一種軸偏斜檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軸偏斜檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，屬于檢測(cè)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。該裝置包括定位環(huán)和檢測(cè)頭，定位環(huán)的側(cè)壁上沿徑向開設(shè)有多個(gè)通孔，檢測(cè)頭的數(shù)量與通孔的數(shù)量相同，檢測(cè)頭一一對(duì)應(yīng)地穿設(shè)于通孔中，各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭共圓且與定位環(huán)的圓心重合，各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭能夠在通孔中移動(dòng)。該方法是基于該裝置而實(shí)現(xiàn)的。該裝置和方法在應(yīng)用時(shí)，將待測(cè)軸穿過定位環(huán)的中心，移動(dòng)各檢測(cè)頭，使各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭抵頂住待測(cè)軸，根據(jù)此時(shí)各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭位移，通過計(jì)算得到待測(cè)軸中心偏離定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，根據(jù)該橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)即可確定待測(cè)軸的偏心性質(zhì)。因此，該軸偏斜檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且受外界條件影響較小。
【專利說明】一種軸偏斜檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及檢測(cè)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種軸偏斜檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中有一種對(duì)石油鉆井鉆桿的鉆軸進(jìn)行偏心檢測(cè)的方法，主要是應(yīng)用傾角芯片和陀螺儀傳感器為檢測(cè)元件，其是利用重力加速度和慣性微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，因此，受到地下磁場(chǎng)變化等的干擾較大，該檢測(cè)方法中應(yīng)用的陀螺儀傳感器與石油鉆井鉆桿相比，體積較大，并且，在安裝布置時(shí)，必須要求石油鉆井鉆桿的鉆軸是空心的。因此，該方法具有顯著的局限性，難以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且受外界條件影響較小的軸偏斜檢測(cè)裝置及基于該檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法。
[0004]本發(fā)明提供的軸偏斜檢測(cè)裝置包括定位環(huán)和檢測(cè)頭，所述定位環(huán)的側(cè)壁上沿徑向開設(shè)有多個(gè)通孔，所述檢測(cè)頭的數(shù)量與所述通孔的數(shù)量相同，所述檢測(cè)頭一一對(duì)應(yīng)地穿設(shè)于所述通孔中，所述各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭共圓且與所述定位環(huán)的圓心重合，所述各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭能夠在所述通孔中移動(dòng)。
[0005]作為優(yōu)選，所述通孔內(nèi)設(shè)有第一螺紋，所述檢測(cè)頭上設(shè)有第二螺紋，所述第一螺紋能夠與所述第二螺紋相互配合。
[0006]作為優(yōu)選，所述通孔為階梯孔，所述階梯孔由外到內(nèi)依次包括三段并且直徑依次遞減，所述檢測(cè)頭包括墊片、立柱、彈性部件、壓片和內(nèi)測(cè)頭，所述墊片的直徑等于第一段通孔的直徑，所述壓片的直徑等于所述第二段通孔的直徑，所述立柱固定連接于所述墊片，所述彈性部件的內(nèi)徑大于所述立柱的直徑，所述彈性部件的外徑小于所述第二段通孔的直徑，所述內(nèi)測(cè)頭的直徑等于所述第三段通孔的直徑，所述內(nèi)測(cè)頭固定連接于所述壓片，當(dāng)所述彈性部件伸長(zhǎng)或者壓縮時(shí)，所述壓片在所述第二段通孔內(nèi)滑動(dòng)，所述內(nèi)測(cè)頭在所述第三段通孔內(nèi)滑動(dòng)，通常情況下，所述彈性部件具有預(yù)緊力。
[0007]作為優(yōu)選，所述彈性部件是彈簧。
[0008]作為優(yōu)選，所述軸偏斜檢測(cè)裝置還包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)運(yùn)算模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊，
[0009]所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集所述各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭的位移值；
