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一种曲轴轴径圆度误差测量系统

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０ 引 言
圆度 是指 圆形 零 件在其 轴线 垂直 的 平面 内表
关键。
测 量 曲轴 轴径 圆度 误 差 的 工具 很 多 ， 真 正 但 用 于在 线检 测 的很少 。对 于加 工后 的产 品进行 一
面形 状接 近理论 圆的程 度 。圆度 误差 是指 回转体 的 同一正 截 面上 实 际 轮 廓对 其 理 想 圆的 变 动量 。
ｒ ｕ ｄ ｅ ｓ ｅ ｒ ｒ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｔ ｒ ｏ ｙ ｅ ｒ ｒａ ｅ ｓ ｐ ｒ ｔ ｄ ｅ ｆ ｃ ｉｅ ｙ ｏ ｎ ｎ ｓ ｒ ｏ ｎ ｈ ｏ ａ ｙ ｂ ｄ ｒ ｏ ｒ ｅ ａ ａ ｅ ｆ ｅ ｔ ｌ ．Ｗ ｅ ｄ ｓ ｇ ｏ ｈ ｔ ｅ ｈ ｒ ｗａ ｅ ａ ｄ ｖ ｅ ｉ ｎ ｂ ｔ ｈ ａ ｄ ｒ ｎ
中图分 类号 ： ８ ＴＧ ３ 文献 标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ７ —３ ４ ２ １ ） ３０ ０ ～５ ６ ４１ ７ （ ０ ０ ０ —３ ００
Ａ ｒ ｎ ｈ ｆ ｒ ｕ ｄｎ ｓ ｒ ｅ ｓ ｒ ｍｅｎ ｙ ｔ ｃ ａ ｋ ｓ ａ ｔ ｏ ｎ ｅ ｓ ｅｒｏｒｍ ａ ｕ ｅ ｔｓ ｓ ｅｍ
２ Ｑｕ ｒ ｎ ｉｅＢｕ ｅ ｕ ｉ ａ ｇ ｈ ｎ Ａｕ ｏ ｔｖ ｎｄ ｓｒｅ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ，Ｔｈ ａ ｃ ｆｃ ｆＪｌ ｔｙ ＥｘｔＩ ｐ ｃｉｎ， ． ａ ａ ｔｎ ｒ ａ ｎ Ｃｈ ｎ ｃ ｕ ｔ ｍｏ ｉｅＩ ｕ ｔｉｓＤｅ ｅｏ ｍｅ ｔＡｒ ａ ｅＢｒ ｎ ｈ Ｏｆｉｅｏ ｉｎ Ｅｎ ｒ － ｉ ｎｓ ｅ ｔ ｉ ｏ
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第 ３ 卷 第 ３ １ 期 ２１ ０ ０年 Ｏ ６月
长 春 工 业 大 学 学 报（ 自然 科 学 版 ）
ｏ Ｓ ｏ Ｊ ｕ ｒ ａ ｆＣｈ ｎ ｃ ｕ ｉ ｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈ ｎ ｌｇ （ ｔ ｒ ｌ ｃｅ ｃ ｄ ｔ ｎ ｏ ｎ ｌ ａ ｇ ｈ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｅ ｏ ｏ ｏ ｙ Ｎａ ｕ ａ ｉ ｎ ｅ Ｅ ｉｉ ）
Ｍ Ｕ ｅｑａ ｇ Ｄ — ｉ ｎ ， ＬＩＸ ｉｏ ｄ ， ＤＩ Ｇ ｉ ｇ ａ —ｉ Ｎ Ｎ ｎ
（ ． ｈ ｏ ｆＭ ｅ ｈ ｔ ｏ ｉ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ，Ｃｈａ ｇ ｈ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏｆＴｅ ｈ ｏｌ ｇ １ Ｓｃ ｏ ｌｏ ｃ ａ ｒ ｎ ｃ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｃ ｕ ｉ ｅ ｓｔ ｃ ｎ ｏ ｙ，Ｃｈａ ｇ ｈ ｎ １ ０ １ ｎ ｃ ｕ ３ ０ ２，Ｃｈｉ ａ ｎ：
Ｃｈ ｎｇ ｈ ｎ １ ０ １ ａ ｅ ｕ ３ ０ １，Ｃｈ ｎ ） ｉａ
Ａｂ ｔａｃ ： Ｔｈｅ ｈ ｅ — ｉ ｍ ｅ ｈｏ ｉ ｄｅ ｕｃ ｄ ｏ ｗｏ ｐ ｎ ｆ ｒ ｏ ｄｎ ｓ ｅ ｒ ｒ ｅ ｒ ｔｏｎ Ｔｈｅ ｓｒ ｔ ｔ ｒ ｅ ｐｏ ｎｔ ｔ ｄ ｓ ｄ ｅ ｔ ｔ — ｏｉ ｔ ｏ ｒ ｕｎ ｅ ｓ ｒ ｏ ｓ ｐａ ａ ｉ ．
度 以及 运 动 时 的摩 擦 、 动 、 声 等有 直 接 影 响 。 振 噪
在 回转 体零 件 的技 术 参 数 里 ， 圆度 误 差 是 重 要 的 指标 。尤其 对 于 某些 精 密零 件 而 言 ， 否 准 确定 能
１ 圆度 误 差 的 测 量 与 评 定
圆度 误差 测 量 时 ， 集 的 信 号通 常 包 含 了 主 采
●“
摘 要 ： 三 点 法 圆度误 差分 离技 术推 演 到 两 点 法 ，有 效 分 离 了圆度 误 差 和 回转体 误 差 ， 将 设 计 了两点 法测量 系 统 的软 硬件 。实验 结果表 明， 系统速度 快 ， 该 精度 较高 。
关键 词 ：圆度误 差 ；曲轴 轴径 ；误 差分 离 ；在 线测量
ｓ ｓ ｅ ｉ ａ ｔａ ａ ｈ ｒ ａ ｃ ｒ ｔ ． ｙ ｔ ｍ ｓ ｆ ｓ ｎｄ ｒ ｔ ｅ ｃ ｕ ａ ｅ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｒ ｎｄ ｓ ｒ ｏ ｏｕ ｎｅ ｓ ｅ ｒ ｒ；ｃ ａ ｋ ｓ ｆ ；ｅ ｒ ｒ ｓ ｐ ｒ ｔｏ ｒ ｎ ｈａ ｔ ｒ ｏ ｅ ａ ａ ｉ ｎ；ｏ ｌｎ ｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｎ—ｉ ｅ ｍ ａ ｕ ｅ ｎ ．
出它 的 圆度 误 差值 ， 能 否 准 确判 别 合 格 与 否 的 是
收 稿 日期 ：２ １— １０ ０００ —５
作者简介 ： 母德 强（ ９ １ ， ， １６ 一）男 汉族 ， 宁沈 阳人 ， 辽 长春工业 大学教授 ， 博士 ， 主要 从事精 密加工与检 测方 向研究 ， － ｉ： ｄ ＠ Ｅ ｍａｌｍｕ ｑ
圆度 误差 对 曲轴 轴 径 安 装 时 的配 合 精 度 、 转 精 旋
次严 格 的检测 和筛 选 ， 保 证 大批 量 生 产 加 工 速 并
度， 这是 人们 所关 心 和重视 的 问题 ， 究一 套 可在 研
线 监测 并精 度 高 、 具 可 靠 性 和 稳定 性 的 曲轴 轴 兼
径 在线 检测 系统 有重 要意 义 。

