盲孔中球状环槽底径测量仪的设计与计算

　　牙轮是三牙轮石油钻的关键零件,牙轮盲孔中球状环槽底径尺寸是牙轮零件的特性表征参数。图样要求牙轮完工后,在环槽中注入适当数量的钢球形成球环,并保证装配后牙轮转动灵活、无卡住和晃动现象。环槽弧形球径为SD,环槽底径(大径)为Dc,盲孔内径为Dk(如图1)。

　　环槽弧底比内孔表面大3mm左右(随产品型号而异)即

　　球状环槽底径Dc的公差(IT)为0·03 ~0·08mm,其精加工是在内圆磨床上用成形砂轮磨出,并用自制加长爪的球头卡尺测量,由于球头卡尺测量时人为误差大,很难保证球状环槽底径尺寸的测量精度,长期以来装配质量差,经常造成成批产品报废。针对牙轮的盲孔尺寸小,环槽中心至牙轮端面的距离A较长(深)、环槽底径公差小,通用量具测量困难,测量精度不易保证的情况,笔者设计制造了手持式球状环槽底径测量仪,从而使测量环槽底径尺寸时,如用卡尺一样方便、快捷、准确。

　　1　量仪原理

　　测量仪依据斜面传递原理,通过双圆锥轴的轴向移动,实现测量仪顺利进入、退出牙轮内孔以及测量球状环槽底径的目的。

　　量仪原理如图2所示:图2a是进入、退出牙轮内孔的位置,图2b是测量球状环槽底径尺寸的位置。

　　2　量仪结构

　　测量仪由本体、双锥(变径圆锥、传递圆锥)轴、锥口镶套、测球和指示表等组成。其结构如图3。

　　轴向移动双锥轴1,当变径圆锥的小头端位于锥口镶套2时,测球3沉至本体4内,测量仪则可进入或退出牙轮的内孔,当变径圆锥的大头端移向锥口镶套2处的同时,测球3被推向上露出本体4,与弧形球状环槽弧底接触,这时,传递圆锥则推动指示表杆上升,可由指示表直接指示出球状环槽底径的实际偏差值。

　　3　测量方法、步骤

　　(1)校准指示表的“零位”———按等于球状环槽底径尺寸的标准环规(标准环规的尺寸用测长仪测出,并刻在环规的端面上,以便修正)校准;

　　(2)使测量仪进入内孔———拉紧手柄12,主体4则可进入牙轮的内孔(Dk)中;

　　(3)测量环槽底径———主体4进入牙轮的内孔(Dk)后,放松手柄12,借助弹簧的弹力,变径圆锥推动测球3进入环槽内与弧底接触(图3实线位置),由指示表的示值判断球状环槽底径尺寸是否合格;

　　(4)将测量仪退出牙轮———拉紧手柄12,并拧紧止动螺钉9,将测量仪退出(进入、退出如图3虚线位置)。

　　这里应指出:当测量仪脱离牙轮后,测球仍被变径圆锥托住,测球不会坠入测量仪的主体内;即便变径圆锥大端挤压测球,测球也不会跑出主体之外;测量仪处于测量状态时,因为测球小于环槽球径,在弹簧弹力的作用下,测球仍能保持与环槽最大弧高相切,不会引起误判。