[0010]所述數(shù)據(jù)運(yùn)算模塊用于根據(jù)所述各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭位移計(jì)算得到所述待測(cè)軸中心偏離所述定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；
[0011]所述數(shù)據(jù)輸出模塊用于輸出所述待測(cè)軸中心偏離所述定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。
[0012]作為優(yōu)選，所述各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭包括頭端和尾端，所述頭端呈半圓柱狀，所述尾端呈立方體，所述半圓柱狀的母線平行于所述定位環(huán)的軸向，所述半圓柱狀的軸向截面的形狀與所述立方體的底面形狀相同。
[0013]作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)運(yùn)算模塊依據(jù)如下公式運(yùn)算:
[0014]X1 = LX sin Θ ；
[0015]Y1 = LX sin δ ；
[0016]其中，
[0017]所述sin Θ是根據(jù)下列等式計(jì)算得到:
[0018]tg Θ XA = R/cos Θ — R+S ；
[0019]所述sin δ是根據(jù)下列等式計(jì)算得到:
[0020]tg Θ XA = R/cos δ — R+S ；
[0021]其中，
[0022]X1，待測(cè)軸中心偏離定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)；
[0023]yi，待測(cè)軸中心偏離定位換中心的橫坐標(biāo)；
[0024]L，待測(cè)軸的長(zhǎng)度；
[0025]Θ，待測(cè)軸在X軸截面的偏置角度；
[0026]δ，待測(cè)軸在Y軸截面的偏置角度；
[0027]Α，待測(cè)軸中心到各檢測(cè)頭內(nèi)測(cè)頭的距離；
[0028]R，檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭半圓面的半徑；
[0029]S，檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭在應(yīng)用時(shí)的位移。
[0030]本發(fā)明提供的軸偏心檢測(cè)方法基于本發(fā)明提供的軸偏斜檢測(cè)裝置而實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟:
[0031]步驟1:將待測(cè)軸穿過所述定位環(huán)的中心；
[0032]步驟2:移動(dòng)所述各檢測(cè)頭，使所述各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭抵頂住所述待測(cè)軸；
[0033]步驟3:根據(jù)此時(shí)所述各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭位移通過計(jì)算得到所述待測(cè)軸中心偏離所述定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。
[0034]作為優(yōu)選，所述各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭包括頭端和尾端，所述頭端呈半圓柱狀，所述尾端呈立方體，所述半圓柱狀的母線平行于所述定位環(huán)的軸向，所述半圓柱狀的軸向截面的形狀與所述立方體的底面形狀相同。
[0035]作為優(yōu)選，所述待測(cè)軸中心偏離所述定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的計(jì)算公式如下:
[0036]X1 = LX sin Θ ；
[0037]Y1 = LX sin δ ；
[0038]其中，
[0039]所述sin Θ是根據(jù)下列等式計(jì)算得到:
[0040]tg Θ XA = R/cos Θ — R+S ；
[0041]所述sin δ是根據(jù)下列等式計(jì)算得到:
[0042]tg Θ XA = R/cos δ — R+S ；
[0043]其中，
[0044]X1，待測(cè)軸中心偏離定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)；
[0045]yi，待測(cè)軸中心偏離定位換中心的橫坐標(biāo)；
[0046]L，待測(cè)軸的長(zhǎng)度；
[0047]θ，待測(cè)軸在X軸截面的偏置角度；
[0048]δ，待測(cè)軸在Y軸截面的偏置角度；
[0049]Α，待測(cè)軸中心到各檢測(cè)頭內(nèi)測(cè)頭的距離；
[0050]R，檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭半圓面的半徑；
[0051]S，檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭在應(yīng)用時(shí)的位移。