Ｊ ｎ ２ １ ｕ ．０ ０
一
种 曲轴 轴 径 圆度 误 差 测 量 系统
母 德 强 ， 李 晓迪 丁 宁 ，
（． 春 工 业 大 学 机 电工 程 学 院 ，吉林 长 春 １长 １０１ ； ３ ０ ２
２ 吉 林 出入 境 检 验 检 疫 局 长 春 汽 车 产 业 开 发 区 办 事 处 ，吉林 长 春 １ ０ １ ） ． ３ ０ １

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曲轴的测量

曲轴的测量

测量项目
数据名称
曲轴编号：；测量第道曲轴主轴颈。
标准值
测量位置
位置1
位置2
测量值1
测量值2
测量值1
测量值2
测量数值
圆度
圆柱度
曲轴主轴颈直径
曲轴弯曲
维修建议
四、问题回答
1．造成曲轴磨损的原因有哪些？
2.曲轴磨损后的现象有哪些？
曲轴的测量
注意：请考生仔细审题！！！
一、工具的清点
序号
名称
型号
数量
序号
名称
型号
数量
1
7
2Hale Waihona Puke 8394
10
5
11
6
12
二、清洁工具及缸体、量具校零。
1.使用清洁曲轴。
2.游标卡尺的误差值是：。
3.外径千分尺的误差值是：。
4.百分表的误差值是：。
三、测量
1.用游标卡尺测量曲轴的直径是：；选用的外径千分尺。
2.测量、记录，见下表。
3-4 轴类零件的综合检验

