在副轴***套筒上。所述的主轴***套筒装置，包括可旋转的齿形圆盘、连接装置、固定装置，顺次安装在主轴***套筒装置上，其中所述的可旋转的齿形圆盘由主齿形旋转圆盘和辅齿形旋转圆盘组成，辅齿形旋转圆盘固定在主轴***套筒装置上，主齿形旋转圆盘与三个空间圆形排列为120 º的直杆刚性连接，直杆端部焊接有重量相同的球头，球头上夹持有球套，所述的连接装置由上圆形圆环和下圆形圆环组成，下圆形圆环固定在主轴***套筒装置上，连接轴前端焊接在上圆形圆环上后端焊接在固定装置上，上圆形圆环和下圆形圆环两层中间有间隔，所述的固定装置安装在主轴***套筒装置上。所述的球套，由铆钉，固定板，轻弹簧，夹持手柄和承接杆组成，铆钉通过固定板和夹持手柄，承接杆两端焊接在固定板上，轻弹簧缠绕在承接杆上。

所述的夹持装置，包括主轴夹持装置和副轴夹持装置，其中所述的主轴夹持装置包括主轴夹持主体单元、主轴夹持主体单元 、固定杆、缓冲弹簧和紧定螺钉，副轴夹持装置包括副轴夹持主体单元、副轴夹持主体单元 、固定杆 、缓冲弹簧 和紧定螺钉 ，其中所述的主轴夹持主体单元有通孔、主轴夹持主体单元有通孔，所述的固定杆可伸缩，所述的紧定螺钉通过螺纹通孔顶在主轴夹持主体单元左侧面，接触表面涂有润滑材料，所述的缓冲弹簧套在固定杆上，所述的副轴夹持装置与主轴夹持装置的结构一致。所述的检测装置，包括可旋转齿形圆盘、激光发射器和PSD板，所述的可旋转齿形圆盘，包括主齿形旋转圆盘和辅齿形旋转圆盘，其中形变凹槽位于辅齿形旋转圆盘齿底处，所述的形变凹槽包括第一形变凹槽和第二形变凹槽，其中第一形变凹槽内装有受力均匀板，第二形变凹槽内装有压电叠堆，第一形变凹槽和第二形变凹槽中间隔有直板形柔性铰链，直板形柔性铰链与压电叠堆点接触，所述的辅齿形旋转圆盘和主齿形旋转圆盘均为弹性材料，所述的激光发射器焊接在主齿形旋转圆盘上。

所述的平面镜反射装置，包括直线型铁轨、激光夹持装置、音圈电机、微纳米级微动平台、激光发射器、PSD板、PSD板和半反半透玻璃，所述的直线型铁轨焊接在PSD板上，所述的激光夹持装置夹持激光发射器，激光夹持装置内部装有拧动螺钉，其中所述的激光发射器为双向找正激光发射器，激光夹持装置焊接在微纳米级微动平台上，微纳米级微动平台焊接在音圈电机上，音圈电机底座焊接在直线型铁轨上，其中音圈电机、微纳米级移动平台、激光夹持装置顺次连接在直线型轨道上，连接杆前端镶在半反半透玻璃里，连接杆后端焊接在副轴***套筒上。

附图说明

图1 主轴***套筒装置轴测图；

图2 副轴***套筒装置轴测图；

图3 主轴套筒正视图；

图4 球套轴测图；

图5 主轴夹持装置局部剖视图；

图6 主轴***套筒装置局部剖视图；

图7 主齿形旋转圆盘局部放大图；

图8 激光夹持装置局部剖视图；

图9 副轴夹持装置局部剖视图。

附图标记说明:1—***套筒装置，101—主轴***套筒装置，101a—可旋转齿形圆盘，101a₁—主齿形旋转圆盘，101a₂—辅齿形旋转圆盘，101b—连接装置，101b₁—上圆形圆环，101b₂—下圆形圆环，101c—固定装置，101d—螺纹通孔，101e—连接轴，101f—球形杆头，101g—球套，101g₁—铆钉，101g₂—固定板，101g₃—轻弹簧，101g₄—夹持手柄，101g₅—承接杆，101h—激光发射器I，101i—主轴轴心检测仪器，101i₁—主轴轴心检测仪器发射端，101i₂—主轴轴心检测仪器接收端，101j—直杆，102—副轴***套筒装置，102a—副轴轴心检测仪器，102a₁—副轴轴心检测仪器发射端，102a₂—副轴轴心检测仪器接收端，102b—螺纹通孔，2—夹持装置，201—主轴夹持装置，201a—主轴夹持主体单元I，201b—主轴夹持主体单元II，201c—固定杆，201d—紧定螺钉，201e—缓冲弹簧，201f—通孔，202—副轴夹持装置，202a—副轴夹持主体单元I，202b—副轴夹持主体单元II，202c—固定杆 ，202d—紧定螺钉 ，202e—缓冲弹簧 ，202f—通孔，3—检测装置，301—压电叠堆，302—直板形柔性铰链，303—受力均匀板，304—PSD板I，305—PSD板II，306—形变凹槽，306a—第一形变凹槽，306b—第二形变凹槽，307—连接架，4—平面镜检测装置，401—直线型铁轨，402—音圈电机，403—微纳米级微动平台，404—激光夹持装置，404a—拧动螺钉，405—激光发射器II，406—半反半透玻璃，407—连接杆，5—主轴，6—副轴。