[0052]本發(fā)明提供的軸偏斜檢測(cè)裝置和方法在應(yīng)用時(shí)，將待測(cè)軸穿過定位環(huán)的中心，移動(dòng)各檢測(cè)頭，使各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭抵頂住待測(cè)軸，根據(jù)此時(shí)各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭位移，通過計(jì)算得到待測(cè)軸中心偏離定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，根據(jù)該橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)即可確定待測(cè)軸的偏心性質(zhì)。因此，該軸偏斜檢測(cè)裝置和方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且受外界條件影響較小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0053]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的軸偏斜檢測(cè)裝置的立體圖；
[0054]圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的軸偏斜檢測(cè)裝置的軸向剖視圖；
[0055]圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的軸偏斜檢測(cè)裝置在應(yīng)用時(shí)的軸向剖視圖；
[0056]圖4為圖3中A部分的局部放大示意圖；
[0057]圖5為圖3中B部分的局部放大示意圖；
[0058]圖6為圖3中C部分的局部放大示意圖；
[0059]圖7為圖3中D部分的局部放大示意圖；
[0060]圖8為本發(fā)明實(shí)施例二或?qū)嵤├峁┑妮S偏斜檢測(cè)裝置應(yīng)用的檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061]圖9為本發(fā)明實(shí)施例二或?qū)嵤├峁┑妮S偏斜檢測(cè)裝置應(yīng)用的檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭與待測(cè)軸之間配合時(shí)在XY截面的示意圖，其中，待測(cè)軸在X軸方向沒有偏移；
[0062]圖10為本發(fā)明實(shí)施例二或?qū)嵤├峁┑妮S偏斜檢測(cè)裝置應(yīng)用的檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭與待測(cè)軸之間配合時(shí)在XY截面的示意圖，其中，待測(cè)軸在X軸方向向左偏移；
[0063]圖11為本發(fā)明實(shí)施例二或?qū)嵤├峁┑妮S偏斜檢測(cè)裝置應(yīng)用的檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭與待測(cè)軸之間配合時(shí)在與XY截面垂直的截面示意圖，其中，待測(cè)軸存在斜向上的傾角；
[0064]圖12為頭部呈球形而尾部呈圓柱形的內(nèi)測(cè)頭的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0065]圖13為圖12所示的內(nèi)測(cè)頭與待測(cè)軸之間配合時(shí)在XY截面的示意圖，其中，待測(cè)軸在X軸方向沒有偏移；
[0066]圖14為圖12所示的內(nèi)測(cè)頭與待測(cè)軸之間配合時(shí)在XY截面的示意圖，其中，待測(cè)軸在X軸方向向左偏移；
[0067]圖15為圖14中M部位的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0068]圖16為頭部和尾部一體呈立方體的內(nèi)測(cè)頭的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0069]圖17為圖16所示的內(nèi)測(cè)頭與帶側(cè)軸之間配合時(shí)在與XY截面垂直的截面示意圖，其中，待測(cè)軸在與XY截面垂直的截面沒有傾角。
[0070]圖18為圖16所示的內(nèi)測(cè)頭與帶側(cè)軸之間配合時(shí)在與XY截面垂直的截面示意圖，其中，待測(cè)軸在與XY截面垂直的截面存在傾角α。
[0071 ] 圖19為待測(cè)軸在X截面的不意圖；
[0072]圖20為待測(cè)軸在XY截面的示意圖；
[0073]圖21為本發(fā)明實(shí)施例三提供的軸偏斜檢測(cè)裝置中各模塊之間的信號(hào)流向示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0074]為了深入了解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0075]實(shí)施例一
[0076]參見附圖1，本發(fā)明提供的軸偏斜檢測(cè)裝置包括定位環(huán)I和檢測(cè)頭2，定位環(huán)I的側(cè)壁上沿徑向開設(shè)有多個(gè)通孔，檢測(cè)頭2的數(shù)量與通孔的數(shù)量相同，檢測(cè)頭2 —一對(duì)應(yīng)地穿設(shè)于通孔中，各檢測(cè)頭2的內(nèi)測(cè)頭3共圓且與定位環(huán)的圓心重合，各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭能夠在通孔中移動(dòng)。
