專利名稱：一種旋轉軸系徑向跳動的非接觸檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于光電檢測技術領域中涉及的一種旋轉軸系徑向跳動非接觸檢測裝置。
背景技術：
旋轉軸系徑向跳動的大小代表了該軸系的旋轉精度，所以它的檢測準確性是非常 重要的。與本發明最為接近的已有技術，是中原量儀股份有限公司生產的電感測微儀，如 圖1所示。包括基座1、軸套2、圓筒形保持架3、第一鋼球4、主軸5、第一螺釘6、壓蓋7、圓 環形保持架8、第二鋼球9、固定平臺10、第二螺釘11、第三螺釘12、電感測微儀探頭13。安裝了第一鋼球4的圓筒形保持架3內孔套裝在主軸5的外徑上，圓筒形保持架 3的外側套裝軸套2，安裝了第二鋼球9的圓環形保持架8套裝在主軸5上，圓筒形保持架 3的下端與圓環形保持架8接觸，兩者的內經對齊，第一鋼球4與軸套2的側面相切，第二 鋼球9與軸套2下平面相切，壓蓋7在圓環形保持架8的下面將其托住，用第一螺釘6將壓 蓋7固定在主軸5上，組成旋轉軸系。基座1通過第三螺釘12與軸套2固連，基座1通過 第二螺釘11固定在固定平臺10上，這樣主軸5可以自由轉動，電感測微儀探頭13與主軸 5的被檢測面接觸，電感儀的讀數表頭放置在固定平臺10上，旋轉主軸5 —周，在電感測微 儀上可以讀出旋轉軸系徑向跳動的數值。該電感測微儀存在的主要問題是該種測試是接觸式測試，被檢測面的加工誤差 影響檢測結果，所以對被檢測面的加工精度要求很高，增加加工難度及加工成本，同時由于 這種檢測是接觸檢測，電感測微儀的探頭在被檢測面上留下劃痕，對檢測面是損傷。
發明內容
為了克服已有技術存在的缺陷，本發明的目的在于檢測旋轉軸系的徑向跳動量時 不接觸軸系表面，減去了被檢測面的加工難度和成本，同時采用非接觸方法檢測，不傷害被 檢測的表面，提高檢測的準確性，特設計一種旋轉軸系徑向跳動非接觸檢測裝置。本發明要解決的技術問題是提供一種旋轉軸系徑向跳動非接觸檢測裝置。解決 技術問題的技術方案如圖2所示，包括第四螺釘14、第一元器件架15、第一指示光柵16、第 一接收管線路板17、第五螺釘18、第一接收管19、第一發光管20、第一發光管線路板21、第 六螺釘22、環形墊23、壓圈24、光柵盤25、第二發光管線路板26、第七螺釘27、第二接收管 線路板28、第八螺釘29、第二接收管30、第二指示光柵31、第二發光管32、第九螺釘33、第 二元器件架34、第三螺釘35、圓環形保持架36、壓蓋37、第一螺釘38、主軸39、第一鋼球40、 圓筒形保持架41、第二鋼球42、軸套43、基座44、第二螺釘45、固定平臺46。裝有第一鋼球40的圓筒形保持架41的內孔套裝在主軸39上，圓筒形保持架41 的外側套裝軸套43，裝有第二鋼球42的圓環形保持架36內孔套裝在主軸39的下部，壓蓋 37在圓環形保持架36的下面將其托起，并用第一螺釘38固定在主軸39上，從而組成被測 旋轉軸系。第三螺釘35通過軸套43將被測旋轉軸系固定在基座44上，第二螺釘45將基座44固定在固定平臺46上，使軸套43固定不動，主軸39可以自由轉動；光柵盤25與主軸 39同軸安裝在主軸39的臺肩上，光柵盤25上面裝上環形墊23，在環形墊23的上面用壓圈 24壓住，壓圈M與主軸39之間用螺紋固緊，使光柵盤25固緊在主軸39上；第一元器件架 15和第二元器件架34相對于主軸39對徑對稱的安裝在軸系的兩側，所述的對徑對稱是指 第一元器件架15和第二元器件架34兩者寬度的中心連線，通過主軸39的軸心，該兩個架 的凹槽開口相對，兩個元器件架固定的位置能使光柵盤25伸進元器件架安裝接收管和發 光管的凹槽內；第一元器件架15和第二元器件架34上的凹槽頂臂和下臂上都留有中心孔， 