校準凸輪軸測量儀器用標準器及其使用方法
【專利摘要】校準凸輪軸測量儀器用標準器及其使用方法,包括：校準凸輪軸測量儀器用標準器，為一根專用偏心軸，偏心軸總長度為180±2mm，基圓軸長度為120±2mm，偏心圓柱寬度為30±2mm，偏心軸兩端直徑為16～30mm，基圓軸直徑為30～50mm，偏心圓直徑為41～58mm,偏心距為4～5.5mm。具體使用方法為：選取三件能夠涵蓋儀器日常所檢測的凸輪軸的升程及基圓尺寸的不同規格尺寸的標準器；計算標準器各角度升程；制作標準升程表；判斷標準器的“敏感點”；按照一般凸輪軸的測量方法，得到實測升程表；將此升程表和標準升程表進行比對即可得出升程誤差值，該誤差值即為凸輪軸測量儀器的升程綜合誤差。
【專利說明】校準凸輪軸測量儀器用標準器及其使用方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于計量儀器校準領域，涉及一種校準凸輪軸測量儀器用標準器及其使用 方法。
【背景技術】
[0002] 目前，在我國計量儀器校準領域，凸輪軸測量儀器的校準方法主要有兩種；一種是 按照JJG57-1999《數顯、光學分度頭》檢定規程進行校準，W標準芯軸、多面棱體作為標準器 來檢定凸輪軸測量儀器的單一分項誤差；另一種則是目前業內普遍采用的做法：采用行業 內公認的較先進儀器生產廠家所生產的凸輪軸測量儀器先行測量一根凸輪軸，然后W此凸 輪軸的測量數據作為標準，與用被校準儀器所測得的數據進行比對來確定儀器綜合誤差。 對于第一種校準方法，由于凸輪軸的復雜性，單項測量不僅繁瑣，而且難W直接保證凸輪軸 測量儀器的整體測量結果的精準程度。而W較高精度儀器的測量數據作為標準進行比對， 雖然反映了凸輪軸測量儀器的綜合誤差，但難W實現量值溯源。因此，W上兩種檢定校準方 法所使用的標準器都難W滿足計量準確可靠、科學有效地傳遞量值的要求。
【發明內容】
[0003] 本發明主要是解決現有的凸輪軸測量儀器校準技術上存在的難W溯源、難W通用 的問題，提供一種可W溯源、準確可靠、可操作性強的校準凸輪軸測量儀器用標準器及其使 用方法。
[0004] 本發明采用如下方案實現上述目的：校準凸輪軸測量儀器用標準器，為一根專 用偏也軸，偏也軸總長度為180±2mm，基圓軸長度為120±2mm，偏也圓柱寬度為30±2mm， 偏也軸兩端直徑為16?30mm，基圓軸直徑為30?50mm，偏也圓直徑為41?58mm,偏也距 為 4 ?5. 5mm。
[0005] 具體使用方法為： 1、 選取H件不同規格尺寸的標準器，能夠涵蓋儀器日常所檢測的凸輪軸的升程及基圓 尺寸； 2、 計算標準器各角度升程； 由于實際測量工作中，使用兩種測頭：滾子測頭和平面測頭；其升程與角度的數學關 系分析過程如下： a.平面測頭 〇3'圓為偏也圓W〇i為回轉中也，轉動目角之后的位置，直線N2為轉動后測頭的位置， 如圖2所示： R ;偏也圓半徑； e ;偏也量； 目帶角； S ;偏也圓轉動目角后的升程 〇1;偏也圓的回轉中也；0 2;測頭起始位直； 化:偏也圓圓也起始位直；〇2 :偏也圓轉動目角后測頭的位直； 〇3' ；偏也圓轉動目角后偏也圓圓也的位置； 升程：S=〇i〇3_〇iM=e_ecos P =e (1-C0S P )-----------------------(1) b.