具体实施方式

结合附图对同轴度检测装置从整体结构，***套筒装置1、夹持装置2、检测装置3和平面镜检测装置4进行阐述，如下。

如图1和图2所示为同轴度检测装置的总体结构，具体由主轴***套筒装置101，副轴***套筒装置102，主轴夹持装置201，副轴夹持装置202，检测装置3和平面镜反射装置4组成。主轴***套筒装置101与主轴夹持装置201通过固定杆201c固定，检测装置3与平面镜反射装置4通过焊接方式固定在主轴***套筒装置101上构成主轴的同轴度检测部分。副轴***套筒装置102与副轴夹持装置202通过固定杆 202c固定，检测装置3与平面镜反射装置4通过焊接方式固定在副轴***套筒装置201上构成副轴同轴度检测部分。

如图1、图3和图4所示为主轴***套筒装置101，包括可旋转齿形圆盘101a，连接装置101b，固定装置101c，连接轴101e，球形杆头101f，球套101g，激光发射器I101h，主轴轴心检测仪器101i，直杆101j。其中，连接轴101e两端分别焊接连接装置101b的上圆形圆环101b₁和固定装置101c，激光发射器I101h焊接在主轴***套筒装置101上，直杆101j一端焊接在主齿形旋转圆盘101a₁上，另一端通过连接装置101b的间隔，球形杆头101f焊接在通过上圆形圆环101b₁和下圆形圆环101b₂间隔的直杆101j端部，用于固定主齿形旋转圆盘101a₁，主轴轴心检测仪器发射端101i₁发射激光打在所测主轴5上，主轴轴心检测仪器接收端101i₂接收主轴轴心检测仪器发射端101i₁发射的激光，主轴轴心检测仪器接收端101i₂接收的激光为除主轴5挡住的激光，主轴轴心检测仪器接收端101i₂与PC终端连接，PC终端进行数据处理计算出主轴5轴心所在位置，并显示在PSD板I304上。

如图5所示为主轴夹持装置201，包括主轴夹持主体单元I201a，主轴夹持主体单元II201b，固定杆201c，紧定螺钉201d，缓冲弹簧201e。主轴夹持主体单元II201b通过固定杆201c固定在主轴***套筒装置101上，固定杆201c穿过主轴夹持主体单元I201a确保主轴夹持主体单元I201a在固定杆201c限制作用下只能左右移动，固定杆201c为伸缩结构，固定杆201c完成固定主轴夹持主体单元II201b后，缓冲弹簧201e包裹固定杆201c，固定杆201c通过伸缩结构通过主轴夹持主体单元I201a上的通孔201f伸入主轴***套筒装置101内，完成主轴夹持装置201安装。当主轴夹持装置201夹持不同直径主轴5时，拧动紧定螺钉201d使主轴夹持主体单元I201a在固定杆201c上左右移动，用以固定不同直径系列轴系，其中紧定螺钉201d与主轴夹持主体单元I201a表面涂有润滑材料，确保紧定螺钉201d和夹持主体单元I201a表面不受磨损损伤并且起到润滑的作用，固定杆201c位于主轴夹持主体单元I201a和主轴夹持主体单元II201b中间部分被缓冲弹簧201e缠绕，由于缓冲弹簧201e具有缓冲力和恢复力可以避免主轴夹持主体单元I201a和主轴夹持主体单元II201b碰撞损伤，也可以持续保持主轴夹持单元I201a和主轴夹持单元II201b不接触，为下一次测试做准备。