該兩孔同軸；調整第一和第二元器件的位置，使第一元器件架15的凹槽上臂和下臂上的中 心孔與光柵盤25上的光柵中心對齊，使第二元器件架34的凹槽上臂和下臂上的中心孔與 光柵盤25上的光柵中心對齊；第一元件器架15用第四螺釘14固定在固定平臺46上，第二 元器件架34用第九螺釘33固定在固定平臺46上；第一指示光柵16用膠粘在第一元器件 架15的頂臂中心孔的下表面上，第一接收管19焊接在第一接收管線路板17上，將第一接 收管19安裝在第一元器件架15的頂臂中心孔內，用第五螺釘18將第一接收管線路板17 固定在第一元器件架15上，第一發光管20焊接在第一發光管線路板21上，將第一發光管 20安裝在第一元器件架15的下臂中心孔內，用第六螺釘22將第一發光管線路板21固定 在第一元器件架15上，第二指示光柵31用膠粘在第二元器件架34的頂臂中心孔的下表面 上，第二接收管30焊接在第二接收管線路板觀上，將第二接收管30安裝在第二元器件架 34的頂臂中心孔內，用第八螺釘四將第二接收管線路板觀固定在第二元器件架34上，第 二發光管32焊接在第二發光管線路板26上，將第二發光管32安裝在第二元器件架34下 臂中心孔內，用第七螺釘27將第二發光管線路板沈固定在第二元器件架34上。工作原理說明當主軸39旋轉時，帶動光柵盤25與主軸39相對第一指示光柵16 和第二指示光柵31同軸轉動，第一指示光柵16和第二指示光柵31同相位安裝，轉動的光 柵盤25上的光柵與靜止的第一指示光柵16和第二指示光柵31上的光柵分別產生明暗交 替的條紋，這種條紋分別使第一發光管20和第二發光管32發出的連續光線變成明暗交替 的斷續光線，分別被第一接收管19和第二接收管30接收。當主軸39帶動光柵盤25與主 軸39同軸旋轉時，如果主軸39的徑向跳動量為0時，第一接收管19和第二接收管30中接 收到的光電信號的相位關系在相位計上顯示不變化的相位關系；主軸39旋轉一周，如果主 軸39的徑向跳動量為e時，光柵盤25的中心晃動量也為e，第一接收管19和第二接收管30 設置在光柵盤25的直徑兩端，在第一接收管19和第二接收管30處接收到的信號變化量均 為e，用相位計測出第一接收管19和第二接收管30接收到的光電信號的相位差最大值a， 這個相位差是兩倍光柵盤25的偏心量帶來的，設光柵盤25的光柵刻劃半徑為R，光柵線對 數為m，則線周期為2 π R/m, 一個線周期相位差為360°，則加=2 π R · a/m/360°所以e = 31 R · a/m/360°(1)由(1)式得到軸系徑向跳動量。
圖1是已有技術的結構示意圖；圖2是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式本發明按圖2所示的結構實施。其中圓環形保持架36、壓蓋37、第一螺釘38、主軸 39、第一鋼球40、圓筒形保持架41、第二鋼球42、軸套43為被測旋轉軸系。第四螺釘14、第五螺釘18、第六螺釘22、第七螺釘27、第八螺釘29、第九螺釘33、 第三螺釘35、基座44、第二螺釘45、固定平臺46均采用Q235，第一元器件架15、環形墊23、 壓圈24、第二元器件架34均采用45號鋼，第一指示光柵16、光柵盤25、第二指示光柵31的 基座均采用K9玻璃，第一接收管線路板17、第一發光管線路板21、第二發光管線路板26、第 二接收管 線路板28均采用塑料板，第一接收管19、第一發光管20、第二接收管30、第二發光 管32為Honeywell公司生產的，發光管型號SEP8505，接收管型號SDP8405。