滾子測頭 〇3'圓為偏也圓W〇i為回轉中也，轉動目角之后的位置，〇2'圓為轉動后測頭的位置，女口 圖3所示： R ;偏也圓半徑； r ;測頭半徑； e ;偏也量； 目：轉角； S ;偏也圓轉動目角后的升程； 化;偏也圓的回轉中也； 化;測頭球也起始位置； 化:偏也圓圓也起始位置； 〇2' ；偏也圓轉動目角后測頭球也的位置； 〇3' ；偏也圓轉動目角后偏也圓圓也的位置； 升程；S=-(R+r) + (l-cos 目）e+[( R+r)2-(l-cos2 目）e2 ]1/2-----------(2) 3、 制作標準升程表； 根據偏也量校準結果，利用上述公式（1)，公式（2)，計算出轉角目=1。、2°、3°…… 360°所對應的升程值，由此制作升程表，W備校準用； 4、 判斷標準器的"敏感點"； 對所獲得的升程表進行數據處理，令相鄰的升程兩兩相減，得到多組數據，取其中差值 最大的點即為"敏感點"，讀取相應的角度值； 5、 將標準器裝夾在儀器頂尖間，帶動器帶動良好，按照一般凸輪軸的測量方法，操作儀 器主軸旋轉一周，得到實測升程表；將此升程表和標準升程表進行比對即可得出升程誤差 值，該誤差值即為凸輪軸測量儀器的升程綜合誤差； 本發明采用上述技術方案后得到的有益效果是：該發明結構簡單，制作方便，原理科 學，校準過程可操作性強。克服了現有校準方法的不足，W偏也軸作為標準器，使得原本復 雜的溯源難題得W解決。通過所述方法得到的校準結果可W真實地反映儀器狀態，校準結 果準確度有大帖度提局。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006] 圖1為本發明校準凸輪軸測量儀器用標準器結構示意圖。
[0007] 圖2為本發明中使用平面測頭情況下升程與角度數學關系推導示意圖。
[0008] 圖3為本發明中使用滾子測頭情況下升程與角度數學關系推導示意圖。
【具體實施方式】
[0009] 下面結合附圖對本發明做進一步說明。如圖1?3所示，校準凸輪軸測量儀器用標 準器，為一根專用偏也軸，偏也軸總長度Li=180±2mm，基圓軸長度L2=120±2mm，偏也圓 柱寬度L3=30±2mm，偏也軸兩端直徑〇1=16?30mm，基圓軸直徑化=30?50mm，偏也圓直徑 〇3=41 ?58mm,偏也距 e=4 ?5. 5mm。
[0010] 根據需求我們選取了 H種不同的偏也圓直徑、偏也距組合的偏也軸作為標 準器，分別為；（1)偏也軸總長度Li=180±2mm，基圓軸長度L2=120±2mm，偏也圓柱寬 度L3=30 ± 2mm，偏也軸兩端直徑Di=l6mm，基圓直徑化=3〇mm，偏也圓直徑D3=41mm，偏 也距e=5. 5mm;(2)偏也軸總長度Li=180±2mm，基圓軸長度L2=120±2mm，偏也圓柱寬 度L3=30 ± 2mm，偏也軸兩端直徑Di=3〇mm，基圓直徑D2=5〇mm，偏也圓直徑D3= 58mm，偏 也距e=4mm ;(3)偏也軸總長度Li=180±2mm，基圓軸長度L2=120±2mm，偏也圓柱寬度 L3=30 ± 2mm，偏也軸兩端直徑Di=22mm，基圓直徑D2=40mm，偏也圓直徑D3=5〇mm，偏也距 e=5mm。 加工精度要求：偏也圓柱的圓柱度0. 001mm ;基圓柱圓跳動0. 001mm ;偏也圓柱軸線和 基圓柱軸線的平行度0. 002mm ;偏也軸兩端直徑〇1、基圓直徑〇2、偏也圓直徑的公差均為 + 0. 01臟；偏也距e的公差為+0. 01臟。
