[实用新型]一种测量回转体结合面接触特性的装置

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及结合面接触特性检测领域，具体来说，涉及利用超声波检测回转体工件结合面接触特性的领域。

背景技术

准确测量结合面接触特性对复杂机械系统的设计、制造、装配均有重要意义。现有的常用测量方法有涂粉测量法、超声测量法等。其中，涂色法由于主要是根据有一定经验的师傅的判断，误差比较大。薄膜法是在结合面中间加入一种新的薄膜，但是对于回转体结合面的测量，很难在结合面间加入这种薄膜后再进行装配，除此之外，该方法在结合面中间加入薄膜会改变结合面的接触状况，从而使实验结果不能反映实际接触。而且，这种薄膜价格非常高。相比与上述测量方法，利用超声波扫描法检测回转体结合面是直接获得结合面接触状况参数的有效方法，它可以通过检测结合面的超声波反射率直接检测结合面的接触面积，通过校正公式与数学模型得到结合面刚度、结合面压力，进而实现对结合面的自动检测。

超声波测量法较其他现存测量装配面接触情况的方法有着极大的优势，但是目前普遍采用的超声波扫描检测装置仅适用于两个平面组成的结合面，利用其检测回转体结合面存在检测效率低下、检测精度差等缺点，缺乏并没有一种普适性的利用超声法测量回转体结合面的平台。为此，本实用新型在该方法的基础上提出了能适应圆柱配合、圆锥配合、锥台配合等各种回转体配合方式的测量装置。

发明内容

针对上述技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于超声波法的回转体装配结合面接触特性测量装置。

为实现上述功能及目的，本实用新型采取以下技术方案。一种超声波测量回转体装配结合面接触情况的装置，其特征包括：运动控制与数据采集模块、固定移动平台的底架、工件运动模块、超声波探头移动模块。

运动控制与数据采集模块、固定移动平台的底架、工件运动模块、超声波探头移动模块：

所述运动控制与数据采集模块包括，运动控制卡通过PCI接口与计算机主机相连；超声波脉冲发射接收器将超声波探头返回的信号进行处理输入到示波器，示波器与计算机相连并可将数据上传至计算机上；

所述工件运动模块包括设置在底架上的二维移动平台，安装在二维移动平台上的水槽，设置在水槽内的固定回转体工件支座，设置在工件支座上的工件旋转平台，所述超声波探头移动模块：设置在底架竖直面上的一维移动平台，设置在一维移动平台上的探头固定架，设置在探头架上的超声波探头。

所述工件运动模块中工件旋转平台与工件支架通过间隙配合相连，且可整体上下滑动。

所述工件运动模块中水槽的底部设置有放水口。

本实用新型所提出的装置具有有益效果如下：控制工件旋转可实现结合面圆周方向的扫描；通过探头在Z向的移动扫描工件结合面母线，并与圆周方向的扫描共同构成整个回转体接触面的扫描；通过X向与探头Z向的联动可实现圆锥配合面母线的扫描。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型提出的测量回转体结合面接触特性的装置示意图；

图2为本实用新型提出装置中工件运动模块与超声波探头移动模块结构示意图；

图3为图2的俯视图。

1为回转体配合工件，2为二维工件移动平台，3为一维探头平移台，4为工件旋转平台，5为超声探头，6为工件支座，7为水槽，8为超声探头固定架，9为底架。

具体实施方式

参照图1、图2，一种超声波测量回转体装配结合面接触情况的装置，主要包括：计算机与运动控制器，示波器，超声脉冲接受反射器，电气控制柜，回转体配合工件1，二维工件移动平台2，一维探头平移台3，工件旋转平台4，超声探头5，工件支座6，水槽7，超声探头固定架8，底架9。

具体实验步骤：

(1)实验准备

实验时，将计算机与示波器相连，示波器与超声波脉冲发射接收器相连，超声波脉冲发射接收器与水浸式聚焦超声探头相连。准备待测工件，向上滑动旋转台，将工件与旋转台上的联轴器连接后将回转体配合工件的下端插入到聚四氟乙烯固定座中。

(2)调整扫描位置

调整固定水槽的二维移动平台，通过示波器显示的超声反射波形使工件结合面在超声探头的焦点处，此时的一次反射波强度最大。

(3)扫描工件

超声波探头通过一维移动平台扫描回转体母线，每单位距离计算机采集一次数据。通过工件旋转平台将工件旋转10度，再次以上述方法扫描母线并采集数据。依此进行，直至完全扫描完整个回转体结合面。

(4)采集数据