[0077]本發(fā)明提供的軸偏斜檢測(cè)裝置在應(yīng)用時(shí)，將待測(cè)軸穿過定位環(huán)I的中心，移動(dòng)各檢測(cè)頭2，使各檢測(cè)頭2的內(nèi)測(cè)頭3抵頂住待測(cè)軸，根據(jù)此時(shí)各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭位移，通過計(jì)算得到待測(cè)軸中心偏離定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，根據(jù)該橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)即可確定待測(cè)軸的偏心性質(zhì)。因此，該軸偏斜檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且受外界條件影響較小。
[0078]本實(shí)施例中，通孔為四個(gè)，此時(shí)檢測(cè)頭2的數(shù)量也為四個(gè)。本實(shí)施例中四個(gè)檢測(cè)頭2均勻地布置在定位環(huán)I的側(cè)壁上，此時(shí)，在使用時(shí)，能夠使待測(cè)軸的位置定位更加穩(wěn)定。實(shí)踐中，通孔還可以設(shè)置為分布在定位環(huán)I周向的3個(gè)，此時(shí)，為了減小檢測(cè)誤差，相鄰兩個(gè)通孔之間的圓心角是120° ;此外，通孔的數(shù)量還可以是5個(gè)或者更多個(gè)，但最好是對(duì)稱地分布在定位環(huán)I的周向，從而，無論待測(cè)軸10向哪個(gè)方向移動(dòng)，均能夠測(cè)出其移動(dòng)方向的位移，從而減小檢測(cè)誤差。
[0079]其中，通孔內(nèi)設(shè)有第一螺紋，檢測(cè)頭2上設(shè)有第二螺紋，第一螺紋能夠與第二螺紋相互配合。在這種情況下，只需要改變檢測(cè)頭2在通孔內(nèi)的旋入深度，即可移動(dòng)個(gè)檢測(cè)頭2，使各檢測(cè)頭2的內(nèi)測(cè)頭3抵頂住待測(cè)軸。其不足之處在于，需要手動(dòng)調(diào)節(jié)各檢測(cè)頭旋入通孔內(nèi)的深度，并且，還需要對(duì)應(yīng)用時(shí)的位移進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)用不夠便捷。
[0080]實(shí)施例二
[0081]參見附圖2?7，與本發(fā)明實(shí)施例一的不同之處在于，本發(fā)明實(shí)施例二提供的軸偏斜檢測(cè)裝置的通孔為階梯孔，階梯孔由外到內(nèi)依次包括三段并且直徑依次遞減，檢測(cè)頭包括墊片5、立柱7、彈性部件4、壓片9和內(nèi)測(cè)頭3，墊片5的直徑等于第一段通孔的直徑，壓片9的直徑等于第二段通孔的直徑，立柱7固定連接于墊片5，彈性部件4的內(nèi)徑大于立柱7的直徑，彈性部件4的外徑小于第二段通孔的直徑，內(nèi)測(cè)頭3的直徑等于第三段通孔的直徑，內(nèi)測(cè)頭3固定連接于壓片9，當(dāng)彈性部件4伸長(zhǎng)或者壓縮時(shí)，壓片9在第二段通孔內(nèi)滑動(dòng)，內(nèi)測(cè)頭3在第三段通孔內(nèi)滑動(dòng)，通常情況下，彈性部件4具有預(yù)緊力。在這種情況下，當(dāng)待測(cè)軸穿入定位環(huán)I中心時(shí)，彈性部件4借助其預(yù)緊力即可自動(dòng)使各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭抵頂在待測(cè)軸上，應(yīng)用方便、快捷；并且，只要測(cè)定各壓片9的位移即為各內(nèi)測(cè)頭的位移，該結(jié)構(gòu)即電渦流位移傳感器，能夠?yàn)楹罄m(xù)數(shù)據(jù)采集模塊的應(yīng)用提供支持。
[0082]其中，彈性部件4可以是彈簧，由于彈簧的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本低，因此，整個(gè)軸偏斜檢測(cè)裝置的成本較低。
[0083]實(shí)施例三
[0084]參見附圖21，與本發(fā)明實(shí)施例二提供的軸偏斜檢測(cè)裝置的不同之處在于，本發(fā)明實(shí)施例三提供軸偏斜檢測(cè)裝置還包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)運(yùn)算模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊，
[0085]數(shù)據(jù)采集模塊用于采集各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭的位移值；
[0086]數(shù)據(jù)運(yùn)算模塊用于根據(jù)各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭位移計(jì)算得到待測(cè)軸中心偏離定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；
[0087]數(shù)據(jù)輸出模塊用于輸出待測(cè)軸中心偏離定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。
[0088]在這種情況下，數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)輸出均可以自動(dòng)完成，在應(yīng)用時(shí)，還要將待測(cè)軸穿入定位環(huán)I的中心，即可直接從數(shù)據(jù)輸出模塊直接讀出待測(cè)軸中心偏離定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，從而確定待測(cè)軸的偏心性質(zhì)。實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)檢測(cè)。