如图6和图7所示为检测装置3，包括压电叠堆301，直板形柔性铰链302，受力均匀板303，PSD板I304，激光发射器101h，PSD板II305和直杆101j。压电叠堆301接收电信号产生面向辅齿形旋转圆盘101a₂凹面的形变，直板形柔性铰链302与压电叠堆301点接触，直板形柔性铰链302在点接触处产生形变推动受力均匀板303，受力均匀板303顶在辅齿形旋转圆盘101a₂凹面曲率最大处，辅齿形旋转圆盘101a₂为弹性材料，弹性材料本身的弹性较好会使辅齿形旋转圆盘101a₂的凹面曲率最大处产生凸起与主齿形旋转圆盘101a₁的凸面曲率最大处接触形成相切，辅齿形旋转圆盘101a₂凹面曲率最大处产生凸起，凸起曲率最大处与主齿形旋转圆盘101a₁凸面曲率最大处相切的形成与辅齿形旋转圆盘101a₂齿顶形成新的旋转空间，所述的旋转空间为凹槽结构，空间圆形排布距离为24º的压电叠堆301同时接收电信号，使所有压电叠堆301所对应的凹面产生微小凸起，形成主齿形旋转圆盘101a₁凸面曲率最大处与辅齿形旋转圆盘101a₂新形成的凸起曲率最大处相切。主齿形旋转圆盘101a₁焊接有空间圆形排布距离为120 º的直杆101j，直杆101j前端焊接有球形杆头101f，其中直杆101j的连接方式，直杆101j先通过连接装置101b间隔焊接在主齿形旋转圆盘101a₁上，再通过焊接的方式使球形杆头101f固定在直杆101j前端，其中球形杆头101f的直径大于连接装置101b间隔，保证主齿形旋转圆盘101a₁不会脱落。在主齿形旋转圆盘101a₁工作时，通过球套101g的夹持会使直杆101j所受重力变大，提供主齿形旋转圆盘101a₁圆弧形微位移的动力，使主齿形旋转圆盘101a₁与辅齿形旋转圆盘101a₂产生凸起的相切处分离，主齿形旋转圆盘101a₁向所受重力最大处产生圆弧微位移，主齿形旋转圆盘101a₁滑动卡在新形成的旋转空间处，完成微圆弧位移。再通过电信号的输入使压电叠堆301恢复原始形状,伴随压电叠堆301的恢复，直板形柔性铰链302恢复为原始形状，受力均匀板恢复为原始位置，凸起消失，主齿形旋转圆盘101a₁返回原始位置，为下一次微旋转做准备。在主齿形旋转圆盘101a₁微旋转的同时激光发射器I101h发射激光打在PSD板II305上，通过PC终端处理，微小圆弧轨迹吻合圆形轨迹说明两轴水平，否则说明两轴不水平，检测者可以根据图形的吻合程度来进行判断是否需要对副轴6进行调整。

如图2和图8所示为平面镜检测装置4，包括直线型铁轨401，音圈电机402，微纳米级微动平台403，激光夹持装置404，拧动螺钉404a，激光发射器II405，半反半透玻璃406和PSD板II305。其中直线型铁轨401焊接在PSD板304上，音圈电机402焊接在直线型铁轨401上，微纳米级微动平台403与音圈电机402前端刚性连接，激光夹持装置404组装在直线型铁轨401上可左右移动，激光夹持装置404夹持激光发射器II405，拧动拧动螺钉404a调整激光夹持装置404可以更换激光发射器II405，其中激光夹持装置404焊接在微纳米级微动平台403上。平面镜检测装置4的音圈电机402通过人工驱动，音圈电机402推动微动平台403和激光夹持装置404同时向右移动实现大位移进给。微纳米级微动平台403推动激光夹持装置404实现微动平台403的微位移进给，确保激光发射器II405面向PSD板I304的一端激光准确找到显示在PSD板I304上的主轴5的轴心，另一端发射激光打在半反半透玻璃406上，由于半反半透玻璃406具有透光特性和反射特性，一部分激光被半反半透玻璃406反射打在垂直PSD板I304上，另一部分激光被半反半透玻璃406透过打在垂直PSD板II305上，PSD板I304和PSD板II305连接PC终端，通过PC终端处理可以检测出两轴相差的倾角大小以及主轴5和副轴6的轴心距离，检测者可以根据PC终端给出的数据进行对副轴6的细微调动，使所测主轴5和所测副轴6保持水平、轴心在同一条直线上。

如图9所示为副轴夹持装置202，与主轴夹持装置201结构一致。

Claims (7)

