多支点同轴度检测方法研究

　　1 同轴度涵义及其影响因素

　　根据国家标准GB/T1182-1996的定义,轴线的同轴度是指被测要素的轴线必须位于直径为公差值且与基准线同轴的圆柱面内。在工程上,被测要素的轴线对基准轴线的同轴度误差可分为被测要素的轴线自身的直线误差、被测要素的轴线对基准轴线的偏离和被测要素的轴线对基准轴线的倾斜三种形式,如图1所示。

　　图1中:t为总的同轴度误差,t = t1+t1+t3;t1为被测要素的轴线对基准轴线的偏离;t2为被测要素的轴线对基准轴线的倾斜,t2一般用角度指标α衡量,折合到位移指标时t2=αxL;t3为被测要素的轴线自身的直线误差。

　　基准面和被测要素在同一零件时,t1项误差一般是零件二次装夹找正时的中心偏移造成的,t2项误差一般是零件二次装夹找正时的中心倾斜造成的,t3项误差则与机床精度、振动、刀具等因素有关,这几项误差一般难以修正,必须靠加工保证。

　　基准面和被测要素分别在不同零件时,t1项误差一般是被测要素零件与基准零件装配偏心造成的,可以通过平移来减小或消除;t2项误差一般是被测要素零件与基准零件装配倾斜造成的,可以通过铲刮安装面来减小或消除;t3项误差与被测要素零件的加工精度有关,若被测要素为组装件的回转中心,则t3项误差还与轴承的回转精度等有关,难以通过装配方法减小或消除,应严格控制零件的加工精度并选用合适的轴承。

　　2 多支点同轴度的检测原理

　　在大型设备中,各支点同轴度检测无法在1台专用设备上完成,可用光学方法用调校望远镜和专用准直仪等仪器通过模拟法来检测。调校望远镜、专用准直仪分别装在过渡心轴内,然后连同过渡心轴一起装在待测的支点内,回转支点,可测出调校望远镜和专用准直仪的瞄准轴线分别与待测支点的回转轴线的夹角及中心偏离,以待测支点的回转轴线反映在调校望远镜和专用准直仪中的读数代表各支点的轴线,从而实现模拟测量,其测量光学原理如图2所示。

　　调校望远镜由目镜1、分划板2、调焦物镜3、物镜4、测微平板5等组成;专用准直仪由物镜分划板6、物镜7、分划板8等组成。专用准直仪发出平行光至调校望远镜,通过调焦,将调校望远镜的物面调至无限远处,即可对专用准直仪发出的平行光成像,从而测量出调校望远镜所在支点回转轴线与专用准直仪所在支点回转轴线的夹角,即同轴度误差的t2项;将调校望远镜的物面调至有限远处,使其对专用准直仪物镜处的分划板成像,转动测微平板,将专用准直仪物镜处的分划板的中心置于调校望远镜的中心,通过调校望远镜鼓轮即可读出专用准直仪相对调校望远镜的位移离,即同轴度误差的t1项;在各支点衬套中未装测量心轴时,转动支点衬套,并用千分表测支点衬套内表面的跳动,其变动范围即同轴度误差的t3项。t1,t2和t3三项之和即为两支点的同轴度误差。