[0089]此外，參見附圖8，本發(fā)明實(shí)施例二或?qū)嵤├峁┑妮S偏斜檢測(cè)裝置的各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭包括頭端3和尾端11，頭端3呈半圓柱狀，尾端11呈立方體，半圓柱狀的母線平行于定位環(huán)I的軸向，半圓柱狀的軸向截面的形狀與立方體的底面形狀相同。本實(shí)施例中，各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭的頭端3和尾端11 一體成型。采用這樣的形狀能夠減小本發(fā)明實(shí)施例二或?qū)嵤├峁┑妮S偏斜檢測(cè)裝置的檢測(cè)誤差。參見附圖9和附圖10，當(dāng)帶側(cè)軸10在X軸方向向左偏移時(shí)，由于各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭的頭端3呈半圓柱狀，且該半圓柱的母線平行于定位環(huán)I的軸向，當(dāng)待測(cè)軸10在X軸方向左右移動(dòng)時(shí)，各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭的頭端3始終與待測(cè)軸之間存在一條平行于該半圓柱狀母線的切線，待測(cè)軸10在周向始終與該半圓柱的周向相切，參見附圖11，既能夠避免待測(cè)軸中心坐標(biāo)的檢測(cè)誤差，也能夠避免待測(cè)軸傾角的檢測(cè)誤差。
[0090]如果將各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭制作成附圖12所示的頭端3 ’成球形，而尾端11 ’呈圓柱形的形狀，雖然也能夠保證待測(cè)軸的周向始終與各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭的頭端3 '相切，能夠避免待測(cè)軸傾角的檢測(cè)誤差，但是，參見附圖13?15，當(dāng)待測(cè)軸10在X軸方向向左移動(dòng)時(shí)，由于各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭的頭端3 '在XY截面也呈半圓形，其與帶側(cè)軸10的周向切點(diǎn)與各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭的頭端Y之間存在距離d，距離d的存在能夠帶來待測(cè)軸中心坐標(biāo)的檢測(cè)誤差。
[0091]如果將各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭制作成附圖16所示的立方體，當(dāng)待測(cè)軸在X軸方向左右移動(dòng)時(shí)，各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭的頭端3"與待測(cè)軸10之間始終存在一平行于定位環(huán)I軸向的切線，能夠避免帶側(cè)軸中心坐標(biāo)的檢測(cè)誤差，但是，參見附圖17和18，當(dāng)待測(cè)軸存在傾角α?xí)r，由于各檢測(cè)頭內(nèi)測(cè)頭的頭端3"與待測(cè)軸10周向的切線始終是各檢測(cè)頭內(nèi)測(cè)頭的一條底邊,根本無法檢測(cè)處傾角α。
[0092]參見附圖19和附圖20，其中，附圖19只給出了待測(cè)軸在X軸截面的偏置角度的數(shù)學(xué)模型，而待測(cè)軸在Y軸截面的偏置角度的數(shù)學(xué)模型同理。
[0093]數(shù)據(jù)運(yùn)算模塊依據(jù)如下公式運(yùn)算:
[0094]X1 = LX sin Θ ；
[0095]Y1 = LX sin δ ；
[0096]其中，
[0097]sin Θ是根據(jù)下列等式計(jì)算得到:
[0098]tg Θ XA = R/cos Θ — R+S ；
[0099]sin δ是根據(jù)下列等式計(jì)算得到:
[0100]tg Θ XA = R/cos δ — R+S ；
[0101]其中，
[0102]X1，待測(cè)軸中心偏離定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)；
[0103]yi，待測(cè)軸中心偏離定位換中心的橫坐標(biāo)；
[0104]L，待測(cè)軸的長(zhǎng)度；
[0105]Θ，待測(cè)軸在X軸截面的偏置角度；
[0106]δ，待測(cè)軸在Y軸截面的偏置角度；
[0107]Α，待測(cè)軸中心到各檢測(cè)頭內(nèi)測(cè)頭的距離；
[0108]R，檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭半圓面的半徑；
[0109]S，檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭在應(yīng)用時(shí)的位移。本發(fā)明提供的軸偏心檢測(cè)方法基于本發(fā)明提供的軸偏斜檢測(cè)裝置而實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟:
[0110]步驟1:將待測(cè)軸穿過定位環(huán)的中心；
[0111]步驟2:移動(dòng)各檢測(cè)頭，使各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭抵頂住待測(cè)軸；