1.一种新型的同轴度检测装置，其特征在于，包括***套筒装置、夹持装置、检测装置和平面镜反射装置，所述的***套筒装置包括主轴***套筒装置和副轴***套筒装置，主轴***套筒装置通过主轴夹持装置固定在主轴前端，副轴***套筒装置通过副轴夹持装置固定在副轴前端，***套筒装置与夹持装置通过固定杆连接，检测装置焊接在***套筒装置上，平面镜反射装置与***套筒装置采取焊接方式连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型的同轴度检测装置，其特征在于，所述的***套筒装置包括主轴轴心检测仪器、副轴轴心检测仪器、PSD板 和PSD板，主轴轴心检测仪器焊接在主轴***套筒装置内表面上，所述的主轴轴心检测仪器包括主轴轴心检测仪器发射端和主轴轴心检测仪器接收端，副轴轴心检测仪器 焊接在副轴***套筒装置内表面上，所述的副轴轴心检测仪器包括副轴轴心检测仪器发射端和副轴轴心检测仪器接收端，连接架前端焊接在PSD板上，后端焊接在主轴***套筒装置上、连接架 前端焊在PSD板 上，后端焊接在副轴***套筒上。

3.根据权利要求1所述的一种新型的同轴度检测装置，其特征在于，所述的主轴***套筒装置包括可旋转的齿形圆盘、连接装置、固定装置，顺次安装在主轴***套筒装置上，其中所述的可旋转的齿形圆盘由主齿形旋转圆盘和辅齿形旋转圆盘组成，辅齿形旋转圆盘固定在主轴***套筒装置上，主齿形旋转圆盘与三个空间圆形排列为120 º的直杆刚性连接，直杆端部焊接有重量相同的球头，球头上夹持有球套，所述的连接装置由上圆形圆环和下圆形圆环组成，下圆形圆环固定在主轴***套筒装置上，连接轴前端焊接在上圆形圆环上后端焊接在固定装置上，上圆形圆环和下圆形圆环两层中间有间隔，所述的固定装置安装在主轴***套筒装置上。

4.根据权利要求3所述的一种新型的同轴度检测装置，其特征在于，所述的球套由铆钉，固定板，轻弹簧，夹持手柄和承接杆组成，铆钉通过固定板和夹持手柄，承接杆两端焊接在固定板上，轻弹簧缠绕在承接杆上。

5.根据权利要求1所述的一种新型的同轴度检测装置，其特征在于，所述的夹持装置包括主轴夹持装置和副轴夹持装置，其中所述的主轴夹持装置包括主轴夹持主体单元、主轴夹持主体单元 、固定杆、缓冲弹簧和紧定螺钉，副轴夹持装置包括副轴夹持主体单元、副轴夹持主体单元 、固定杆 、缓冲弹簧 和紧定螺钉 ，其中所述的主轴夹持主体单元有通孔、主轴夹持主体单元有通孔，所述的固定杆可伸缩，所述的紧定螺钉通过螺纹通孔顶在主轴夹持主体单元左侧面，接触表面涂有润滑材料，所述的缓冲弹簧套在固定杆上，所述的副轴夹持装置与主轴夹持装置的结构一致。

6.根据权利要求1所述的一种新型的同轴度检测装置，其特征在于，所述的检测装置包括可旋转齿形圆盘、激光发射器和PSD板，所述的可旋转齿形圆盘，包括主齿形旋转圆盘和辅齿形旋转圆盘，其中形变凹槽位于辅齿形旋转圆盘齿底处，所述的形变凹槽包括第一形变凹槽和第二形变凹槽，其中第一形变凹槽内装有受力均匀板，第二形变凹槽内装有压电叠堆，第一形变凹槽和第二形变凹槽中间隔有直板形柔性铰链，直板形柔性铰链与压电叠堆点接触，所述的辅齿形旋转圆盘和主齿形旋转圆盘均为弹性材料，所述的激光发射器焊接在主齿形旋转圆盘上。

7.根据权利要求1所述的一种新型的同轴度检测装置，其特征在于，所述的平面镜反射装置包括直线型铁轨、激光夹持装置、音圈电机、微纳米级微动平台、激光发射器、PSD板、PSD板和半反半透玻璃，所述的直线型铁轨焊接在PSD板上，所述的激光夹持装置夹持激光发射器，激光夹持装置内部装有拧动螺钉，其中所述的激光发射器为双向找正激光发射器，激光夹持装置焊接在微纳米级微动平台上，微纳米级微动平台与音圈电机前端刚性连接，音圈电机底座焊接在直线型铁轨上，其中音圈电机、微纳米级移动平台、激光夹持装置顺次连接在直线型轨道上，连接杆前端镶在半反半透玻璃里，连接杆后端焊接在副轴***套筒上。