裝有第一鋼球40的圓筒形保持架41的內孔套裝在主軸39上，圓筒形保持架41 的外側套裝軸套43，裝有第二鋼球42的圓環形保持架36內孔套裝在主軸39的下部，壓蓋 37在圓環形保持架36的下面將其托起，用第一螺釘38固定在主軸39上，從而組成被測旋 轉軸系。第三螺釘35通過軸套43將被測旋轉軸系固定在基座44上，第二螺釘45將基座 44固定在固定平臺46上，使軸套43固定不動，主軸39可以自由轉動；光柵盤25與主軸39 同軸安裝在主軸39的臺肩上，光柵盤25上面裝上環形墊23，在環形墊23的上面用壓圈24 壓住，壓圈24與主軸39之間用螺紋固緊，使光柵盤25固緊在主軸39上；第一元器件架15 和第二元器件架34相對于主軸39對徑對稱的安裝在軸系的兩側，所述的對徑對稱是指第 一元器件架15和第二元器件架34兩者寬度的中心連線，通過主軸39的軸心，該兩個架的 凹槽開口相對，第一元器件架15用第四螺釘14固定在固定平臺46上，第二元器件架34用 第九螺釘33固定在固定平臺46上；兩個元器件架固定的位置能使光柵盤25伸進元件架安 裝接收管和發光管的凹槽內；第一元器件架15和第二元器件架34上的凹槽頂臂和下臂上 都留有中心孔，該兩孔同軸，在第一元器件架15的頂臂中心孔的下表面上；第一指示光柵 16用膠粘在第一元器件架15的頂臂中心孔的下表面上，第一接收管19焊接在第一接收管 線路板17上，將第一接收管19安裝在第一元器件架15的頂臂中心孔內，用第五螺釘18將 第一接收管線路板17固定在第一元器件架15上，第一發光管20焊接在第一發光管線路板 21上，將第一發光管20安裝在第一元器件架15的下臂中心孔內，用第六螺釘22將第一發 光管線路板21固定在第一元器件架15上，第二指示光柵31用膠粘在第二元器件架34的 頂臂中心孔的下表面上，第二接收管30焊接在第二接收管線路板28上，將第二接收管30 安裝在第二元器件架34的頂臂中心孔內，用第八螺釘29將第二接收管線路板28固定在第 二元器件架34上，第二發光管32焊接在第二發光管線路板26上，將第二發光管32安裝在 第二元器件架34下臂中心孔內，用第七螺釘27將第二發光管線路板26固定在第二元器件 架34上。主軸39旋轉一周，當主軸39的徑向跳動量為e時，光柵盤25的中心晃動量也為 e，第一接收管19和第二接收管30設置在光柵盤25的直徑兩端，在第一接收管19和第二接 收管30處接收到的信號變化量均為e，用相位計測出第一接收管19和第二接收管30接收 到的光電信號的相位差最大值a，這個相位差是兩倍光柵盤25的偏心量帶來的，設光柵盤 25的光柵刻劃半徑為R，光柵線對數為m，則線周期為2 π R/m，一個線周期相位差為360°， 則e= jiR.a/m/3600，這樣，得到軸系徑向跳動量，實現了檢測旋轉軸系的徑向跳動量時 不接觸軸系表面，減去了檢測面的加工難度和成本，同時采用非接觸方法檢測，不傷害被檢測的表面，提高檢測的準確性。
權利要求
1. 一種旋轉軸系徑向跳動的非接觸檢測裝置，包括第三螺釘(3 、圓環形保持架 (36)、第一螺釘(38)、主軸(39)、第一鋼球(40)、圓筒形保持架(41)、第二鋼球(42)、軸套 (43)、基座(44)、第二螺釘(45)、固定平臺06)；其特征在于還包括第四螺釘(14)、第一 元器件架(15)、第一指示光柵(16)、第一接收管線路板(17)、第五螺釘(18)、第一接收管(19)、第一發光管(20)、第一發光管線路板(21)、第六螺釘(22)、環形墊(23)、壓圈(24), 光柵盤(25)、第二發光管線路板( )、第七螺釘(27)、第二接收管線路板( )、第八螺釘 ( )、第二接收管(30)、第二指示光柵(31)、第二發光管(32)、第九螺釘(33)、第二元器件 