[0112]步驟3:根據(jù)此時(shí)各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭位移通過計(jì)算得到待測(cè)軸中心偏離定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。
[0113]本發(fā)明提供的軸偏心檢測(cè)方法在應(yīng)用時(shí)，將待測(cè)軸穿過定位環(huán)I的中心，移動(dòng)各檢測(cè)頭2，使各檢測(cè)頭2的內(nèi)測(cè)頭3抵頂住待測(cè)軸，根據(jù)此時(shí)各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭位移，通過計(jì)算得到待測(cè)軸中心偏離定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，根據(jù)該橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)即可確定待測(cè)軸的偏心性質(zhì)。因此，該軸偏斜檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且受外界條件影響較小。
[0114]其中，當(dāng)軸偏斜檢測(cè)裝置的各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭包括頭端3和尾端11，頭端3呈半圓柱狀，尾端11呈立方體，半圓柱狀的母線平行于定位環(huán)I的軸向，半圓柱狀的軸向截面的形狀與立方體的底面形狀相同時(shí)，待測(cè)軸中心偏離定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的計(jì)算公式如下:
[0115]X1 = LX sin Θ ；
[0116]Y1 = LX sin δ ；
[0117]其中，
[0118]sin Θ是根據(jù)下列等式計(jì)算得到:
[0119]tg Θ XA = R/cos Θ — R+S ；
[0120]sin δ是根據(jù)下列等式計(jì)算得到:
[0121]tg Θ XA = R/cos δ — R+S ；
[0122]其中，
[0123]X1，待測(cè)軸中心偏離定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)；
[0124]yi，待測(cè)軸中心偏離定位換中心的橫坐標(biāo)；
[0125]L，待測(cè)軸的長(zhǎng)度；
[0126]Θ，待測(cè)軸在X軸截面的偏置角度；
[0127]δ，待測(cè)軸在Y軸截面的偏置角度；
[0128]Α，待測(cè)軸中心到各檢測(cè)頭內(nèi)測(cè)頭的距離；
[0129]R，檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭半圓面的半徑；
[0130]S，檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭在應(yīng)用時(shí)的位移。
[0131]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種軸偏斜檢測(cè)裝置，其特征在于，包括定位環(huán)和檢測(cè)頭，所述定位環(huán)的側(cè)壁上沿徑向開設(shè)有多個(gè)通孔，所述檢測(cè)頭的數(shù)量與所述通孔的數(shù)量相同，所述檢測(cè)頭一一對(duì)應(yīng)地穿設(shè)于所述通孔中，所述各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭共圓且與所述定位環(huán)的圓心重合，所述各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭能夠在所述通孔中移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸偏斜檢測(cè)裝置，其特征在于，所述通孔內(nèi)設(shè)有第一螺紋，所述檢測(cè)頭上設(shè)有第二螺紋，所述第一螺紋能夠與所述第二螺紋相互配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸偏斜檢測(cè)裝置，其特征在于，所述通孔為階梯孔，所述階梯孔由外到內(nèi)依次包括三段并且直徑依次遞減，所述檢測(cè)頭包括墊片、立柱、彈性部件、壓片和內(nèi)測(cè)頭，所述墊片的直徑等于第一段通孔的直徑，所述壓片的直徑等于所述第二段通孔的直徑，所述立柱固定連接于所述墊片，所述彈性部件的內(nèi)徑大于所述立柱的直徑，所述彈性部件的外徑小于所述第二段通孔的直徑，所述內(nèi)測(cè)頭的直徑等于所述第三段通孔的直徑，所述內(nèi)測(cè)頭固定連接于所述壓片，當(dāng)所述彈性部件伸長(zhǎng)或者壓縮時(shí)，所述壓片在所述第二段通孔內(nèi)滑動(dòng)，所述內(nèi)測(cè)頭在所述第三段通孔內(nèi)滑動(dòng)，通常情況下，所述彈性部件具有預(yù)緊力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸偏斜檢測(cè)裝置，其特征在于，所述彈性部件是彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸偏斜檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)運(yùn)算模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊， 