3-4 轴类零件的综合检验


① 用百分表测量
在车间，轴的外圆表面的圆度误差一般用百分表（指示精度为0.01㎜）或
千分表（指示精度为0.001㎜或0.002㎜）进行测量。
百分表
常用的有钟表式和杠杆式两种，钟表式百分表简称为百分表，它的结构形状如图
1- 113所示。
图 1-113 百分表
如图 1- 114所示，杠杆百分表的体积较小，杠杆测头方向可以改变，在校正工件 和测量工件时比较灵活方便，尤其是小孔的测量和在机床上校正零件时，由于受 地位限制，百分表放不进去，而杠杆百分表就容易得多。
图 1-123 各表面对两支承轴颈的同轴度
（3）两支承轴颈的同轴度
测量方法如图 1- 123所示，百分表上的圆跳动量反映的是两支承轴颈对两中心孔 公共轴线的同轴度误差与轴颈圆度误差之和。当圆度误差很小而可忽略时，表测 数据视为支承轴颈对两中心孔公共轴线的同轴度误差；当圆度误差不能忽略时， 则表测数据减去圆度误差为支承轴颈对中心孔公共轴线的同轴度误差。
（4）键槽对称度的检测 将工件置于V形铁内，选择一块与键槽宽度相同的量块塞入键槽内，使量块的平 面大致处于水平状态，用百分表检测量块的上表面a，使之与平板平行并读数，然 后将工件转过180º，用百分表检测量块的下表面b，使之与平板平行并读数，上、 下两表面读数的差值即为轴上键槽的对称度，应在0.05㎜以内，如图 1- 124所示。
（3）干涉法
干涉法是利用光波干涉原理来测量表面粗糙度，所使用的仪器是干涉显微镜。图 1- 119所示为国产6JA型显微镜的外形图，测量时，将工件安装在工作台1上，转 动工作台或使其上下移动，进行调焦，通过显微镜内部的光波干涉作用，在目镜 上可观察到反映被测表面状态的明暗相间的干涉条纹。如果被测表面为理想平面， 则干涉条纹为一组等距平行的条纹线，若被测表面微观不平，则形成弯曲条纹， 其弯曲程度随微观不平度的高度值而变化，如图 1- 120所示。用测量装置分别测 出弯曲度和相邻二条干涉条纹的距离（宽度），则微观不平度的高度h的计算公 式为：
第5节 曲轴的检修

第5节 曲轴的检修

在水平平面内，若曲柄的两个主轴承位置偏右，曲
轴轴线呈右弧线弯曲，即“）”形时，△－＝（＋）
在水平平面内，若曲柄的两个主轴承位置偏左，曲
轴轴线呈左弧线弯曲，即“（”形时，△－＝（－）
臂距差值的大小表示曲轴弯曲变形的程度，而差 值的正负表示曲轴弯曲变形的方向
4.测量臂距差的目的
运转中各道主轴承产生不均匀磨损，曲轴会时开 时合，使曲柄臂和曲柄销连接的过渡圆角处产生时拉 时压的交变应力，容易产生疲劳破坏；微量变形越大、 臂距差值越大，曲轴的弯曲变形越严重、附加弯曲应 力越大，当超过材料许用应力时，曲轴就会产生裂纹 或断裂。因此，臂距差值关系到曲轴的使用寿命
测量前需要拆除轴承螺栓、上下瓦，并清洁轴颈
1.将1＃缸曲柄销或待测主轴颈 相邻任一曲柄销转至TDC；
2.选择三个截面位置，使用专 用或通用外径千分尺测量每个 截面垂直和水平方向的直径；
3.计算每个横截面的圆度误差 和垂直、水平方向纵截面的圆 柱度误差，取最大值与标准值 比较，对磨损程度进行判断
2.曲轴磨损的修复
六、主轴承高度判断
柴油机正常运转中曲轴轴线弯曲变形主要是由于主轴承下 瓦不可避免的磨损造成的，因此了解和控制主轴承下瓦的磨损 和确定各主轴承的高低，是了解和控制曲轴轴线弯曲的关键
（三）影响曲轴臂距差的因素及结果
活塞运动装置和 爆发压力的影响
塌腰形，臂距差增大
活塞运动装置的重量和气缸爆发压力作用于曲轴， 使轴线下塌，尤以曲柄销位于上止点时影响最大
轴系连接误差
图例：轴系连接的影响
轴系轴线较高时曲轴尾端轴线呈塌腰形；轴系轴线 较低时，曲轴尾端轴线呈拱腰形
海水和大气温度、船舶坐墩及主轴承安装质量对 臂距差的影响在管理当中也应注意
曲轴的测量

曲轴的测量

曲轴的测量
1.清点工具，根据实际情况从下面提供的工具、量具及耗材补全要使用的工量具。

（共15分） A .游标卡尺（0-150mm ）、B .外径千分尺（0-25mm ）、C .外径千分尺（25-50mm ）、D .外径千分尺（50-75mm ）、E .外径千分尺（75-100mm ）、F .内径量表（18-35mm ）、G .内径量表（50-160mm ）、H .手电筒、I
.抹布、J .标签（标准值）、K .标记笔、L .千分尺卡座、M .机油枪、N.磁性表座。

（1）选择你需要使用的工量具及耗材（填写字母即可）（每空1分，共9分）
（2）将以上需要校零的工具名称填写在下面横线上，并完成工具的校零，并将校零后误差记录下来。

（6分） 2.根据抽签号及考官指令检测相应的曲轴；标准数据在工位的标签上，请找出标签上需要使用的标准值，完成下表。

（每空1分，共6分）
3.为什么要测量曲轴？（5分）
4.造成曲轴磨损的原因有哪些？（5分）
5.为什么一般测量时选择测量3号主轴颈的直径？（5分）
6.记录并计算
通过测量完成下面记录单（除特别注明外每空3分，共44分）
说明：（1）该记录表由学生填写，作为考核评分依据；
（2）所有长度单位统一为mm，测量数据精确到小数点后三位；
（3）填写该表时间计入考试时间。