架(34)、壓蓋(37)；裝有第一鋼球GO)的圓筒形保持架Gl)的內孔套裝在主軸(39)上， 圓筒形保持架Gl)的外側套裝軸套(43)，裝有第二鋼球0 的圓環形保持架(36)內孔 套裝在主軸(39)的下部，壓蓋(37)在圓環形保持架(36)的下面將其托起，并用第一螺釘 (38)固定在主軸(39)上，組成被測旋轉軸系；第三螺釘(3 通過軸套將被測旋轉軸 系固定在基座G4)上，第二螺釘0 將基座04)固定在固定平臺06)上，使軸套03) 固定不動，主軸(39)自由轉動；光柵盤0 與主軸(39)同軸安裝在主軸(39)的臺肩上， 光柵盤0 上面裝上環形墊(23)，在環形墊的上面用壓圈04)壓住，壓圈04)與 主軸(39)之間用螺紋固緊，使光柵盤0 固緊在主軸(39)上；第一元器件架(1 和第二 元器件架(34)相對于主軸(39)對徑對稱的安裝在軸系的兩側，所述的對徑對稱是指第一 元器件架(1 和第二元器件架(34)兩者寬度的中心連線通過主軸(39)的軸心，該兩個架 的凹槽開口相對，兩個元器件架固定的位置能使光柵盤0 伸進元器件架安裝接收管和 發光管的凹槽內；第一元器件架(1 和第二元器件架(34)上的凹槽頂臂和下臂上都留有 中心孔，該兩孔同軸；調整第一和第二元器件的位置，使第一元器件架(1 的凹槽上臂和 下臂上的中心孔與光柵盤0 上的光柵中心對齊，使第二元器件架(34)的凹槽上臂和下 臂上的中心孔與光柵盤0 上的光柵中心對齊；第一元件器架(1 用第四螺釘(14)固定 在固定平臺G6)上，第二元器件架(34)用第九螺釘(3 固定在固定平臺06)上；第一指 示光柵(16)用膠粘在第一元器件架(1 的頂臂中心孔的下表面上，第一接收管(19)焊接 在第一接收管線路板(17)上，將第一接收管(19)安裝在第一元器件架(1 的頂臂中心孔 內，用第五螺釘(18)將第一接收管線路板(17)固定在第一元器件架(1 上，第一發光管(20)焊接在第一發光管線路板上，將第一發光管00)安裝在第一元器件架(1 的下 臂中心孔內，用第六螺釘02)將第一發光管線路板固定在第一元器件架(1 上，第 二指示光柵(31)用膠粘在第二元器件架(34)的頂臂中心孔的下表面上，第二接收管(30) 焊接在第二接收管線路板08)上，將第二接收管(30)安裝在第二元器件架(34)的頂臂中 心孔內，用第八螺釘09)將第二接收管線路板08)固定在第二元器件架(34)上，第二發 光管(3 焊接在第二發光管線路板06)上，將第二發光管(3 安裝在第二元器件架(34) 下臂中心孔內，用第七螺釘以力將第二發光管線路板06)固定在第二元器件架(34)上。
全文摘要
一種旋轉軸系徑向跳動的非接觸檢測裝置，屬于光電檢測技術領域中涉及的一種非接觸檢測裝置。要解決的技術問題是提供一種旋轉軸系徑向跳動非接觸檢測裝置。技術方案包括第一、二元器件架、第一、二指示光柵、第一、二接收管線路板、第一、二接收管、第一、二發光管、第一、二發光管線路板、光柵盤、圓環形保持架、壓蓋、主軸、第一、二鋼球、圓筒形保持架、軸套、基座、固定平臺等。第一、二元器件架對徑對稱的安裝在軸系的兩側，光柵盤與主軸同軸固聯，并伸進元器件架的凹槽內，裝在元器件架上的發光管、接收管、指示光柵與光柵盤上的光柵對齊，主軸旋轉帶動光柵盤轉動，在接收管中接收到光電信號，兩信號相位相對變化量即為軸系徑向跳動量。
文檔編號G01B11/26GK102072711SQ20101054511
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月16日 優先權日2010年11月16日
發明者趙志巍 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所