[实用新型]分离主轴回转误差的电跳动在位测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及精密在位测量技术领域，尤其是一种分离主轴回转误差的电跳动在位测量装置。 

背景技术

电跳动（Electrical Runout,ERO）表征精密回转体零件（如透平机、发电机、内燃机、机床主轴等及其它大型转子）材料电磁性质的不均匀性，影响机器的振动及运行可靠性，是转子加工质量的一项重要评价指标。美国石油学会标准API612、API617对电跳动等跳动误差作了明确限制，要求转子综合跳动不超过振动峰峰值的25%或者6.3μ。综合跳动是电跳动与机械跳动的总和，机械跳动反映的是零件的机械加工误差。机械跳动量的测量方法较多，机械跳动误差的控制比较容易。电跳动量的检测主要采用电涡流传感器来进行，需要与机械跳动量配合同步测量，由于机床主轴回转误差的存在，很难达到精密测量的高精度要求。目前，对机床主轴回转误差进行分离，在位测量电跳动、机械跳动等跳动误差尚无十分成熟有效的方法和仪器。 

20世纪60年代发展起来的误差分离技术（Error Separation Technique,EST），能够将被测回转体形状误差与机床主轴回转误差分离开。由此可以在不提高测量仪器原制造精度的前提下，大幅度提高测量精度。目前，常用的回转误差分离方法有两点法、三点法、转位法等。在大型轴类零件在位测量的场合，由于结构及安装空间的限制，安装过多探头势必导致安装调整困难。而转位法在实施过程中操作繁琐、测量周期长，还存在谐波抑制等问题。 

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种精度高，效率高的分离主轴回转误差的电跳动在位测量装置及测量方法。 

为了达到上述目的，本实用新型所设计的分离主轴回转误差的电跳动在位测量装置，它主要包括激光位移传感器、电涡流传感器和角度传感器，在被测回转体外侧设有激光位移传感器、第一电涡流传感器和第二电涡流传感器，激光位移传感器设置在第一电涡 流传感器和第二电涡流传感器中间位置，第一电涡流传感器、第二电涡流传感器和激光位移传感器设置在同一圆周上，且第一电涡流传感器、第二电涡流传感器与激光位移传感器所在的圆周与被测回转体同轴，角度传感器与第二电涡流传感器在轴向上紧靠设置。角度传感器、第一电涡流传感器、第二电涡流传感器和激光位移传感器均与控制模块连接，控制模块将信号输出给采集模块，采集模块再与上机位连接。 

在与激光位移传感器同一轴向位置设有霍尔传感器，在与霍尔传感器对应位置的被测回转体截面上设有能被霍尔传感器识别的标记磁体。 

上述所有的传感器均安装在可沿径向移动和与在测量截面偏转摆动的调节装置上，调节装置设置在测量支架上，调节装置由精密位移台和角位移台组成。 

在上述所有传感器的侧边均连接有阻止传感器接触被测回转体表面的保护装置，保护装置为凸起圆形件，并连接在传感器外壳上。 

三只位移传感器也可以是一只电涡流位移传感器和二只激光位移传感器组合，即第二电涡流传感器用第二激光位移传感器替代；同时所述的激光位移传感器用压敏位移传感器替代。 

本实用新型所得到的分离主轴回转误差的电跳动在位测量装置，其具有以下优点： 

1.测量精度高。本实用新型采用传感器混合法进行了机床主轴回转误差的分离，有效解决了谐波抑制问题，避免了在位测量机床工具本身精度对测量结果的影响。另外，本实用新型采用的激光位移传感器在测量范围±0.5mm的情况下线性误差可达±0.05%F.S.，因而该传感器测量的机械跳动量的线性误差为±0.5μ。电涡流传感器测得的综合跳动量的线性误差为±1μ。分析计算得出的电跳动量线性误差为±1.1μ，具有很小的系统误差。 

2.在位高效测量。本实用新型的测量支架可以方便地固定在车床刀架上，随刀架进给移动，可以实现方便、高效的在位测量，为加工过程提供有效的指导。 

3.柔性高。本实用新型采用的测量方法可以适用于各种尺寸被测回转体类零件的检测，且测量探头拆装灵活、通用性高，测量方法具有很高的柔性。 

附图说明

图1为本实用新型的测量构架图； 

图2为本实用新型的传感器安装示意图； 

图3为本实用新型的激光位移传感器和霍尔传感器的安装示意图； 

图4为本实用新型的回转误差分离原理图。 

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。 

实施例1：