[发明专利]一种轴类零件静动态形变量在线监测装置及方法

说明书

本发明公开了一种轴类零件静动态形变量在线监测装置及方法，包括基座(1)，伺服电机(2)，联轴器(3)，转速传感器(4)，被测轴类零件(5)，末端活动支撑(6)，限位导向板(7)，激光测距传感器阵列(8)，丝杠(9)，步进电机(10)，滑块(11)，滑动平台(12)，滑动导轨(13)等。本发明可以用来测量两类形变：1、动态时，即伺服电机带动被测轴类零件高速转动时，用来测量被测轴类零件横截面处由于动不平衡载荷作用下产生的形变大小；2、静态时，测量被测轴类零件在任意横截面处偏移其原轴心的距离和角度；实用性好。

技术领域

本发明涉及在线监测技术领域，尤其涉及一种轴类零件静动态形变量在线监测装置及方法。

背景技术

随着机械行业朝着越来越精细化的方向发展，如何在对机械构件产生影响最小的情况下精确且快速测量其静态形变量，以及在运行状态下的动态形变量已成为重要课题，在工程和实践中具有重要意义。目前针对轴类零件形变量主要有三种测量方法：第一种是采用百分表等测量工具逐点测量的方法，第二种种是对于受载荷构件贴应变片的方法，第三种是将差动传感器安装在可动工作台上，并保证其测头在同一个垂直于回转轴线的平面内，测量线夹角为光电编码盘分辨率角度的整数倍；这种三种方法操作都较繁琐，且受人为影响因素较大，自动化程度低，且难以有效覆盖整个被测构件。本发明提出了一种针对轴类零件，能够在静态和动态监测轴类零件形变量的装置及方法，能在不接触被测试件的情况下，准确测量出试件主要形变的轴向的分布情况以及形变量的大小，具有适用范围广、测量准确、效率高等优点。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种轴类零件静动态形变量在线监测装置及方法。

本发明采用的技术方案是：

一种轴类零件静动态形变量在线监测装置，其特征在于，包括有基座，基座的一侧两端分别设有伺服电机、末端活动支撑，被测轴类零件转动安装在伺服电机与末端活动支撑之间，伺服电机的输出轴与被测轴类零件轴间用联轴器连接；所述基座的另一侧设有滑动平台，滑动平台的下部设有与被测轴类零件轴线方向垂直的滑动导轨，滑动平台可在滑动导轨上滑动，所述滑动平台上设置有丝杠、步进电机，丝杠上罩设有限位导向板，丝杠上配合安装有滑块，滑块上固定有激光测距传感器阵列，滑块的上端与限位导向板的上部导向端滑动连接，丝杠的一端与限位导向板的一限位端转动连接，丝杠的另一端贯穿限位导向板的另一限位端与步进电机连接，通过步进电机带动丝杠转动，使激光测距传感器阵列沿被测轴类零件轴线方向进行直线移动。

所述的一种轴类零件静动态形变量在线监测装置，其特征在于，所述伺服电机由伺服系统控制，转速可调节，从而实现静、动两种工作状态下所需的工作转速。伺服电机与被测轴类零件之间加装有转速传感器，用以监测实时转速。

所述的一种轴类零件静动态形变量在线监测装置，其特征在于，所述激光测距传感器阵列由一系列相同规格的激光测距传感器排列而成，构成一个整体，其目的在于将被测轴类零件划分成若干个区域，每个激光测距传感器的激光测距传感器负责该区域内的形变量测量，可大大减少扫描测量整个被测轴类零件所花的时间；激光测距传感器采集的数据输送到计算机，相关的数字处理、数学运算由计算机完成。

所述的一种轴类零件静动态形变量在线监测装置，其特征在于，针对不同长度的被测轴类零件，可以选取与其长度相适配数量的激光测距传感器阵列数目，同时对被测轴类零件起支撑、稳定作用的末端活动支撑的位置也可以通过基座调节，实现不同长度的被测轴类零件的装夹，被测轴类零件与末端活动支撑之间采用装油轴承连接。

所述的一种轴类零件静动态形变量在线监测装置，其特征在于，所述基座的下部设有滑动导轨，滑动导轨上装配有滑动平台，可以调节激光位移传感器阵列与被测轴类零件之间的距离，从而实现对于不同体量的被测轴类零件都能调整到合适的测量位置实现精确测量。

一种轴类零件静动态形变量在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：