[0011] 利用本方法，我們對現有的一臺德國萊茲（leitz)手動式凸輪軸測量儀器進行了 升程綜合誤差的校準，詳細步驟如下： 1、校準前的準備工作 我們W使用滾子測頭為例，儀器所用滾子測頭半徑r=9. 000mm，所用標準器偏也量e =3. 991mm，偏也圓半徑R=27. 9315。其中r是測頭實測值，e和R是標準器的實際校準結果。
[0012] 2、計算標準器各角度升程，制作標準升程表 利用公式S=- (R甘)+ (1-COS目）e+ [ ( R甘)2- (1-COS2目）e2 ] I/2,制作標準升程表，作為標 準器的標準數據，W備校準使用。
【權利要求】
1. 校準凸輪軸測量儀器用標準器，其特征在于：校準凸輪軸測量儀器用標準器為 一根專用偏心軸，偏心軸總長度為180±2mm，基圓軸長度為120±2mm，偏心圓柱寬度為 30±2mm，偏心軸兩端直徑為16?30mm，基圓軸直徑為30?50mm，偏心圓直徑為41?58mm, 偏心距為4?5. 5mm。
2. 根據權利要求1所述的校準凸輪軸測量儀器用標準器，其特征在于：使用方法為： 1) 選取三件不同規格尺寸的標準器，能夠涵蓋儀器日常所檢測的凸輪軸的升程及基圓 尺寸； 2) 計算標準器各角度升程； 由于實際測量工作中，使用兩種測頭：滾子測頭和平面測頭；其升程與角度的數學關 系分析過程如下： a. 平面測頭 (V圓為偏心圓以為回轉中心，轉動0角之后的位置，直線\為轉動后測頭的位置； R :偏心圓半徑； e :偏心量； 3 :轉角； S :偏心圓轉動P角后的升程 〇1:偏心圓的回轉中心；〇2:測頭起始位置； 〇3:偏心圓圓心起始位置；〇2\偏心圓轉動0角后測頭的位置； 〇3 :偏心圓轉動0角后偏心圓圓心的位置； 升程：S^C^-OilV^e-ecos 3 =e (1-cos 3 )-----------------------(1) b. 滾子測頭 (V圓為偏心圓以為回轉中心，轉動e角之后的位置，〇;圓為轉動后測頭的位置； R :偏心圓半徑； r :測頭半徑； e :偏心量； 0 :轉角； S :偏心圓轉動0角后的升程； 〇1:偏心圓的回轉中心； 〇2:測頭球心起始位置； 〇3:偏心圓圓心起始位置； 〇2'偏心圓轉動0角后測頭球心的位置； 〇3 :偏心圓轉動0角后偏心圓圓心的位置； 升程：3=-〇?+1〇 + (1-。〇80)6+[(1?+1〇2-(1-。〇8 2@)62]1/2-----------(2) 3) 制作標準升程表； 根據偏心量校準結果，利用上述公式（1)，公式（2)，計算出轉角￠=1°、2°、3°…… 360°所對應的升程值，由此制作升程表，以備校準用； 4) 判斷標準器的"敏感點"； 對所獲得的升程表進行數據處理，令相鄰的升程兩兩相減，得到多組數據，取其中差值 最大的點即為"敏感點"，讀取相應的角度值； 5) 將標準器裝夾在儀器頂尖間，帶動器帶動良好，按照一般凸輪軸的測量方法，操作儀 器主軸旋轉一周，得到實測升程表；將此升程表和標準升程表進行比對即可得出升程誤差 值，該誤差值即為凸輪軸測量儀器的升程綜合誤差。
【文檔編號】G01D18/00GK104501850SQ201410660410
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】張秋陽, 孫峰, 劉盟盟, 顧運萍, 林敏 , 趙西佳 申請人:第一拖拉機股份有限公司