所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集所述各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭的位移值； 所述數(shù)據(jù)運(yùn)算模塊用于根據(jù)所述各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭位移計(jì)算得到所述待測(cè)軸中心偏離所述定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)； 所述數(shù)據(jù)輸出模塊用于輸出所述待測(cè)軸中心偏離所述定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的軸偏斜檢測(cè)裝置，其特征在于，所述各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭包括頭端和尾端，所述頭端呈半圓柱狀，所述尾端呈立方體，所述半圓柱狀的母線平行于所述定位環(huán)的軸向，所述半圓柱狀的軸向截面的形狀與所述立方體的底面形狀相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軸偏斜檢測(cè)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)運(yùn)算模塊依據(jù)如下公式運(yùn)算:
X1 = LX sin Θ ；
Y1 = LX sin δ ； 其中， 所述sin Θ是根據(jù)下列等式計(jì)算得到: tg Θ XA = R/cos Θ — R+S ； 所述sin δ是根據(jù)下列等式計(jì)算得到: tg Θ XA = R/cos δ — R+S ； 其中， X1，待測(cè)軸中心偏離定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)； Y1，待測(cè)軸中心偏離定位換中心的橫坐標(biāo)； L，待測(cè)軸的長(zhǎng)度； Θ，待測(cè)軸在X軸截面的偏置角度； δ，待測(cè)軸在Y軸截面的偏置角度； A,待測(cè)軸中心到各檢測(cè)頭內(nèi)測(cè)頭的距離； R，檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭半圓面的半徑； S，檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭在應(yīng)用時(shí)的位移。
8.—種軸偏心檢測(cè)方法,其特征在于，基于權(quán)利要求1?7中任一所述的軸偏斜檢測(cè)裝置而實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟: 步驟1:將待測(cè)軸穿過所述定位環(huán)的中心； 步驟2:移動(dòng)所述各檢測(cè)頭，使所述各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭抵頂住所述待測(cè)軸； 步驟3:根據(jù)此時(shí)所述各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭位移通過計(jì)算得到所述待測(cè)軸中心偏離所述定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。
9.根據(jù)權(quán)利要求9所述的軸偏心檢測(cè)方法，其特征在于，所述各檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭包括頭端和尾端，所述頭端呈半圓柱狀，所述尾端呈立方體，所述半圓柱狀的母線平行于所述定位環(huán)的軸向，所述半圓柱狀的軸向截面的形狀與所述立方體的底面形狀相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的軸偏心檢測(cè)方法，其特征在于，所述待測(cè)軸中心偏離所述定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的計(jì)算公式如下:
X1 = LX sin Θ ；
Y1 = LX sin δ ； 其中， 所述sin Θ是根據(jù)下列等式計(jì)算得到: tg Θ XA = R/cos Θ — R+S ； 所述sin δ是根據(jù)下列等式計(jì)算得到: tg Θ XA = R/cos δ — R+S ； 其中， X1，待測(cè)軸中心偏離定位環(huán)中心的橫坐標(biāo)； Y1，待測(cè)軸中心偏離定位換中心的橫坐標(biāo)； L，待測(cè)軸的長(zhǎng)度； Θ，待測(cè)軸在X軸截面的偏置角度； δ，待測(cè)軸在Y軸截面的偏置角度； Α，待測(cè)軸中心到各檢測(cè)頭內(nèi)測(cè)頭的距離； R，檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭半圓面的半徑； S，檢測(cè)頭的內(nèi)測(cè)頭在應(yīng)用時(shí)的位移。
【文檔編號(hào)】G01B21/24GK104330070SQ201410684951
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】黃小勇, 邱力, 張凱, 庫(kù)帆 申請(qǐng)人:武漢武船機(jī)電設(shè)備有限責(zé)任公司